變壓器有載分接開關瓦斯報警問題分析

吳健

（國網鄂州供電公司，湖北 鄂州 436000）

變壓器有載分接開關瓦斯報警問題分析

吳健

（國網鄂州供電公司，湖北 鄂州 436000）

本文分析了變壓器有載分接開關頻繁瓦斯報警的原因，結合220kV郎家畈變電站2#主變、110kV旭光變電站2#主變有載分接開關的輕瓦斯頻繁動作實例，進行深入分析與研究，并提出相應的處理方法。實際運行結果表明，文中所采取的方法消除了存在的缺陷，能夠滿足實際應用的要求。

變壓器；有載分接開關；瓦斯報警

變壓器是電力系統極為重要的電氣主設備，其運行是否穩定直接影響到系統供電可靠性，有載分接開關作為變壓器的重要組件之一，在變壓器的運行過程中發揮著不可或缺的作用，它能根據供電需要適時進行檔位調節控制輸出電壓的高低［1］。隨著客戶對電網供電質量要求日趨升高，有載開關的調節也愈加頻繁，有載開關的頻繁動作使其故障發生比率要高于變壓器其他組件，一旦有載開關發生故障不能正常調檔，將會直接影響到變壓器正常運行，需及時進行處理［2］。

近期，鄂州市220kV郎家畈變電站2#主變、110kV旭光變電站2#主變有載分接開關輕瓦斯頻繁動作。經檢查，兩臺分接開關都已加裝在線濾油裝置，對其進行多次吊芯檢查也未發現明顯故障，過渡電阻與過渡時間均符合要求。但絕緣油耐壓值已低于35kV，低于標準值。對此，本文結合對這兩起故障的檢修過程，對變壓器有載分解開關頻繁報警的問題作進一步分析與研究。

1　有載分接開關的產氣機理

有載分接開關主要有兩種類型：一種是復合式分接開關；一種是組合式分接開關。復合式分接開關一般用于電流不大、電壓不高的變壓器，其切換開關與選擇觸頭合二為一，直接在各個分接頭上轉換［3］；組合式分接開關適用于大容量、高電壓有載變壓器調壓，專門由切換開關完成切換電流的任務。常用的切換開關與選擇開關分別如圖1、圖2所示。

正常情況下，有載分接開關是帶負載變換變壓器的分接，以達到調節電壓目的。開關在切換過程中，由于負載電流的存在，切換開關在操作過程中在主弧觸頭和過渡觸頭上形成小電弧，產生一定量的氣體。每切換一次就有一定量的氣體產生，有一部分氣體通過連管進入氣體繼電器、儲油柜，經過呼吸器排入大氣；另一部分存在于開關內或氣體繼電器內。當產生的氣體與排出氣體達到平衡，聚集在氣體繼電器內的氣體容積又小于繼電器整定值時，輕瓦斯保護不會動作。但隨著有載分接開關的不斷切換，有時會出現氣體繼電器內氣體大于整定值（通常為250～300mL），使氣體繼電器的信號接點接通，發生輕瓦斯保護動作，如不排出故障，便會出現瓦斯保護的頻繁誤動作。

圖1　切換開關

圖2　選擇開關

2　瓦斯報警的原因分析

2.1切換開關筒存在雜質

開關經過長時間的頻繁切換后，切換筒內可能出現碳化物等雜質。雜質的存在，會導致開關切換時產生的氣體增大，引發瓦斯動作。另外，檢修人員在切換開關吊裝過程中，人為疏忽可能使切換筒沒有清潔干凈，遺留少量雜質，也會使開關切換時氣體增多。對此，檢修人員打開分接開關的后蓋，檢查吊出芯子，沒有發現任何雜質物，絕緣筒也未發生變形，其實物圖如圖3所示。

2.2分接開關內存在水分

由于工藝原因，有時分接開關儲油柜頂部會出現密封不良的現象，容易進水。水的存在會嚴重影響到油室內絕緣油的油質，使絕緣強度下降，游離碳增多，導致生成的氣體量驟然增多。對此，檢修人員在拆解分接開關時對是否含有水分進行了檢查，但沒有發現水分，表明瓦斯動作不是由于進水引起的。

圖3　絕緣筒實物圖

2.3切換開關物理特性發生變化

吊起切換開關，對切換開關進行物理特性檢查。可以發現：①機構的主彈簧壓力正常、動作靈活；②切換開關的主觸頭、弧觸頭均無過熱和明顯燒傷的痕跡，各軟連接線、接頭無過熱現象；③過渡波形、過渡電阻的電阻值與過渡時間均正常，所測結果如圖4與圖5所示。④扇形板及其他結構件無破損、無裂紋且無變形。

