有載分接開關過渡波形異常分析

耿寧　李飛　劉林　楊靜　楊光　葛鵬

摘要：變有載調壓變壓器在電力系統中有著很重要的作用，電力系統變壓器大都安裝和使用有載調壓開關，但有載分接開關在運行中出現許多異常情況，有些甚至引發事故，本文分析了一起變壓器調壓開關故障原因及處理過程，對調壓開關其它常見故障進行了分析。

關鍵詞：變壓器;有載調壓波形;隨機性;

0引言

有載調壓變壓器在電力系統中有著重要作用。隨著有 載分接開關在線運行時間越來越長，有載分接開關也出現 了許多異常情況，嚴重威脅主變壓器和電網的安全運行。通過一次故障實例，來對大型電力變壓器有載分接開關故障進行分析判斷。

1 檢測分析

（1）發現缺陷

電氣試驗人員對某站主變進行停電例行試驗，發現有載分接開關切換波形B、C相斷點較長，有十幾毫秒電流復零現象，經過多次的檔位轉換，測試波形依舊出現復零，初步懷疑測試回路存在斷點，如圖1所示，違反《國家電網公司變電檢測通用管理規定》中規定“10.有載分接開關檢查：10.4切換過程程序與時間：無開路現象”。

為了減輕油膜的影響，三相合為一相測量切換波形，仍然存在波形復零現象。

（2）直流電阻測試

為了判斷有載分接開關的故障原因，電氣試驗一班進行了變壓器直流電阻測試，測試結果三相互差均小于2%，直流電阻測試數據滿足規程要求，說明線圈、主觸頭接觸點、焊接點均運行合格。

（3）原因分析

直流電阻測試數據合格的前提下，試驗人員對有載分接開關切換波形出現復零現象進行分析，判斷切換波形異常原因包括：

a.變壓器在運行過程中很少進行調壓操作，開關長期運行在一個分接位置，觸頭表面會形成一層氧化油膜，導致切換波形出現復零現象;

b.有載分接開關直流波形測試儀，提供1A的穩態直流電流，所提供的能量難以擊穿油膜，導致切換波形出現復零現象。

圖2 開關切換波形測試等效電路

當測試切換波形時，等效電路如圖3所示，在切換波形進入的時間點上，電路處于零狀態，因此，流經的電流表達式如下

由于線圈電感L的存在，電流上升速度緩慢，需要一段時間才可以達到1A的穩態直流電流值，因此難以擊穿油膜，形成貫通性回路（即使電流達到測試儀的1A直流電流值，油膜也未必能夠被擊穿）。

2、處理過程

為了準確分析缺陷形成原因，檢修、試驗人員共同對開關進行了解體測試。首先，將開關芯子吊出油室，如圖3所示，單獨切換芯體重做開關切換波形，發現多次試驗切換波形正常，未發現之前試驗時發現的斷點。進一步拆開弧形板檢查觸頭和軟連接以及相應緊固件，也未發現影響波形復零的疑似點，因此判斷復零原因為有載分接開關隨機性氧化膜和固定性氧化膜。

但是在吊出切換芯體和拆卸弧形板檢查過程中發現切換開關絕緣件有開裂甚至斷裂現象根據了解的測試情況和現場檢查的結果分析：切換開關切換程序本身沒有問題，前面測試因為帶變壓器線圈測試、開關里的油比較臟、感性干擾等原因導致切換波形假性斷點，并不意味著切換程序有問題，但絕緣板斷裂，開裂，短期內不會影響產品切換程序，但會影響產品的絕緣性能和長時間運行的機械穩定，仍舊影響產品正常運行的，再綜合該產品已經工作了30年，老的備品備件比較難配，更換新開關是最佳選擇。

3.結論

通過分析處理有載開關，總結幾點建議以供參考：

（1）停電試驗之前，首先查詢變壓器有載調壓的自上次檢修后的調壓次數，當變壓器高壓側直流電阻異常或有載調壓波形異常時，可首先通過反復多次對變壓器有載調壓裝置的分接開關進行反復切換，打磨接頭處的氧化層，看試驗數據前后的變化。

（2）有載調壓裝置的測試電流較小，對于長期運行的變壓器，有載調壓裝置內部的油可能會形成油膜，測試中可以通過增加測試電流的方式（三相合一相，逐相測試）沖擊油膜。

（3）改進有載分接開關測試裝置，增大測試裝置容量，提高直流穩態電流值。

參考文獻

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