浅谈电力变压器有载分接开关常见故障及其排除方文

摘要：有载调压变压器在电力系统中有着重要的作用，它不仅能稳定负荷中心电压，而且也是联络电网、调整负载潮流、改善无功分配等不可缺少的重要设备。据统计，如果更换或改装一台1kVA的有载调压变压器，当合理调整无功负载时，相当增加0.1kvar的无功设备。因此可以说，有载调压变压器不仅是保证现代化电力系统供电质量的关键设备，同时也可以用来改造旧电力系统，产生很大的经济效益。目前，发达国家对容量在10MVA及以上的变压器大都安装了有载分接开关。我国电力系统及用户也越来越多的采用了有载调压变压器。但是，近些年来，有载分接开关在运行中出现了许多异常情况。据统计，1990年全国110~500kV变压器事故或故障中，有载分接开关的事故和故障分别占变压器的18%和12.5%：500kV变压器的57次故障中，有载分接开关约占25%。事故和故障率高，而且有上升趋势，直接威胁主变压器和电网的安全运行，引起电力系统的广泛关注。

关键词：有载调压、分接开关、故障特征、故障原因及排除方法

统计数据表明有载分接开关事故和故障的类型大致如下：

一、故障特征：

1、连动；

2、手摇操作正常，而就地电动操作拒动；

3、电动操作过程中，空气开关跳闸；

4、电动机构仅能一个方向分接变换；

5、分接开关无法控制操作方向

6、电动机构正、反两个方向分接变换均拒动；

7、远方控制拒动，而就地电动操作正常；

8、远方控制和就地电动或手动操作时，电动机构动作，控制回路与电动机构分接位置指示正常一致，而电压表、电流表均无相应变动；

9、切换开关切换时间延长或不切换；

10、分接开关与电动机构分接位置不一致；

11、分接开关储油柜油位异常升高或降低，直至变压器储油柜油位；

12、变压器本体内绝缘油的色谱分析中氢、乙炔、总烃含量异常超标；

13、运行中分接开关频率发信动作；

14、分接选择器或选择开关静触头支架弯曲变形造成变压器绕组直流电阻超标，分接变换拒动或内部放电等；

15、连同变压器绕组测量直流电阻时呈不稳定状态；

16、切换开关掉芯复装后，测量连同变压器绕组直流电阻，发现在转换选择器不变的情况下，相邻二分接位置直流电阻值相同或为两个级差电阻值；

17、储能机构失灵；

18、切换开关动触头的Y形臂中性线对主触头之间放电，造成变压器二分接间短路故障；

19、分接开关有局部放电或爬电痕迹；

20、断轴。

二、故障原因及排除方法

1、连动；

原因：交流接触器剩磁或油污造成失电延时，顺序开关故障或交流接触器动作配合不当。

排除方法：检查交流接触器失电是否延时返回或卡滞，顺序开关触电动作顺序是否正确。清除交流接触器铁芯油污，必要时予以更换。调整顺序开关顺序或改进电气控制回路，确保逐级控制分接变换。

