有載調(diào)壓變壓器在電力系統(tǒng)中有著重要作用,它不僅能穩(wěn)定負(fù)荷中心電壓,而且也是聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)、調(diào)整負(fù)載潮流、改善無功分配等不可缺少的重要設(shè)備。有載調(diào)壓變壓器上安裝的有載分接開關(guān)在運(yùn)行和操作中難免會(huì)出現(xiàn)故障,這些故障可能是制造廠質(zhì)量問題,也有可能是運(yùn)行維護(hù)不當(dāng)引起的。據(jù)統(tǒng)計(jì),2004年全國220kV及以上變壓器非計(jì)劃停運(yùn)中,有載分接開關(guān)導(dǎo)致的非計(jì)劃停運(yùn)次數(shù)為8次,占非計(jì)劃停運(yùn)總時(shí)間的10.343%。因此,變壓器有載分接開關(guān)的安全運(yùn)行維護(hù)非常關(guān)鍵。
有載分接開關(guān)基本原理、結(jié)構(gòu)
  有載分接開關(guān),是一種能在勵(lì)磁狀態(tài)下變換分接位置的電器裝置。有載分接開關(guān)調(diào)壓的基本原理,就是在變壓器繞組中引出若干分接頭后,通過它在不中斷負(fù)載電流的情況下,由一個(gè)分接頭切換到另一個(gè)分接頭,來改變有效匝數(shù),即改變變壓器的電壓比,從而實(shí)現(xiàn)調(diào)壓的目的。因此,有載分接開關(guān)在操作過程中,一要保證負(fù)載電流的連續(xù)性;二要在切換分接的動(dòng)作中具有良好的斷弧性能。
  有載分接開關(guān)在變換分接頭過程中,必須利用電阻實(shí)現(xiàn)過渡,以限制其過渡時(shí)的環(huán)流。通常采用的是電阻式組合型有載分接開關(guān)。實(shí)際工作中,電阻限流有載分接開關(guān)的結(jié)構(gòu)可分為3個(gè)部分,即切換開關(guān)、選擇開關(guān)、操作結(jié)構(gòu)。這些中的哪一部分出現(xiàn)問題都會(huì)直接影響變壓器的正常運(yùn)行。
有載分接開關(guān)在運(yùn)行中出現(xiàn)的問題
問題1:切換開關(guān)油室滲漏油
    切換開關(guān)油室是獨(dú)立的油箱。運(yùn)行中,切換開關(guān)油室中的油是絕對不允許進(jìn)入變壓器本體的,這是因?yàn)榍袚Q開關(guān)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生一定的電弧,致使油室中的油質(zhì)變差,這種油只能在切換開關(guān)油室中使用,而不能進(jìn)入變壓器本體。一旦進(jìn)入會(huì)嚴(yán)重影響變壓器內(nèi)部油的色譜分析,即變壓器內(nèi)部故障判斷。引起切換開關(guān)油室滲漏油的原因有:
    ⑴有載分接開關(guān)油箱底部放油閥門未緊固,致使變壓器本體油箱中油與有載分接開關(guān)油箱中的混合。
    ⑵兩油箱間密封膠墊材料不良或裝配工藝不佳。現(xiàn)場處理時(shí)發(fā)現(xiàn)多數(shù)因膠墊尺寸選擇不當(dāng),壓縮后無余量,膠墊不起作用。另外,有載分接開關(guān)油箱上沿與本體油箱預(yù)留孔錯(cuò)位,密封更加困難。還有的有載分接開關(guān)油箱絕緣筒上邊沿被壓裂,出現(xiàn)缺口,導(dǎo)致滲漏油。
    ⑶中心傳動(dòng)軸油封不嚴(yán)。
◆防范措施:運(yùn)行中應(yīng)密切注視分接開關(guān)儲(chǔ)油柜油位,當(dāng)異常升高或降低直至變壓器儲(chǔ)油柜油位時(shí),則應(yīng)檢查切換開關(guān)油室是否滲漏油。對變壓器定期取油樣,若發(fā)現(xiàn)主變的色譜分析氫、乙炔和總氫含量異常超標(biāo),也應(yīng)檢查切換開關(guān)油室是否滲漏油,以便及時(shí)處理。
問題2:切換開關(guān)內(nèi)觸頭發(fā)熱
  頻繁的調(diào)壓,會(huì)使觸頭之間的機(jī)械磨損、電腐蝕和觸頭污染嚴(yán)重,尤其是負(fù)荷電流較大的變壓器,電流的熱效應(yīng)會(huì)使彈簧的彈性變?nèi)?,?dòng)、靜觸頭之間的接觸壓力降低,接觸電阻增大,又使觸頭之間的發(fā)熱量增大。發(fā)熱加速了觸頭表面的氧化腐蝕和機(jī)械變形,并形成惡性循環(huán),從而導(dǎo)致切換開關(guān)損壞。
◆防范措施:在檢修投運(yùn)前要分別測試開關(guān)各分接位置的直流電阻,吊罩檢修時(shí)應(yīng)測量觸頭的接觸電阻,檢查觸頭鍍層和接觸是否良好。每年結(jié)合檢修或試驗(yàn)對分接開關(guān)各檔位置多轉(zhuǎn)動(dòng)幾次,除去氧化膜或油污的影響,使其接觸良好。
問題3:過渡電阻斷開和松動(dòng)