圖4　過渡波形

圖5　過渡電阻與過渡時間

由此表明，切換開關的本體性能良好，不是造成絕緣油內氣體超標的原因。

2.4呼吸系統不暢通

呼吸器作為變壓器內外部壓力平衡的主要部件，當變壓器油的體積隨著油的溫度膨脹或縮小時，儲油柜內的空氣隨變壓器的體積膨脹或縮小，排出或吸入的空氣經過呼吸器，實現變壓器內外部壓力的平衡。

經過對郎家畈變電站分接開關本體和輔助系統進行檢查與試驗，呼吸器存在嚴重受潮，形成的負壓使絕緣油倒吸進硅膠內，導致呼吸器呼吸不暢，運行中產生的氣體不能與外界平衡，聚集在有載瓦斯繼電器內，如圖6所示。

圖6　有載分接開關呼吸器

打開下步玻璃油杯進行多次檢測，發現廠家的設計存在較大缺陷，即：擰緊下部注油油杯后，密封墊圈會造成呼吸器下沿的排氣孔發生堵塞，使呼吸器不能自主呼吸，此時，切換開關內部氣體大量聚集，超過整定值致使瓦斯頻繁動作發出報警信號。

對此，檢修人員對密封墊圈進行更換，將原有的寬面方形墊圈更換為圓形小密封墊圈，從而保證排氣孔保持通暢。將改進后的墊圈用于郎家畈變電站2#主變呼吸器，對其進行油耐壓試驗，升壓數值＞40kV，切換開關運行正常。

2.5安裝管路不符合要示

針對110kV旭光變2#主變耐壓不合格，頻繁發出瓦斯報警信號的問題，對其做油化試驗，發現CO、CO2嚴重超標，吊芯檢查發現切換開關絕緣筒內油質發黑，存在黑色絮狀物，分接開關本體檢查未發現故障點。進一步檢查，發現在對油枕管路改造過程中，更換了較大管徑的鋼管并對法蘭做了重新焊接。但由于法蘭的焊接工藝不良，壓接面小，導致原來密封圈內徑遠小于新的法蘭尺寸，使得大部分密封墊暴露在絕緣油中。在高溫環境下，密封墊逐漸腐化，產生絮狀物，并伴隨產生大量氣體，引發瓦斯動作。

對此，所采取的措施是對密封墊重新進行設計，保持與法蘭尺寸相吻合，并增加管道坡度，使氣體更易排出。經過加工、安裝與調試，排除了故障，設備運行良好，如圖7所示。

圖7　安裝好的管路

3　結語

對220kV郎家畈變電站2#主變、110kV旭光變電站2#主變有載分接開關處理投運6個月以來，未出現有載輕瓦斯報警信號，表明文中所做的檢修改造方法是正確的，符合實際應用要求。

有載分接開關輕瓦斯保護頻繁動作原因很多，并且相互關聯，具有隱蔽強、尋找原因難度較大等特點，應根據有載分接開關安裝、檢修、運行環境變化等諸多原因綜合分析，找出真正原因，進行針對性處理。需要注意的是，有時設備內并不存在故障，而由于其他原因，在油中也會出現特征氣體，要正確區分這些可能引起誤判斷的氣體來源。此外，還應注意分接開關的油過濾系統故障引起氣體進入到分接開關油室的油中，因此，在主變投入運行前，應將油過濾系統充分工作一段時間，徹底排出可能存在的氣體，從而避免不必要的瓦斯動作。

［1］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，2006.

［2］嚴勇，程燕云.變壓器有載分接開關的輕瓦斯告警［J］.農村電氣化，2014（1）：32.

［3］張德明.有載分接開關國內現狀及其發展動向［J］.變壓器，2000，37（1）：36-39.

Study on the Gas Alarming Problem of Transformer Load Tap Switch

Wu Jian
（Ezhou Electric Power Supply Company，State Grid，Ezhou Hubei 436000）

This paper analyzes the reason for gas alarming of transformer load tap switch，combined with the prac?tical cases of transformer load tap-light gas frequent action of 220kV Langjiafan substation No.2 main transform?er，110kV substation Xuguang 2#main transformer，conducted deep analysis and research，and put forward corre?sponding treatment.The practical operation results show that the method adopted in this paper has eliminated the existed defects，and it meets the requirement of practicalneed.

Transformer；load tap switch；gas alarm

TM403

A

1003-5168（2015）05-0051-3

2015-4-20

吳健（1977.11-），男，本科，高級技師，研究方向：變電一、二設備狀態檢修及隱形故障的排查處理。