變壓器有載調壓開關熱缺陷故障的處理

王加富 肖思臣 段建波 李洪梅

摘要：如果電力設備產生運行故障，多會存在發熱現象。運行溫度的提升會使得絕緣材料性能下降，嚴重時會引發火災等事故，直接威脅到工作人員的生命安全，電力系統的正常運行也會受到影響。運行維護人員可以對電力設備的運行溫度進行監測，當出現熱缺陷事故時可以及時進行修理，避免事故范圍擴大而產生大面積停電。隨著電力設備檢測設備性能的不斷提升，可以對熱缺陷故障采用紅外熱成像技術，更加準確對變壓器有載調壓開關故障進行分析。

關鍵詞：變壓器有載調壓；紅外監測；控制開關

一、變壓器有載調壓開關原理

變壓器輸出側電壓會受到進線側電壓、用電負載變化的影響。如果沒有采取有效的調壓控制措施，會使得輸電線路末端電壓產生較大的波動。輸出側負載的波動會影響電壓質量，如果變壓器容量保持不變，負載較小時的變壓器輸出側電壓就會偏高。而如果負載變大，輸出側電壓就會偏低，嚴重時會導致大范圍停電。采用有載自動調壓變壓器，可以在負載條件下采用分接頭開關進行調整，從而保證變壓器輸出質量。分接頭的數量較多，可對較大的范圍進行調整，需要按著最大、最小負載來選擇最為合適的分接頭，可以減小輸出側電壓的改變幅度。有載調壓開關是對變壓器內部繞組匝數比進行調整，來實現對變壓器輸出電壓控制。與無載調壓方式進行比較，有載調壓過程不用把變壓器供電側斷開，可以在負載條件下對輸出電壓進行調整。

二、變壓器有載調壓開關熱缺陷故障檢查和處理

在對某變電站進行日常巡查時，采用紅外熱成像技術對主變壓器有載調壓開關法蘭溫度進行檢測，發現法蘭盤發熱溫度為85℃。瓦斯氣體繼電器內沒有氣體，與變電站調度人員進行聯系，查看能否對有載調壓開關檔位進行切換，嘗試采用檔位磨合方式來對開關發熱情況進行改進，并識別開關熱缺陷的具體部位。通過對開關檔位的切換測試發現，每個檔位都可以正常切換，發熱問題也沒有得到任何改善]。采用紅外熱成像儀來對不同規格型號的主變壓器同樣負載位置進行監測發現，在正常條件下，主變壓器有載調壓開關溫度高達52.6℃。

可以確定該發熱故障是由于主變壓器有載調壓開關分接頭觸點接觸不良而導致的。與調度人員聯系對主變壓器采取負載轉移控制，然后停電進行吊檢，經過全面檢查發現，有載調壓開關檔位切換觸點存在接觸不良問題，表面存在燒痕，鍍銀表面有著嚴重的破損。對接觸部位表面進行打磨，再對夾緊力和磨損程度進行檢測，達到合格標準后安裝回原來位置再檢測運行溫度，發現運行溫度達到正常標準。

三、有載調壓開關故障分析

初步地對故障進行識別判斷，對負載進行有效控制，進行停電檢查和送電復核，并對變壓器有載調壓開關進行吊芯檢查。變壓器有載調壓開關在進行檔位切換時，會存在輕微電弧，高溫電弧會使觸頭部位的鍍銀層形成一定程度的碳化，絕緣油會出現變質現象。變電站供電區域用電負載會產生較大的波動，需要經常性對有載調壓開關進行控制，由于操作比較頻繁會使得動、靜觸點表面產生接觸不良問題，由于接觸電阻變大而產生發熱現象。引起該電氣故障的原因主要有如下4個方面。（1）動、靜觸點夾緊力達不到要求，夾緊彈簧存在疲軟現象，復位彈簧施加的作用力在發熱條件下產生疲軟，從而使觸點產生松動。（2）緊固件產生松動，或者在開關檔位切換時由于機械振動而脫扣，使得控制檔位切換過程中存在電弧[2]。（3）接觸部位的鍍銀層厚度達不到要求，不具備足夠的硬度，在有載調壓開關檔位切換時產生磨損，使得觸頭導電性能不夠，從而使觸點不斷碳化。（4）主變壓器有載調壓開關觸點銜接間隙過大，在檔位切換時產生電弧。

