M型調壓開關結構原理及故障分析

摘要：有載調壓開關是有載調壓變壓器的關鍵部分，運行和維護好有載調壓開關是保證電力系統安全運行的基礎，論文重點介紹了MR公司M型調壓開關的工作原理，并結合220kV公明站#3主變調壓開關和110kV合水口站#2主變調壓開關故障，介紹了調壓開關大修的流程，據此對調壓開關常見故障進行分析，并提出相關建議。

關鍵詞：有載調壓開關；切換開關；選擇開關

中圖分類號： TM401 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）11（a）-0000-00

1 M型調壓開關介紹

MR公司的有載調壓開關都設計成埋入變壓器油箱內的安裝形式 有M、V、R型，其中組合式開關稱之為M型，M型調壓開關在深圳電力系統得到廣泛應用。M型調壓開關將切換開關和分接選擇器的功能組合在一起，切換開關安裝在一個能承受壓力的絕緣圓筒內，形獨立的油室，把開關油與變壓器油箱的油隔離。分接選擇器安裝在開關油桶底部，通過齒輪連接。分接開關借助開關頭安裝于變壓器箱蓋上，分接開關由電動機構驅動，通過傳動軸和傘齒盒將電動機構機械地連接到分接開關頭。M型有載分接開關從一個檔位到另一個檔位整個切換動作過程需33圈，當開關機構轉動10-11圈，選擇開關打開；當開關機構轉動20-22圈，選，擇開關閉合；當開關機構轉動25-28圈，分接開關切換。

1.1切換開關

有載分接開關是保證在不切斷負載電流的情況下由一個分接頭切換到另一個分接頭的調壓裝置，由于有載調壓過程中不能停電，在某一瞬間，需同時連接兩個分接頭，因此兩個分接頭間將被短路，由此會產生一股很大的循環電流 為防止電流過大，必須接入一個限流阻抗， M型是接入過渡電阻。

圖1有載調壓開關結構圖

1.2切換開關切換過程

圖2 切換開關切換過程

切換觸頭的順序如圖所示，每次相鄰的2個觸頭必有一個導通，并按照“2-1-2”的順序導通。有6個觸頭，分別是主觸頭1，主通斷觸頭1，過渡觸頭1，過渡觸頭2，主通斷觸頭2，主觸頭2。正常運行情況只有主觸頭和主通斷觸頭閉合，由于主觸頭是純銅材料做成，回路電阻非常小，電流幾乎全部從主觸頭通過。主通斷觸頭是CuW合金做成，熔點較高，可以承受較大電流。過渡觸頭阻值必須在規定的范圍值內，每次大修都需要測量。

1.3調壓開關變換原理

分接選擇器采用敞開式籠形結構，每相定觸頭分為單雙數兩組，按兩層排列在園周的絕緣扳條上構成單雙數觸頭層，三相共六層。M型調壓開關有極性選擇器，為正反調方式，擴大了調節范圍。先選擇后切換，以圖3為例，從8檔調到9檔的過程。

圖3選擇開關在8，9檔，切換開關在偶數檔

下分接選擇器先調到9檔，但此時切換開關還未動作，仍在偶數檔，調壓開關還是運行在8檔。然后，切換開關完成切換，切至奇數檔，主回路變為9檔，完成一次調壓。這就是M型調壓開關“先選擇、后切換”的調壓原理。

2案例分析

2.1 220kV公明站#3主變調壓開關

概況：2013年3月11日晚，公明中心站運行人員對220kV公明站#3主變調壓開關進行調檔，從4檔調到3檔后20分鐘，#3主變有載調壓開關的油流繼電器節點接通，重瓦斯保護動作，主變三側開關跳閘。

分析：由于油流涌動，使油流繼電器保護動作，可知調壓開關油室有放電現象，故障點可判定位于切換開關。需要對切換開關進行吊芯檢查。檢查后發現以下問題：

1.B相絕緣電阻異常；2.B相主觸頭靜觸頭有燒毀現象；3.B相觸頭連接編織帶燒斷4.B相靜觸頭彈力不足。

總結：現場檢修人員和廠家初步判斷，B相切換開關主觸頭的靜觸頭彈簧老化，彈力不夠或者卡澀，導致切換動作完成后，動靜觸頭接觸不緊密，增大接觸處電阻值，導致發熱增大，燒毀附近構件。同時，調壓開關油在高溫下向上涌動，油流增大，使油流繼電器保護動作。

2.2 110kV合水口站#2主變調壓開關

概況：110kV合水口站#2主變在高試班取油樣油色譜分析發現總烴異常，總烴含量301.72uL/L（注意值150uL/L），并有持續增加的現象。8月3日，合水口站#2主變停電，試驗測試結果顯示變高A相繞組每檔的直流電阻三相不平衡率超標。

分析：由于每個檔位的直流電阻均異常，說明直阻公共部分某部位接觸不良導致阻值偏大。

總結：經過檢修人員進入本體檢查發現，位于變高繞組到極性選擇K線某處螺絲有松動，該部位有黑炭沉積。由此判定為該處螺絲未緊固，經過長時間運行，振動，慢慢發展為尖端放電。

3調壓開關常見故障

結合發生過的調壓開關類缺陷，常見的故障有

3.1油位計異常

由于天氣潮濕或雨水滲漏進去，油位計內信號接點導通，導致誤發信。平時在運行過程中，要做好密封措施。

3.2 分接開關有局部放電或爬電痕跡

可能是由于緊固件松動，有尖端放電。110kV合水口#2主變就是因為選擇開關K線上一顆螺絲松動，造成內部放電，導致總烴超標。

3.3 電動只能單方向切換

可能是K1或K2接觸器故障，接點接觸不良等。

4 相關建議措施：

1. 應重視和加強設備的預防性試驗，如直流電阻，三相不平衡率，油色譜分析等。如合水口站#2主變調壓開關就是通過做油色譜分析發現總烴超標，從而及時發現并解決問題的。

2.在調壓次數到達規定要求后，應對調壓開關進行吊芯檢查，并結合主變大修，小修做好調壓開關的維護工作。

3.由于調壓開關結構精密復雜，應由專業的廠家人員進行大型檢修工作。如公明站#3主變調壓開關就發現有非原廠的零部件，過渡觸頭也有人為戳傷痕跡。

作者簡介：黃超亞，大學本科，助理工程師， 從事變電檢修工作。