ZVM型有載分接開關輕瓦斯告警故障分析及處理

陸浩鈿 孫哲 林志鵬

摘 要：有載分接開關是變電站內變壓器的重要配件之一，其特點是帶負載改變變壓器繞組匝數比。其中，ZVM型真空有載分接開關能在真空中滅弧，滅弧方式優于傳統分接開關借助于絕緣介質的熄弧方式，因而在電網中得到了廣泛應用。但在日常維護工作中，該類型分接開關頻繁出現故障，且故障種類多樣，給電網的安全穩定運行帶來了極大的挑戰。因此，針對ZVM型有載分接開關在運行過程中存在的常見缺陷輕瓦斯告警故障進行了詳細分析，并結合故障案例提出了可行的解決方案，有利于提升設備運行質量，保障電力系統的可靠、穩定運行。

關鍵詞：ZVM型有載分接開關;輕瓦斯告警;故障分析

中圖分類號：TM41? 文獻標志碼：A? 文章編號：1671-0797（2022）07-0069-03

DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.07.019

0? ? 引言

電力變壓器是電力系統中的重要設備之一，通過調節電壓來達到電能輸送的目的，而有載調壓開關作為變壓器重要附件之一，是一種用于調壓變壓器帶負載改變繞組匝數比的裝置，在電力系統中主要起到穩定負載電壓、聯絡電網、挖掘設備無功和有功出力、調節負荷潮流等作用。ZVM型有載分接開關是常見的真空分接開關，在電網中應用廣泛，適用于額定電壓35～220 kV，最大額定通過電流三相300～600 A、單相300～1 500 A，頻率50 Hz或60 Hz的電力變壓器或工業變壓器，在帶負荷的情況下變換分接頭以達到調壓的目的。在變壓器日常維護工作中，輕瓦斯告警是常見的ZVM型有載分接開關故障之一，本文將結合實際案例，對有載分接開關輕瓦斯告警故障進行分析，并提出有效的解決措施。

1? ? 存在問題

ZVM型真空有載分接開關是埋入型、帶電阻過渡的組合式分接開關，由切換開關和分接選擇器兩部分組成，如圖1所示。

切換開關由切換開關本體和切換開關油室組成，如圖2所示。切換開關本體由絕緣轉軸、儲能機構、切換機構（觸頭系統）及過渡電阻器組成，切換開關油室由分接開關頭、絕緣筒和筒底組成。

分接選擇器由級進機構和接觸系統組成，分接選擇器可帶可不帶轉換選擇器，如圖3所示。ZVM型真空有載分接開關通過切換開關筒底和分接選擇器的支座進行機械連接，通過連接導線進行電氣連接。

日常檢修維護工作中，ZVM型真空有載分接開關常見的故障有輕瓦斯動作、開關滲油、直流電阻不合格、重瓦斯動作、電動機構完成了一個分接變換的操作但分接開關沒有動作、在示波圖中反映切換時間過長或不切換、分接開關儲油柜油位異常升高、變壓器本體內絕緣油的色譜分析中氫/乙炔和總烴含量異常超標等[1]。其中，輕瓦斯動作故障出現次數較多，原因多樣，需要從高壓試驗、化學試驗、檢修、繼電保護等多個角度進行分析、判斷，排查故障原因，無法快速、直觀地得到成因，給現場維護工作帶來了挑戰，也影響了設備的健康運行，給設備運行帶來了隱患;同時還需結合停電進行處理，影響了供電可靠性。這是ZVM型有載分接開關存在的主要問題。

2? ? 案例解析

110 kV ××站#1、#2主變自2015年12月投運以來，先后發生多起有載分接開關輕瓦斯告警情況。有載分接開關信息如表1所示。

對#1、#2主變有載分接開關投運至今的故障及檢修專業工作內容進行整理，如表2所示。

從表2可以看出，兩臺主變投運至今共出現有載分接開關輕瓦斯告警11次，檢修專業對于該故障開展了以下工作：瓦斯繼電器更換、油枕油位計進水處理、漏油處理及更換絕緣油、油管傾斜度處理、有載分接開關吊芯檢查。

在最近一次輕瓦斯告警故障中，高壓試驗專業人員進行有載分接開關過渡波形測試、過渡電阻測試試驗，試驗合格[2]。化學試驗專業人員對#1主變有載分接開關油樣及瓦斯氣體進行試驗，數據如表3所示。