四、變壓器有載調壓開關熱缺陷故障解決措施

4.1提高運行維護人員的技術能力，推廣應用紅外熱成像監測儀器

與傳統的紅外點溫槍相比，紅外熱成像儀器可以更為直觀和準確地檢測到電力設備的運行溫度，溫度測量不容易產生錯誤和漏測問題；可以實現遠距離溫度監測，具有很好的電磁抗干擾能力；可以對電力設備進行多角度的拍攝，更為直觀有效了解熱缺陷。要求電力設備運行維護人員具備較高的技術能力，懂得電力設備的內部結構，擁有豐富的電力設備運行溫度檢測經驗。

4.2定期開展電力設備巡視檢查，對重點電力設備進行關注

需要做好電力設備的巡視檢查工作，確定最為合理的巡視周期。運行維護人員需要對電力設備運行狀態參數進行準確、詳細地記錄，對容易發熱的部位需要有針對性地進行關注，還需要做好運行電流、電壓和檔位等參數記錄，然后與上次巡視檢查數據進行比較。針對一些老舊的、關鍵的、新投入應用和技術改造后的電力設備進行重點巡視，及時發現運行異常的電力設備，根據變電站的實際情況合理增加巡視檢查頻次。

4.3做好老舊設備的技術改造，必要時做好有載調壓設備的吊檢工作

變壓器有載調壓開關觸頭部位在進行檔位切換時，必然會存在一定程度的磨損，需要定期做好觸頭接觸狀態的檢測工作。如果存在異常運行溫度情況，需進行吊檢和維修，從而提高變電站主變壓器可靠性。針對操作頻次超過每年1.5次的有載調壓開關，或者環境溫度產生較大改變的區域，應該安裝在線濾油處理設備。應用該裝置可以及時濾除掉機械磨損形成的顆粒物質，有效地提升有載調壓開關使用年限。對一些超過電力設備設計使用年限或者老舊的設備，需要進行換新。

4.4重視油氣組分、回路電阻等數據

變壓器有載調壓開關中的絕緣油，與變壓器內部的絕緣油有較大的差別。根據變壓器輸出電壓和負載情況，需要經常性地切換開關檔位，在高溫電弧的作用下會使絕緣油變質。需要定期對有載調壓開關絕緣油中的組分進行檢測，檢查油氣組分是否達到合格標準，并參考開關控制檔位分接頭電阻數值，對有載調壓開關運行情況進行識別和判斷，制定出科學合理的電站變壓器運行維護制度。

4.5做好電力設備投產之前狀態檢查

電力設備運行維護人員需要獲取到變壓器有載調壓開關日常使用記錄和運行維護信息，把使用和故障維修情況反映給有載調壓生產企業的工程人員。在對變壓器進行監造時，需要對有載調壓開關觸點鍍銀層厚度、夾緊力等生產數據進行分析，并結合使用過程中運行維護經驗，提出合理的設計意見，從而進一步減少有載調壓開關故障率。

4.6及時發現電力設備運行問題，做好風險預控

在對電力設備進行運行維護時，如果發現有載調壓開關存在熱缺陷故障，可以考慮把該變壓器承擔的負載進行轉移。維修人員需要與電力調度人員做好溝通，協調好負荷轉移控制工作，減少由于有載調壓開關熱缺陷而導致的大面積停電。如果滿足安全供電條件，需要對分接觸點進行多次地磨合處理，嘗試減緩開關發熱問題。需注意，如果開關動作執行機構的運行溫度太高，在進行切換進程中會使部件溫度上升，需要停電來進行檢修。

五、結論

有載調壓開關是變壓器內重要的控制部件，無法有效地獲取到運行工況，采用原來的巡視檢查辦法，只能通過有載調壓開關瓦斯繼電器來對內部運行狀態進行識別，本文提出的熱成像檢測技術、熱缺陷故障解決措施可以有效處理調壓開關熱缺陷故障。

參考文獻：

[1]吳凱.淺析有載調壓變壓器及故障處理[J].電力設備管理，2018，（3）：45- 47.

[2]羅賢.電力變壓器有載分接開關的常見問題及處理辦法的研究[J].科技創新導報，2018，15（6）：19- 20.

[3]王金麗，馬釗，潘旭，等.配電變壓器有載調壓技術[J].中國電力，2018，51（5）：75- 79，100.