2、手摇操作正常，而就地电动操作拒动；

原因：无操作电源或电动机控制回路故障，如手摇机构中弹簧片未复归，造成闭锁开关触点未接通。

排除方法：检查操作电源和电动机控制回路的正确性，消除故障后进行整组联动试验。

3、电动操作过程中，空气开关跳闸；

原因：凸轮开关组安装移位。

排除方法：用灯光法分别检查S11——S13（1-N）与S12——S13（N-1）的分合程序，调整安装位置。

4、电动机构仅能一个方向分接变换；

原因：限位机构未复位。

排除方法：手拨动限位机构，滑动接触处加少量油脂润滑

5、分接开关无法控制操作方向；

原因：电动机电容器回路断线、接触不良或电容器故障。

排除方法：检查电动机电容器回路，并处理接触不良、断线或更换电容器

6、电动机构正、反两个方向分接变换均拒动；

原因：无操作电源或缺相，手摇闭锁开关触点未复归。

排除方法：检查三相电源应正常，处理手摇闭锁开关接触点应接触良好。

7、远方控制拒动，而就地电动操作正常；

原因：远方控制回路故障。

排除方法：检查远方控制回路的正确性，消除故障后进行整组联动试验。

8、远方控制和就地电动或手动操作时，电动机构动作，控制回路与电动机构分接位置指示正常一致，而电压表、电流表均无相应变动；

原因：分接开关拒动、分接开关与电动机构联结脱落，如垂直或水平转动联结销子脱落。

排除方法：检查分接开关位置与电动机构指示位置一致后，重新联接然后做联结校验。

9、切换开关切换时间延长或不切换；

原因：储能拉簧疲劳，拉力减弱、断裂或机械卡死。

排除方法：调换拉簧或检修传动机械。

10、分接开关与电动机构分接位置不一致；

原因：分接开关与电动机构联接错误。

排除方法：检查原因并进行联结校验。

11、分接开关储油柜油位异常升高或降低，直至变压器储油柜油位；

原因：如调正分接开关储油柜油位后，仍继续出现类似故障现象，应判断为油室密封缺陷，造成油室中油与变压器本体油互相泄露。油室内放油螺栓未拧紧，亦会造成渗漏油。

排除方法：分接开关揭盖寻找渗漏点，如渗漏油，则应吊出芯体，抽尽油室中绝缘油，在变压器本体油压下观察绝缘护筒内壁、分接引线螺栓及转轴密封等处是否有渗漏油。然后，更换密封件或进行密封处理。有放气孔或放油螺栓的应紧固螺栓，更换密封圈。

12、变压器本体内绝缘油的色谱分析中氢、乙炔、总烃含量异常超标；

原因：停止分接变换操作，对变压器本体绝缘油进行色谱跟踪分析，如溶解气体组分含量与产气率呈下降趋势，则判断为油室的绝缘油渗漏到变压器本体中。

排除方法：分接开关揭盖寻找渗漏点，如渗漏油，则应吊出芯体，抽尽油室中绝缘油，在变压器本体油压下观察绝缘护筒内壁、分接引线螺栓及转轴密封等处是否有渗漏油。然后，更换密封件或进行密封处理。有放气孔或放油螺栓的应紧固螺栓，更换密封圈。

13、运行中分接开关频率发信动作；

原因：油室内存在局部放电源，造成气体的不断积累。

排除方法：吊芯检查有否悬浮电位放电，连线或限流电阻有否断裂、接触不良而造成经常性的局部放电。应及时消除悬浮电位放电及其不正常局部放电源。

14、分接选择器或选择开关静触头支架弯曲变形造成变压器绕组直流电阻超标，分接变换拒动或内部放电等；

原因：分接选择器或选择开关绝缘支架材质不良，分接引线对其受力及安装垂直度不符合要求。

排除方法：更换静触头绝缘支架。纠正分接引线不应使分接开关受力。开关安装应垂直呈自由状态。

15、连同变压器绕组测量直流电阻时呈不稳定状态；

原因：运行中长期不动作或长期无电流通过的静触点接触面形成一层膜或油污等造成接触不良。

排除方法：每年结合变压器小修，进行3个循环的分接变换。

16、切换开关掉芯复装后，测量连同变压器绕组直流电阻，发现在转换选择器不变的情况下，相邻二分接位置直流电阻值相同或为两个级差电阻值；

原因：切换开关拨臂与拐臂错位，不能同步动作，造成切换开关拒动，仅选择开关动作。

排除方法：重新吊装切换开关，将拨臂与拐臂置于同一方向，使拨臂在拐臂凹处就位。手摇操作，观察切换开关是否左右两个方向均可切换动作，然后注油复装，并测量连同变压器绕组直流电阻值，以复核安装的正确性。

17、储能机构失灵；

原因：分接开关干燥后无油操作；异物落入切换开关芯体内；误拨机使机构处于脱扣状态。

排除方法：严禁干燥后无油操作，排除异物。

18、切换开关动触头的Y形臂中性线对主触头之间放电，造成变压器二分接间短路故障；

原因：切换开关 Y形臂中性线，为裸多股软线，易松散并坐落在切换开关相同分接接头间，在级电压下易击穿放电。

排除方法：切换开关Y形臂中性线加装包绝缘。

19、分接开关有局部放电或爬电痕迹；

原因：紧固件或电极有尖端放电，紧固件松动或悬浮电位放电。

处理方法：排除尖端，加固紧固件，消除悬浮放电

20、断轴。

原因：分接开关与电动机构联接错位或分接选择器严重变形

排除方法：检查分接选择器受力变性原因，予以处理或更换转轴。进行整定工作位置的判断，并进行联结校验。

结束语：

通过以上分析，为迅速改变现状，提高有载分接开关质量，建立运行部门对有载分接开关做好质量管理工作，主要是：

1、加强对分接开关的选型、运输、安装、调试、验收、运行维护、检修的全过程管理，从而促进安全生产。

2、认真贯彻《有载分接开关运行维修导则》（DL/T574-95），加强专业技术培训，提高人员素质。以为安全生产做出应有的贡献。

编写：王忠凯 技术顾问：石强、王小芝

参考资料：《电力设备事故处理手册 ——陈化钢主编

         《有载分接开关安装使用说明书》——上海华明电气股份有限公司

         《供用电设备》—— 王晓文