試驗結果顯示，分接開關油樣分析未發現異常;瓦斯氣體無色無味，不可燃，成分分析空氣含量約99.5%（折算至油中理論值），未發現異常。

3? ? 原因分析

根據ZVM型有載分接開關動作原理、瓦斯繼電器發信方式以及變壓器安裝規范，整理了3個常見的有載分接開關輕瓦斯告警故障原因。

3.1? ? 氣體繼電器至開關油枕處的連接管傾斜度（2%）達不到要求

有載分接開關在安裝過程中，需要對開關進行排氣注油，若開關油室中氣體未排盡，在進行開關切換操作時，油流涌動會使這些未排盡的氣體向上流動，經過氣體繼電器緩慢流向油枕。當氣體繼電器至開關油枕處的連接管傾斜度（2%～4%）達不到要求時，絕緣油中殘留氣體或正常操作產生的氣體就會聚集在氣體繼電器中，從而造成輕瓦斯告警。

3.2? ? 有載分接開關油滅弧能力下降引起調壓氣體劇增

在電阻式有載分接開關調檔過程中，過渡電阻會有不同程度的發熱情況產生，導致絕緣油分解產生氣體;內部固體絕緣材料由于受到電、熱、水及氧的作用，隨運行時間延長會發生速度緩慢的老化現象，除產生一些非氣態的劣化產物外，還會產生少量的氧、低分子烴類氣體和CO、CO2，且CO、CO2氣體含量最高。當開關油室內油的耐壓下降時，油的滅弧能力也下降，就會導致調壓時產生的氣體量增大。這些氣體聚集在氣體繼電器中，就會造成輕瓦斯告警。

3.3? ? 氣體繼電器誤動作

氣體繼電器由開口杯、干簧觸點等組成，作用于信號（輕瓦斯告警）。繼電器由擋板、彈簧、干簧觸點等組成，作用于跳閘（重瓦斯動作）。正常運行時，開口杯浸在油內，處于上浮位置，干簧觸點斷開。當變壓器內部故障時，排出的氣體緩慢上升進入繼電器，使油面下降，開口杯產生以支點為軸逆時針方向的轉動，將使干簧觸點接通，發出輕瓦斯告警信號。而當繼電器二次接點損壞、受潮、進水、絕緣老化時，會造成氣體繼電器輕瓦斯誤告警。

4? ? 處理方法

4.1? ? 氣體繼電器至開關油枕處的連接管傾斜度（2%）達不到要求

利用水平尺，檢查主變有載分接開關氣體繼電器至開關油枕連接管水平度，不滿足傾斜度≥2%時，應對有載分接開關排油進行調整，確保氣體順利排出，避免氣體繼電器動作。連續運行滿一年或有載調壓操作滿10 000次時，應檢查氣體繼電器輕瓦斯的積氣量，如未達到規定量并確定無故障后應將積氣排盡，避免氣體長期積累造成輕瓦斯誤告警。

4.2? ? 有載分接開關油滅弧能力下降引起調壓氣體劇增

切換開關油箱內變壓器油在多次切換后碳化，耐壓下降，應抽取油樣化驗，當變壓器油耐壓低于30 kV時，須更換新油。換油時，先抽盡切換開關內的污油，再用干凈的油沖洗切換開關及絕緣筒等，并再次抽盡沖洗的油，然后再注滿干凈的油。必要時吊出切換開關芯子，清洗切換開關油室和切換開關芯子，檢查切換開關油室和切換開關芯子，檢查觸頭燒損量，測量過渡電阻，檢查保護繼電器、電動機構、傳動軸、控制器、濾油機等部件。

4.3? ? 氣體繼電器誤動作

拆開氣體繼電器二次線盒，檢查內部接點情況;檢查密封膠圈是否老化，若有進水、受潮現象，應及時更換并做好密封;對端子進行絕緣電阻測試，對地絕緣電阻不得低于2 MΩ;同時，進行氣體繼電器動作試驗，確保繼電器功能正常。

5? ? 結語

ZVM型真空有載分接開關是電力系統中常見的一次設備，在運行過程中，由于受到各種不同因素的影響，可能會出現多方面的問題。本文重點分析了該類型分接開關在運行過程中出現的輕瓦斯告警故障，并結合實際案例，對缺陷問題進行了集中分析，提出了有效可行的處理措施，強化該類型分接開關的維護檢修，有利于提高設備的運行質量，有效保障電力系統的可靠性，為電網的穩定運行保駕護航。

[參考文獻]

[1] 胡楠.變壓器有載開關故障診斷與處理[J].通訊世界，2017（15）：105-106.

[2] 姜國威，高鑫，楊建明.高壓廠變有載調壓試驗實例分析[J].電工技術，2019（15）：117-119.

收稿日期：2021-11-22

作者簡介：陸浩鈿（1995—），男，廣東潮州人，變電檢修高級工，主要從事110 kV及以上變電站一次電氣設備的檢修、維護工作。