電力變壓器有載分接開關(guān)的維護措施
有載調(diào)壓變壓器在電力系統(tǒng)中有著重要作用，它不僅能穩(wěn)定負(fù)荷中心電壓，而且也是聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)、調(diào)整負(fù)載潮流、改善無功分配等不可缺少的重要設(shè)備。有載調(diào)壓變壓器上安裝的有載分接開關(guān)在運行和操作中難免會出現(xiàn)故障，這些故障可能是制造廠質(zhì)量問題，也有可能是運行維護不當(dāng)引起的。據(jù)統(tǒng)計，2004年全國220kV及以上變壓器非計劃停運中，有載分接開關(guān)導(dǎo)致的非計劃停運次數(shù)為8次，占非計劃停運總時間的10.343%。因此，變壓器有載分接開關(guān)的安全運行維護非常關(guān)鍵。
有載分接開關(guān)基本原理、結(jié)構(gòu)
有載分接開關(guān)，是一種能在勵磁狀態(tài)下變換分接位置的電器裝置。有載分接開關(guān)調(diào)壓的基本原理，就是在變壓器繞組中引出若干分接頭后，通過它在不中斷負(fù)載電流的情況下，由一個分接頭切換到另一個分接頭，來改變有效匝數(shù)，即改變變壓器的電壓比，從而實現(xiàn)調(diào)壓的目的。因此，有載分接開關(guān)在操作過程中，一要保證負(fù)載電流的連續(xù)性；二要在切換分接的動作中具有良好的斷弧性能。
有載分接開關(guān)在變換分接頭過程中，必須利用電阻實現(xiàn)過渡，以限制其過渡時的環(huán)流。通常采用的是電阻式組合型有載分接開關(guān)。實際工作中，電阻限流有載分接開關(guān)的結(jié)構(gòu)可分為3個部分，即切換開關(guān)、選擇開關(guān)、操作結(jié)構(gòu)。這些中的哪一部分出現(xiàn)問題都會直接影響變壓器的正常運行。
有載分接開關(guān)在運行中出現(xiàn)的問題
問題1：切換開關(guān)油室滲漏油
切換開關(guān)油室是獨立的油箱。運行中，切換開關(guān)油室中的油是絕對不允許進(jìn)入變壓器本體的，這是因為切換開關(guān)運行時產(chǎn)生一定的電弧，致使油室中的油質(zhì)變差，這種油只能在切換開關(guān)油室中使用，而不能進(jìn)入變壓器本體。一旦進(jìn)入會嚴(yán)重影響變壓器內(nèi)部油的色譜分析，即變壓器內(nèi)部故障判斷。引起切換開關(guān)油室滲漏油的原因有：
⑴有載分接開關(guān)油箱底部放油閥門未緊固，致使變壓器本體油箱中油與有載分接開關(guān)油箱中的混合。
⑵兩油箱間密封膠墊材料不良或裝配工藝不佳?，F(xiàn)場處理時發(fā)現(xiàn)多數(shù)因膠墊尺寸選擇不當(dāng)，壓縮后無余量，膠墊不起作用。另外，有載分接開關(guān)油箱上沿與本體油箱預(yù)留孔錯位，密封更加困難。還有的有載分接開關(guān)油箱絕緣筒上邊沿被壓裂，出現(xiàn)缺口，導(dǎo)致滲漏油。
⑶中心傳動軸油封不嚴(yán)。
◆防范措施：運行中應(yīng)密切注視分接開關(guān)儲油柜油位，當(dāng)異常升高或降低直至變壓器儲油柜油位時，則應(yīng)檢查切換開關(guān)油室是否滲漏油。對變壓器定期取油樣，若發(fā)現(xiàn)主變的色譜分析氫、乙炔和總氫含量異常超標(biāo)，也應(yīng)檢查切換開關(guān)油室是否滲漏油，以便及時處理。
