变压器有载分接开关故障浅析

变压器有载分接开关故障浅析

李东，赵峰

国网山东省电力公司聊城供电公司 252000

摘要：变压器是配电网中的重要组成设备，直接影响着配电网供电质量，由于诸多因素影响变压器又会发生故障，其中分接开关故障又会直接引起变压器故障。因此，强化对变压器有载分接开关故障的有效分析十分有必要。

关键词：变压器；有载分接开关；故障分析

随着不断扩大的电网规模和不断提高的电压质量要求,有载调压变压器的应用越来越普遍,其在一定程度上作为组成有载调压变压器的重要部件之一,在电能质量的约束下,如果操作过于频繁则极易增加故障的发生率。在此基础上,做好日常维护和检修有载分接开关的工作,有助于促进开关健康水平的显著提高,从而可以为开关运行的安全性和稳定性提供强有力的保障。

1.变压器有载调压分接开关概述

1.1有载调压分接开关内容

采用有载调压分接开关具有切换电压时不会中断线圈电流，不会发生短路等优点。有载调压在切换电压时会采用一种装载有限制电流的元件，主要分为电抗元件和电阻元件两种。使用电抗元件进行调压的装置称为电抗式有载分接开关，使用电抗元件进行调压的装置称为电阻式有载分接开关。其中电抗式有载分接开关具有体积大、成本高的特点，已经逐渐被淘汰使用。电阻式有载分接开关具有体积小；裁量使用少等特点，在现阶段配电网线路安装中被广泛应用。而电阻式有载分接开关的结构原理有多种，根据其结构原理的不同电阻式有载分接开关又能分为以下复合式有载分接开关和组合式有载分接开关两种。

1.2有载分接开关的工作原理

有载分接开关作为一种在励磁状态下能够对分接位置进行有效变换的重要电器装置,其基本原理便是在变压器绕组中将许多个分接头引出以后,在负载电流不中断的情况下,从一个分接头逐渐向另一个进行切换,以此有效匝数可以获得显著改变,即通过变压器电压比的改变来进行调压,在分接头变换的过程中,借助电阻的作用来顺利过渡,并且过渡时所产生的环流也可以得到有效限制。一般情况下有载分接开关以电阻式组合型为主,但是在实际工作中,电阻限流有载分接开关组成主要由切换开关、选择开关、操作结构组成,一旦哪个部分出现问题都会对变压器的正常有序运行造成直接影响。

2.变压器有载分接开关的故障问题

2.1油箱渗油故障

油箱渗油故障也是有载调压分接开关故障中常见的故障之一，其在整个有载调压分接开关故障中的占比超过了13％。油箱渗油故障主要表现为外漏形式与内漏形式两种：①外漏形式。油箱盖、放油孔等部位渗油，造成油箱盖渗油的原因主要是油箱盖密封圈厚度不达标或者是绝缘密封老化失效；造成放油孔渗油的主要原因是设备安装失误导致的。②内漏形式。分接开关油箱的油室密封不良，分接开关箱出现内漏情况就会导致分接开关油箱连通变压器油箱，使得储油柜油位异常升高，且内漏情况具有不易察觉的特点。

2.2机械故障

2.2.1紧固件松脱故障与诊断

针对电阻过渡的高速转换有载分接开关而言,紧固件的锁固性在一定程度上将会对工作的可靠性造成最直接的影响,在对操作进行不断变换的过程中,在快速释放机构储能的过程中切换机构的动、定触头系统可以在短时间内相遇并完成闭合撞击,由此机械振动产生。同时,变压器的电磁振动会影响到分接开关,若使用不当的连接传动构件和导电部件的紧固件,则在机械和电磁振动的影响下,松动和脱落的情况会出现,进而会对开关可靠且安全的工作造成不小的影响。

2.2.2快速机构动作故障与诊断

快速机构作为一种执行机构,可以根据实现制定好的速度与程序促使切换或选择开关完成快速切换,并且快速机构的性能直接决定着分接开关的技术性能指标,其本身所包含的动作故障主要有机构不切换、切换过快、切换过慢或失败等,极易将过渡电阻烧毁引发电压器事故,更有甚者会将触头系统烧毁,一旦将快速机构释放,则需要一刻不停地到达终点,且在数以万计的操作当中,不允许出现失败,不然会由于过长的过渡触头桥接时间而导致由于过渡电阻器烧毁而引发的严重事故,因此不切换的故障坚决不许出现。

