變壓器有載分接開關CMA9型電動機構故障的分析

徐 亮， 孫 瑜， 王 廣， 吳 軍

（1.平湖市供電局，浙江 平湖 314200；2.浙江電力調度通信中心，杭州 310012；3.嘉興電力局，浙江 嘉興 314033）

有載分接開關是能在變壓器勵磁或負載狀態下進行操作，用于調換繞組分接位置的裝置。分接開關作為變壓器內唯一經常動作的部件，其可靠性直接決定變壓器能否安全可靠運行。電動機構是有載分接開關的驅動機構，較容易發生故障，因此加強電動機構運行維護至關重要。

1 CMA9型電動機構的電氣工作原理

有載分接開關由帶過渡阻抗的切換開關、帶或不帶轉換器的分接選擇器組成，通過安裝在變壓器箱壁的電動機構經傳動軸、傘形齒輪箱傳動操作。1號主變有載開關采用CMA9型電動機構，該電動機構電氣工作原理如圖1所示。

以1→N方向分接變換操作為例，簡述CMA9型電動機構分接變換操作過程，N→1方向分接變換操作過程的原理與此相同。分接變換操作流程如圖2所示。

（1）操作準備：合上電源保護開關Q1，主回路和控制回路電源接通。

（2）啟動：按動操作按鈕S1，接觸器K1吸合，K1自鎖。同時接觸器K3吸合，電動機M1啟動，朝1→N方向運轉。

圖1 CMA9型電動機構的電氣工作原理

圖2 CMA9型電動機構分接變換操作流程

（3）逐級操作：S14，S13，S12為順序操作的凸輪組行程開關，電動機向1→N方向運轉，S14動作，接觸器K1吸合，電動機構進入操作狀態。電動機繼續運轉至S13動作，中間繼電器K20吸合，凸輪行程開關S13（NO1，NO2）先斷開，K20仍保持吸合。由于運行過程中K20一直處于吸合狀態，斷開了 S1（或 S2）操作 K1（或 K2）的線路，因此一旦電動機構運行，就與按鈕S1（或S2）所處狀態無關，電動機構只能完成一次分級變換操作。

（4）停止：當一級分接開關變換操作結束時，凸輪行程開關S14（C，NO1）斷開，K1失電釋放，斷開電動機主回路，同時K20釋放，為下次操作做好準備，即電動機構處于待操作狀態。

2 故障分析和處理

在測試某35 kV變電所1號主變壓器（簡稱主變）有載分接開關電動調檔功能時，發現有載分接開關完成一次電動調檔操作后，電動機構內的電動機無法停止，導致分接開關持續不斷進行電動調檔。

電動機的啟動和制動由接觸器K3接點控制，在一次分接變換完成后，如果K3仍然勵磁，電動機就無法制動。為了查清故障原因，進行了以下試驗：按下按鈕S1，電動機M1啟動，朝1→N方向運轉，接觸器K1吸合，K1（13，14）閉合，接觸器K3吸合，電動機M1啟動，朝1→N方向運轉。用萬用表一直監測接觸器K3的A1接點的電壓，A1接點的電壓為交流電壓220 V，當一級分接開關變換操作結束時，電動機無法停止，用萬用表測量K3的A1接點的電壓，K1的13與14接點的電壓相同，為交流電壓220 V，說明K1一直勵磁，從而K1（13，14）一直閉合，造成K3接觸器一直勵磁，導致電動機的主回路一直接通，電動機無法停止。

正常運行時，當K20接觸器動作后，K1接觸器僅由凸輪行程開關S14（C，NO1）觸點閉合來保持，當一級分接開關變換操作結束時，S14（C，NO1）斷開，K1失電釋放，斷開電動機主回路，而發生故障時，K1一直勵磁，用萬用表測量K20（11，13），K1（6，5）接點兩端的電壓，電壓均相同，為交流電壓220 V，而經測量K20（5，3），K20（9，7）接點閉合，K20（4，2），K20（12，10），K20（8，6）接點打開，可見K20接觸器并未勵磁。

仔細檢查K20接觸器后，發現接觸器上帶電吸合的觸點并未吸合，人為將這一觸點按到吸合的位置，再進行試驗時，故障消失，電動機構完成一次分級變換操作后能夠自動停止。將K20接觸器拆開后發現，內部線圈已經燒斷，證明故障確實是由于K20接觸器損壞造成的。

根據現場檢修經驗，變壓器有載分接開關有時發生滑檔現象，通常有以下3個方面的原因：

（1）交流接觸器、中間繼電器損壞，或因剩磁或油脂粘結而失電延時。

（2）行程開關動作程序變位。

（3）交流接觸器動作配合不當。

處理時應結合具體情況，更換損壞的接觸器，清除交流接觸器鐵心油污，調整順序開關順序或改進電氣接線回路。

3 電動機構的維護

有載分接開關發生故障大多為運行年限較長的電動機構，根據實際運行情況，發生故障的原因主要有4個方面：

（1）機構箱密封條老化，密封不良，導致機構吸潮，有的機構加熱器回路不通，無法加熱除潮。由于運行年限長，齒輪式傳動機構的齒輪箱密封不良導致滲油，箱內潮濕、油污嚴重。

（2）中間繼電器和交流接觸器的接點氧化嚴重，導致接點接觸不良，或操作時由于接觸電阻過大使接點發熱而燒壞接點。

（3）二次接線老化嚴重，接點斷裂或脫落，絕緣層老化導致短路。

（4）機構振動和多次操作使凸輪移位導致凸輪開關動作順序或時間不當。

有載開關電動機構常見的故障有：按下按鈕S1（或S2）接觸器不吸合；或接觸器吸合，但電機不轉；電動機構在運行過程中停止；電機保護開關Q1跳閘；電動機構停止時，紅線偏移；電動機構聯動；電動機構自動升降檔位；顯示器無顯示等。一種原因在不同的情況下可能會引發多項故障，從而引起重大事故。因此除做好定期大修工作外，還應結合變電所狀態檢修，有針對性地進行檢查和維護工作，排除電動機構事故隱患。建議在實際工作中應該有下列重點檢查和維護：

（1）清掃、檢查機構箱內塵土和臟物，檢查機構箱的密封與防塵情況，檢查充油式齒輪傳動箱的密封情況，有無滲漏，檢查加熱器回路是否導通，工作是否正常。

（2）檢查各電氣元件接點接觸是否良好，必要時可測量接觸電阻，檢查二次接線接觸是否良好，測量電氣回路絕緣電阻。

（3）檢查機械部位是否松動，特別是級進控制的凸輪是否移位，緊固其固定螺栓，機械轉動部位加適量潤滑油。

（4）進行操作試驗，檢查各種電氣功能是否正常。

[1]陳俊，陸曉芬.兩起有載分接開關故障分析與處理[J].浙江電力,1999（6）:58-60.

[2]姚志松.提高有載分接開關安全運行的措施[J].變壓器，2000，37（12）:35-39.

[3]張德明.變壓器分接開關選型與使用[M].北京:中國電力出版社,2005.