問題2：切換開關(guān)內(nèi)觸頭發(fā)熱
頻繁的調(diào)壓，會使觸頭之間的機械磨損、電腐蝕和觸頭污染嚴(yán)重，尤其是負(fù)荷電流較大的變壓器，電流的熱效應(yīng)會使彈簧的彈性變?nèi)酰瑒?、靜觸頭之間的接觸壓力降低，接觸電阻增大，又使觸頭之間的發(fā)熱量增大。發(fā)熱加速了觸頭表面的氧化腐蝕和機械變形，并形成惡性循環(huán)，從而導(dǎo)致切換開關(guān)損壞。
◆防范措施：在檢修投運前要分別測試開關(guān)各分接位置的直流電阻，吊罩檢修時應(yīng)測量觸頭的接觸電阻，檢查觸頭鍍層和接觸是否良好。每年結(jié)合檢修或試驗對分接開關(guān)各檔位置多轉(zhuǎn)動幾次，除去氧化膜或油污的影響，使其接觸良好。
問題3：過渡電阻斷開和松動
過渡電阻斷開和松動，會造成整臺變壓器燒毀。如果過渡電阻在已燒斷的情況下帶負(fù)荷切換，不但會使負(fù)載電流間斷，而且會在過渡電阻的斷口上以及動靜觸頭斷開口間出現(xiàn)全部相電壓。該電壓不僅會擊穿電阻的斷口，也會在動靜觸頭斷開時產(chǎn)生強大的電弧，從而導(dǎo)致變換的兩分接頭間短路，造成高壓繞組分接線段短路燒毀。同時，電弧將開關(guān)油室的油迅速分解，產(chǎn)生了大量氣體。如果安全保護裝置不能立即排出這些氣體，就會使開關(guān)破損。電弧的能量也可使開關(guān)絕緣筒燒壞，致使開關(guān)無法修復(fù)。
◆防范措施：加強過渡電阻的檢查
⑴在變壓器出廠以及運行前和大修后，必須檢查過渡電阻緊固是否松動，以及電阻絲線材是否有機械破損，以免切換時產(chǎn)生局部過熱而燒斷。
⑵切換次數(shù)達(dá)到2萬次以上或運行在2年以上的有載開關(guān)，必須檢查過渡電阻的材質(zhì)是否變脆，電阻是否變值，緊固是否松動。
⑶運行中遇到變壓器在2倍以上額定電流的大電流情況下切換，必須檢查過渡電阻是否燒毀。
⑷發(fā)生過有載開關(guān)不切換的情況，即快速機構(gòu)主彈簧疲勞或斷裂不工作、傳動系統(tǒng)損壞、緊固件松動、機械卡死、限位失靈等使開關(guān)不能切換和切換中途失敗以及切換程序時間延長超過規(guī)定值時，必須檢查過渡電阻是否燒毀。
問題4：有載分接開關(guān)油質(zhì)劣化
開關(guān)每操作一次，由于電弧引起油質(zhì)劣化，開關(guān)的絕緣水平下降。變壓器油是分接開關(guān)最基本的絕緣材料，它作為絕緣和滅弧介質(zhì)，還具有冷卻、潤滑、防腐蝕作用。在分接開關(guān)中，由于電弧的作用，開關(guān)油室中的絕緣油被分解，并析出游離碳、氫、乙炔等氣體及油垢，氣體一般會從絕緣油中排出，但游離碳微粒和油垢的一部分混在絕緣油中，一部分積在開關(guān)的絕緣件表面。此外，還有少量觸頭材料融化后濺射出來的金屬微粒也留在了絕緣件表面。這些沉積物的增多，會增加泄漏電流，降低絕緣電阻，最終導(dǎo)致油沿絕緣表面放電，使開關(guān)損壞。
◆防范措施：對運行6-12個月或切換2000～4000次后，應(yīng)取切換開關(guān)箱中的油樣作試驗。對切換5000～10000次后或絕緣油的擊穿電壓低于25kV時，應(yīng)更換開關(guān)箱的絕緣油，并對絕緣件表面做清潔處理。信息來源：www.ewkbg.com
