10kV配電變壓器分接開關(guān)故障分析及防范措施

摘 要：通過對(duì)一起配電變壓器送電不成功事件進(jìn)行了故障原因分析，確定故障原因是無勵(lì)磁分接開關(guān)切換手柄被人為“反向”，分接開關(guān)動(dòng)靜觸頭間出現(xiàn)懸浮電位，最終發(fā)展成相間派光短路故障。針對(duì)配電變壓器分接開關(guān)在實(shí)際使用中出現(xiàn)的隱患，提出了防范措施。

關(guān)鍵詞：配電變壓器；無勵(lì)磁條形分接開關(guān)；中部調(diào)壓；切換手柄；空檔；懸浮放電

10kV配電變壓器（以下簡(jiǎn)稱配變）分接開關(guān)是否正常運(yùn)行關(guān)系著配電變壓器及電網(wǎng)的安全運(yùn)行，文章通過對(duì)一起配變投運(yùn)過程中出現(xiàn)高壓熔斷器一相熔斷及配變異常聲響故障進(jìn)行原因分析，判定為配變分接開關(guān)故障引起，并提出防范措施。

1 故障情況

2015年元月某供電區(qū)域10kV配電網(wǎng)，在新裝臺(tái)變竣工啟動(dòng)送電過程中，出現(xiàn)配變高壓側(cè)邊相跌落保險(xiǎn)熔斷，同時(shí)伴有配變異常聲響，工作人員立即拉開已經(jīng)合上的跌落保險(xiǎn)將該配變停運(yùn)。

2 原因分析

2.1 變壓器技術(shù)參數(shù)分析

該停運(yùn)的配變型號(hào)為SBH15-M-315/10，為一臺(tái)剛出廠的新配變，電壓等級(jí)為10kV，容量為3I5kVA，接線組別為D，yn11。分接開關(guān)型號(hào)為VVSTII63/10-6x5，為高壓側(cè)三角形接線中部調(diào)壓無勵(lì)磁條形分接開關(guān)，額定電流為63A，分6個(gè)抽頭，5個(gè)檔位，當(dāng)時(shí)分接開關(guān)指示位置為第3檔。

2.2 變壓器測(cè)試分析

故障后立即組織檢測(cè)試驗(yàn)人員對(duì)該配變進(jìn)行相關(guān)測(cè)試，測(cè)試項(xiàng)目包括：絕緣電阻；直流電阻；變壓比。測(cè)試數(shù)據(jù)顯示，只有絕緣電阻一項(xiàng)符合要求，高壓側(cè)三相直流電阻均為零，二次側(cè)無電壓輸出。分析為高壓側(cè)三相繞組均處于懸浮狀態(tài)，初步判定為配變分接開關(guān)故障所引起。

2.3 分接開關(guān)測(cè)試分析

外觀查看分接開關(guān)，發(fā)現(xiàn)切換手柄有人為拆卸跡象，手柄疑似“反向”。在供應(yīng)商協(xié)助下現(xiàn)場(chǎng)將分接開關(guān)切換手柄拆解，不需要使用專用工具就能將手柄拆下。手柄拆下后，供應(yīng)商就發(fā)現(xiàn)手柄出現(xiàn)了180度反向，導(dǎo)致配變外在檔位指示與內(nèi)在實(shí)際分接檔位不一致，易發(fā)生“空檔”或“檔位錯(cuò)位”。

分接開頭切換手柄現(xiàn)場(chǎng)糾正復(fù)位后，測(cè)試人員分別對(duì)分接開關(guān)每個(gè)檔位直流電阻做了測(cè)量，電阻值及不平衡率符合規(guī)定要求。變壓比經(jīng)過測(cè)試符合要求。

2.4 條形分接開關(guān)結(jié)構(gòu)分析

（1）該變壓器分接開關(guān)采用條形無勵(lì)磁中部調(diào)壓。操作中通過轉(zhuǎn)動(dòng)切換手柄，由齒輪帶動(dòng)齒條移動(dòng)閉合三相兩兩靜觸頭實(shí)現(xiàn)無勵(lì)磁調(diào)壓。不同的分接檔位在變壓器箱蓋上通過檔位指示表現(xiàn)出來。如切換手柄被反向時(shí)，外在的檔位指示已不能指示內(nèi)在的分接檔位，發(fā)生“空檔”或“檔位錯(cuò)位”等分接開關(guān)異位狀態(tài)。當(dāng)配變異位狀態(tài)帶電投入運(yùn)行時(shí)，就會(huì)引起分接開關(guān)動(dòng)靜觸頭處電弧放電，輕者過熱、絕緣擊穿與相間短路，重者燒壞分接開關(guān)與配變。