2.3开关切换故障

有载调压变压器的开关切换故障主要是由开关的不切换、开关切换过慢和开关切换中途失败等因素造成的，由开关切换故障导致的有载调压变压器分接开关故障将极易产生严重的变压器事故，轻则烧毁有载调压变压器的电阻，情况严重者将直接烧毁有载调压变压器分接开关的触头系统，所以，重视有载调压变压器分解开关的开关切换故障是极其重要的。引起有载调压变压器分接开关切换故障的原因有很多种，有载调压变压器的机器故障、有载调压变压器的设备老化、有载调压主弹簧的疲劳与脱落等，有载调压变压器分接开关在运行的过程中如果出现开关的切换故障将极易造成变压器电阻丝的过热，使得电阻丝由于受到过大的热量而致使其熔化，造成有载调压变压器绝缘体的损坏，由此引发变压器事故。为避免有载调压变压器的开关切换故障，相关的工作人员应使用操作手柄进行开关切换的调压工作，以免出现开关的不切换，开关切换过慢和开关切换中途失败等问题。

2.4电气故障

(1)由紧固件松动所造成的电气故障。对于定触头尤其是定弧触头的绝缘支座的引坡设计来说,来自切线方向的切换力在理论上可以完全承受。基于止退固定装置并没有设置在早期复合式分接开关定弧触头绝缘支座的背面,紧固定弧触头的螺纹或螺母一旦出现松动的情况,则在引坡的侧面上会出现一定的动弧触头的切换力,每次撞击都会变动支座的位置,引发歪斜,即随着不断增加的切换次数,绝缘支座引坡出现断裂的可能性非常大,并且当歪斜到一定程度后极易引发动作卡刹的情况出现。

(2)有载分接开关在运行过程中所承受的破坏势力主要有3种,即电(电场)、热和力,且影响分接开关的状态分别为电致变态、热致变态和力致变态。当开关受到破坏势力时,状态就会造成质变,进而对导致电气故障,即热故障、电故障和形变故障。热故障一般主要是由于开关触头的不良接触,导致接触电阻的不断增大,进而诱发温度过高和局部过热的情况出现,以其严重程度为依据,可以将热故障的情况划分为4种,即轻度、中度、中温以及高温过热；电故障的类型主要有3种,即局部放电、火花放电和高能电弧放电；形变故障则主要是分接开关在电流短路的条件下,巨大的电动力会作用于载流导体或传动构件上,以此所造成的机械变形和损坏都是永久性的,进而会诱发熔焊与烧毁。

3. 变压器有载调压分接开关常见故障的维护措施

3.1油箱渗油故障维护措施

发现油箱渗油情况，应及时查明油箱渗油的原因，若是外漏情况，例如油箱盖渗油则应更换密封圈，并将有载调压开关的油位进行适当的调整；如果是放油孔渗油，先检查放油孔位置的密封是否有效，并将其由外密封改成内密封；另外，还能采取增厚密封圈和增添压缩量的措施来防止油箱渗油。

3.2防止仿M型分接选择器的故障措施

仿M型分接选择器的机械强度和绝缘板条开裂存在严重的缺陷,随着不断升高的绝缘水平等级,再加上笼式结构刚度不足的影响,致使其存在诸多的缺陷,诸如极易引发受力变形和触头合上不到位的情况。

3.3加强日常的巡查与维护

日常巡查过程中需要做好记录各部件原始记录的参数工作,诸如电流的输出与输入、变压器的温度等。在对主轴部件进行巡查的过程中,可以通过手动调整,待机械闭锁动作恢复正常以后再进行必要的电动调整。

4.结语

综上所述，有载调压分接开关具有切换电压时不会中断线圈电流，不会发生短路等优点，在现代电力系统中得以广泛应用。对变压器有载调压分接开关常见故障以及维护措施进行探究，具有非常重要的意义，能够保证变压器有载调压分接开关运行的安全、可靠以及电力系统运行的稳定，进一步提高配电网的供电质量，从而促进我国电力事业的发展。

参考文献

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