結(jié)束語
運行維護單位應(yīng)特別重視和加強有載分接開關(guān)的維護和檢修工作，從而使有載分接開關(guān)經(jīng)常保持良好狀態(tài)，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
有載分接開關(guān)基本原理、結(jié)構(gòu)
有載分接開關(guān)，是一種能在勵磁狀態(tài)下變換分接位置的電器裝置。有載分接開關(guān)調(diào)壓的基本原理，就是在變壓器繞組中引出若干分接頭后，通過它在不中斷負(fù)載電流的情況下，由一個分接頭切換到另一個分接頭，來改變有效匝數(shù)，即改變變壓器的電壓比，從而實現(xiàn)調(diào)壓的目的。因此，有載分接開關(guān)在操作過程中，一要保證負(fù)載電流的連續(xù)性；二要在切換分接的動作中具有良好的斷弧性能。
有載分接開關(guān)在變換分接頭過程中，必須利用電阻實現(xiàn)過渡，以限制其過渡時的環(huán)流。通常采用的是電阻式組合型有載分接開關(guān)。實際工作中，電阻限流有載分接開關(guān)的結(jié)構(gòu)可分為3個部分，即切換開關(guān)、選擇開關(guān)、操作結(jié)構(gòu)。這些中的哪一部分出現(xiàn)問題都會直接影響變壓器的正常運行。
有載分接開關(guān)在運行中出現(xiàn)的問題
問題1：切換開關(guān)油室滲漏油
切換開關(guān)油室是獨立的油箱。運行中，切換開關(guān)油室中的油是絕對不允許進(jìn)入變壓器本體的，這是因為切換開關(guān)運行時產(chǎn)生一定的電弧，致使油室中的油質(zhì)變差，這種油只能在切換開關(guān)油室中使用，而不能進(jìn)入變壓器本體。一旦進(jìn)入會嚴(yán)重影響變壓器內(nèi)部油的色譜分析，即變壓器內(nèi)部故障判斷。引起切換開關(guān)油室滲漏油的原因有：
⑴有載分接開關(guān)油箱底部放油閥門未緊固，致使變壓器本體油箱中油與有載分接開關(guān)油箱中的混合。
⑵兩油箱間密封膠墊材料不良或裝配工藝不佳?，F(xiàn)場處理時發(fā)現(xiàn)多數(shù)因膠墊尺寸選擇不當(dāng)，壓縮后無余量，膠墊不起作用。另外，有載分接開關(guān)油箱上沿與本體油箱預(yù)留孔錯位，密封更加困難。還有的有載分接開關(guān)油箱絕緣筒上邊沿被壓裂，出現(xiàn)缺口，導(dǎo)致滲漏油。
⑶中心傳動軸油封不嚴(yán)。
◆防范措施：運行中應(yīng)密切注視分接開關(guān)儲油柜油位，當(dāng)異常升高或降低直至變壓器儲油柜油位時，則應(yīng)檢查切換開關(guān)油室是否滲漏油。對變壓器定期取油樣，若發(fā)現(xiàn)主變的色譜分析氫、乙炔和總氫含量異常超標(biāo)，也應(yīng)檢查切換開關(guān)油室是否滲漏油，以便及時處理。
問題2：切換開關(guān)內(nèi)觸頭發(fā)熱
頻繁的調(diào)壓，會使觸頭之間的機械磨損、電腐蝕和觸頭污染嚴(yán)重，尤其是負(fù)荷電流較大的變壓器，電流的熱效應(yīng)會使彈簧的彈性變?nèi)酰瑒?、靜觸頭之間的接觸壓力降低，接觸電阻增大，又使觸頭之間的發(fā)熱量增大。發(fā)熱加速了觸頭表面的氧化腐蝕和機械變形，并形成惡性循環(huán)，從而導(dǎo)致切換開關(guān)損壞。