（2）本次變壓器故障事件原因分析確定為：根據(jù)配變測(cè)試結(jié)果，當(dāng)配變分接開關(guān)切換手柄被人為反向后，出現(xiàn)“空檔”的分接開關(guān)異位狀態(tài)，在沒有經(jīng)過分接開關(guān)相關(guān)測(cè)試的情況下帶10kV全壓沖擊，條形分接開關(guān)觸頭處施加了線電壓，動(dòng)靜觸頭之間發(fā)生懸浮放電，開始發(fā)生電弧放電，最終發(fā)展成相間弧光短路，短路電流引起配變保護(hù)用跌落保險(xiǎn)瞬間熔斷，并伴有配變異常聲響：

3 防范措施

針對(duì)配變無勵(lì)磁條形分接開關(guān)在實(shí)際使用過程中會(huì)引起“空檔”或“檔位錯(cuò)位”，就此提出杜絕發(fā)生類似故障的防范措施如下：

3.1 分接開關(guān)切換手柄改進(jìn)

供應(yīng)商供貨的配變?yōu)檗r(nóng)網(wǎng)升級(jí)工程項(xiàng)目需求物資，受硬件條件限制，沒有專門的物資倉(cāng)庫(kù)存放，常露天放置于農(nóng)村施工現(xiàn)場(chǎng)附近。文章所述故障配變所采用的分接開關(guān)的切換手柄可以不使用工具就可以輕松將其拆解，附近的行人及小孩會(huì)在不經(jīng)意間對(duì)分接開關(guān)外露的切換手柄造成傷害或破壞，如人為拆解切換手柄造成指示反向或?qū)⑸巴寥饲袚Q手柄內(nèi)造成調(diào)檔故障或干脆將拆除的手柄拿走造成分接開關(guān)缺損無法正常工作。為了避免發(fā)生人為損壞分接開關(guān)切換手柄，經(jīng)與供應(yīng)商溝通，一是對(duì)切換手柄加裝防護(hù)罩并通過鎖具有效上鎖；二是加裝緊固螺栓，確保拆解時(shí)需要用到專用工具方能進(jìn)行，增加拆解切換手柄的難度系數(shù)，保證分接開關(guān)狀態(tài)良好。

3.2 做好相關(guān)測(cè)量試驗(yàn)

根據(jù)相關(guān)規(guī)定，設(shè)備在投入運(yùn)行前應(yīng)做相關(guān)測(cè)試，測(cè)試合格后方可帶電投運(yùn)。無論是變壓器出廠造成切換手柄反向還是在施工現(xiàn)場(chǎng)人為破壞，都是可以通過測(cè)試及時(shí)發(fā)現(xiàn)不正常數(shù)據(jù)，也不會(huì)讓“帶病”配變接受全電壓沖擊。文章中故障配變?cè)谕度脒\(yùn)行前或無勵(lì)磁分接開關(guān)改變狀態(tài)后，就應(yīng)對(duì)絕緣電阻、直流電阻以及高低壓變壓比等項(xiàng)目認(rèn)真做好測(cè)試，對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)值與出廠數(shù)據(jù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常測(cè)試數(shù)據(jù)，給出綜合評(píng)價(jià)結(jié)果，防止發(fā)生設(shè)備故障，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行。

4 結(jié)束語

無勵(lì)磁分接開關(guān)為配變重要組成部分，文章通過對(duì)一起配電變壓器送電不成功實(shí)例做了分析研究，原因確定為分接開關(guān)切換手柄被人為“反向”，配變外在檔位指示與內(nèi)在分接檔位不一致，出現(xiàn)“空檔”現(xiàn)象，導(dǎo)致在啟動(dòng)送電時(shí)iokv全壓加在條形分接開關(guān)動(dòng)靜觸頭間，絕緣不足電弧放電以致發(fā)展成相間弧光短路，引起高壓側(cè)熔斷器瞬間熔斷。針對(duì)分接開關(guān)切換手柄在實(shí)際使用過程中存在的上述問題，提出了防范措施，在機(jī)械構(gòu)造與電氣試驗(yàn)等方面加以改進(jìn)，可杜絕此類故障再次發(fā)生。

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