主变线圈的分接引线力矩造成有载 分接开关故障的分析与处理(一)

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主变线圈的分接引线力矩造成有载
分接开关故障的分析与处理魏远航摘　要　介绍了通过试验发现的两起主变线圈的分接引线力矩造成有载分接开关故障的情况，并对故障进行了分析，提出相应的处理方法。制造厂家和运行单位必须充分重视这一类型事故，采取有效的防范措施。关键词　分接引线　力矩　有载分接开关　故障　　有载调压变压器在电网中可用于调压、电网联络、无功分配以及调整负荷潮流，所以，随着电力系统的发展，有载调压变压器已成为现代化电网不可缺少的关键设备之一。
　　分接开关是有载调压变压器的主要部件，它的质量直接关系到有载调压变压器的安全运行，由于分接开关的问题而引起变压器事故或故障的比例较大，所以，利用试验手段加强监察运行中变压器的分接开关状况，有着重要的意义。1　故障情况
　　在佛山电力系统中，红星站和三水站各有1台主变压器的有载分接开关选择器的笼式结构由于长期受分接引线的荷载而发生倾斜，造成动、定触头接触不良。两台变压器均由沈阳变压器厂生产，电压等级为220 kV，容量150 MVA，采用德国MR公司生产的MⅢY500型有载分接开关，分接选择器型号为110 D。2　M型有载分接开关的结构
　　M型有载分接开关，在电压等级220 kV以下、容量150 MVA以下的主变压器中普遍使用，它由切换开关、切换开关油室和分接选择器(带极性转换开关)组成。其选择器采用笼式“外套内引”的套轴结构，由内装有导电环的中心绝缘筒、带有定触头的绝缘板条、传动管和桥式触头组成。桥式触头为弯曲成“山”字型的上下夹片式结构，如图1所示，这种结构接触可靠，温升低，抗短路能力强。
图1　桥式触头结构示意图3　故障分析和处理
3.1　三水220 kV站1号主变
　　在对本体油进行定期试验时，色谱分析结果表明该主变内部存在局部高能量放电故障，数据如表1。表1　主变本体油溶气体的色谱分析含量　μL.L-1
CH4C2H6C2H4C2H2总径H2COCO2 245.442.5444.574.5806.9321.0702.61678.2
　　因此，我们立即将其退出运行并进行常规的高压试验和特性试验。在试验中发现高压侧三相直流电阻值相差超出2%的标准，且W相从第1至第9抽头由于电阻值太大，直流电阻测试仪输出功率有限，电流升不起，无法测量。另外，我们利用光线记录示波器记录了分接开关1～17抽头的切换波形，如图2。
图2　三水站1号主变有载分接开关切换波形图由以上试验分析，初步判断主变有载分接开关存在故障。放掉主变油后揭开人孔观察发现由于选择开关承受不了变压器线圈分接引线的长期荷载而发生变形，造成U，V，W三相动触头行程不一致，三相高压线圈直流电阻相差大。其中W相第1～8档由于动、静触头接触面小而表面烧损，接触电阻大，直流电阻测试仪电流充不起，第8档动、静触头差不多处于分离状态。因此，在切换波形中，W相从第9抽头过渡到第8抽头时，波形发生跳跃(电流突然跳至零)。
　　后来，更换了有载分接开关，选择开关由型号110 D改为123 C型，两种型号的绝缘水平均符合IEC第214号(1976)《有载分接开关》和GB10230—88《有载分接开关》的要求，技术数据如表2。表2　选择开关绝缘及尺寸　mm
型号绝缘等级最大、最小
分接间绝缘距离相间绝缘
距离粗调相间
绝缘距离粗调最大、
最小间绝缘距离 C型550 kV，1.2/50
230 kV，50 Hz，1 min350
82350
82550
182350
82 D型550 kV，1.2/50
230 kV，50 Hz，1 min490
105490
146590
225490
105
　　　注：C型和D型的高度分别为1.072 m和1.527 m3.2　红星站220 kV1号主变
　　在运行中，发现有载分接开关的气体继电器内有气体，怀疑是由于气体继电器到油枕的导管向上倾斜度不够，造成分接开关切换时产生的气体无法排出而积累在气体继电器内。为进一步分析问题，我们将分接开关固定在第9档运行，仍有气体产生。
　　停止运行后，对该主变进行常规试验，发现分接开关的操作波形存在异常，如图3所示。在分接开关从第5切换到第4抽头和从第4切换到第3抽头的两个切换波形之间，电流波形有突变现象。在这期间，有载分接开关的选择开关动作而选择有关定触头，所以，初步分析是选择开关存在接触问题。
图3　红星站1号主变有载分接开关切换波形图　　在对主变放油后，从主变人孔中清楚地看到选择开关的笼型结构由于主变分接引线长期过重荷载而发生扭曲变形，选择开关的各动、定触头接触不良，从n→1转换时动、定触头接触不良情况比从1→n转换时更严重，其中第3抽头动、定触头基本接触情况如图4所示。