◆防范措施：在檢修投運前要分別測試開關(guān)各分接位置的直流電阻，吊罩檢修時應(yīng)測量觸頭的接觸電阻，檢查觸頭鍍層和接觸是否良好。每年結(jié)合檢修或試驗對分接開關(guān)各檔位置多轉(zhuǎn)動幾次，除去氧化膜或油污的影響，使其接觸良好。
問題3：過渡電阻斷開和松動
過渡電阻斷開和松動，會造成整臺變壓器燒毀。如果過渡電阻在已燒斷的情況下帶負(fù)荷切換，不但會使負(fù)載電流間斷，而且會在過渡電阻的斷口上以及動靜觸頭斷開口間出現(xiàn)全部相電壓。該電壓不僅會擊穿電阻的斷口，也會在動靜觸頭斷開時產(chǎn)生強大的電弧，從而導(dǎo)致變換的兩分接頭間短路，造成高壓繞組分接線段短路燒毀。同時，電弧將開關(guān)油室的油迅速分解，產(chǎn)生了大量氣體。如果安全保護裝置不能立即排出這些氣體，就會使開關(guān)破損。電弧的能量也可使開關(guān)絕緣筒燒壞，致使開關(guān)無法修復(fù)。
◆防范措施：加強過渡電阻的檢查
⑴在變壓器出廠以及運行前和大修后，必須檢查過渡電阻緊固是否松動，以及電阻絲線材是否有機械破損，以免切換時產(chǎn)生局部過熱而燒斷。
⑵切換次數(shù)達(dá)到2萬次以上或運行在2年以上的有載開關(guān)，必須檢查過渡電阻的材質(zhì)是否變脆，電阻是否變值，緊固是否松動。
⑶運行中遇到變壓器在2倍以上額定電流的大電流情況下切換，必須檢查過渡電阻是否燒毀。
⑷發(fā)生過有載開關(guān)不切換的情況，即快速機構(gòu)主彈簧疲勞或斷裂不工作、傳動系統(tǒng)損壞、緊固件松動、機械卡死、限位失靈等使開關(guān)不能切換和切換中途失敗以及切換程序時間延長超過規(guī)定值時，必須檢查過渡電阻是否燒毀。
問題4：有載分接開關(guān)油質(zhì)劣化
開關(guān)每操作一次，由于電弧引起油質(zhì)劣化，開關(guān)的絕緣水平下降。變壓器油是分接開關(guān)最基本的絕緣材料，它作為絕緣和滅弧介質(zhì)，還具有冷卻、潤滑、防腐蝕作用。在分接開關(guān)中，由于電弧的作用，開關(guān)油室中的絕緣油被分解，并析出游離碳、氫、乙炔等氣體及油垢，氣體一般會從絕緣油中排出，但游離碳微粒和油垢的一部分混在絕緣油中，一部分積在開關(guān)的絕緣件表面。此外，還有少量觸頭材料融化后濺射出來的金屬微粒也留在了絕緣件表面。這些沉積物的增多，會增加泄漏電流，降低絕緣電阻，最終導(dǎo)致油沿絕緣表面放電，使開關(guān)損壞。
◆防范措施：對運行6-12個月或切換2000～4000次后，應(yīng)取切換開關(guān)箱中的油樣作試驗。對切換5000～10000次后或絕緣油的擊穿電壓低于25kV時，應(yīng)更換開關(guān)箱的絕緣油，并對絕緣件表面做清潔處理。信息來源：www.ewkbg.com
結(jié)束語
運行維護單位應(yīng)特別重視和加強有載分接開關(guān)的維護和檢修工作，從而使有載分接開關(guān)經(jīng)常保持良好狀態(tài)，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。
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