  過渡電阻斷開和松動(dòng),會(huì)造成整臺(tái)變壓器燒毀。如果過渡電阻在已燒斷的情況下帶負(fù)荷切換,不但會(huì)使負(fù)載電流間斷,而且會(huì)在過渡電阻的斷口上以及動(dòng)靜觸頭斷開口間出現(xiàn)全部相電壓。該電壓不僅會(huì)擊穿電阻的斷口,也會(huì)在動(dòng)靜觸頭斷開時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)大的電弧,從而導(dǎo)致變換的兩分接頭間短路,造成高壓繞組分接線段短路燒毀。同時(shí),電弧將開關(guān)油室的油迅速分解,產(chǎn)生了大量氣體。如果安全保護(hù)裝置不能立即排出這些氣體,就會(huì)使開關(guān)破損。電弧的能量也可使開關(guān)絕緣筒燒壞,致使開關(guān)無法修復(fù)。
◆防范措施:加強(qiáng)過渡電阻的檢查
    ⑴在變壓器出廠以及運(yùn)行前和大修后,必須檢查過渡電阻緊固是否松動(dòng),以及電阻絲線材是否有機(jī)械破損,以免切換時(shí)產(chǎn)生局部過熱而燒斷。
    ⑵切換次數(shù)達(dá)到2萬次以上或運(yùn)行在2年以上的有載開關(guān),必須檢查過渡電阻的材質(zhì)是否變脆,電阻是否變值,緊固是否松動(dòng)。
    ⑶運(yùn)行中遇到變壓器在2倍以上額定電流的大電流情況下切換,必須檢查過渡電阻是否燒毀。
    ⑷發(fā)生過有載開關(guān)不切換的情況,即快速機(jī)構(gòu)主彈簧疲勞或斷裂不工作、傳動(dòng)系統(tǒng)損壞、緊固件松動(dòng)、機(jī)械卡死、限位失靈等使開關(guān)不能切換和切換中途失敗以及切換程序時(shí)間延長超過規(guī)定值時(shí),必須檢查過渡電阻是否燒毀。

問題4:有載分接開關(guān)油質(zhì)劣化

    開關(guān)每操作一次,由于電弧引起油質(zhì)劣化,開關(guān)的絕緣水平下降。變壓器油是分接開關(guān)最基本的絕緣材料,它作為絕緣和滅弧介質(zhì),還具有冷卻、潤滑、防腐蝕作用。在分接開關(guān)中,由于電弧的作用,開關(guān)油室中的絕緣油被分解,并析出游離碳、氫、乙炔等氣體及油垢,氣體一般會(huì)從絕緣油中排出,但游離碳微粒和油垢的一部分混在絕緣油中,一部分積在開關(guān)的絕緣件表面。此外,還有少量觸頭材料融化后濺射出來的金屬微粒也留在了絕緣件表面。這些沉積物的增多,會(huì)增加泄漏電流,降低絕緣電阻,最終導(dǎo)致油沿絕緣表面放電,使開關(guān)損壞。
◆防范措施:對運(yùn)行6-12個(gè)月或切換2000~4000次后,應(yīng)取切換開關(guān)箱中的油樣作試驗(yàn)。對切換5000~10000次后或絕緣油的擊穿電壓低于25kV時(shí),應(yīng)更換開關(guān)箱的絕緣油,并對絕緣件表面做清潔處理。信息來源:m.quickstore.cn
結(jié)束語
    運(yùn)行維護(hù)單位應(yīng)特別重視和加強(qiáng)有載分接開關(guān)的維護(hù)和檢修工作,從而使有載分接開關(guān)經(jīng)常保持良好狀態(tài),保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。


 

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