李勇明

福建省電力有限公司三明電業(yè)局，福建三明 365000

在電力系統(tǒng)中電壓質(zhì)量是電能質(zhì)量重要指標(biāo)之一。電力系統(tǒng)負(fù)荷波動(dòng)較大，會(huì)引起系統(tǒng)電壓大幅波動(dòng)，為穩(wěn)定電網(wǎng)的電壓，提高電壓質(zhì)量，最有效的措施是用有載開(kāi)關(guān)進(jìn)行電壓調(diào)整。有載調(diào)開(kāi)關(guān)作為變壓器的重要組件，它的穩(wěn)定性、可靠性直接影響變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行，影響整個(gè)電力系統(tǒng)電網(wǎng)電壓質(zhì)量水平。有載調(diào)開(kāi)是變壓器中，唯一能夠運(yùn)動(dòng)的主要組件，調(diào)壓切換頻繁，發(fā)生滲漏油、拒動(dòng)等異常、故障幾率較高，在變壓器的總故障中所占比例較高。因此，做好有載分接開(kāi)關(guān)的日常檢修、維護(hù)工作，提高有載分接開(kāi)關(guān)健康水平，確保有載分接開(kāi)關(guān)安全穩(wěn)定運(yùn)行顯得非常重要。

1 有載分接開(kāi)關(guān)的種類和切換原理

1.1 有載分接開(kāi)關(guān)的種類

有載分接開(kāi)關(guān)一般按過(guò)渡形式分為電抗式和電阻式有載開(kāi)關(guān)；按結(jié)構(gòu)形式分為復(fù)合式有載開(kāi)關(guān)和組合式有載開(kāi)關(guān)；按有載開(kāi)關(guān)絕緣介質(zhì)分為油浸式有載開(kāi)關(guān)，真空有載開(kāi)關(guān)，油浸式真空有載開(kāi)關(guān)。目前在我國(guó)使用比較廣泛的是電阻式有載分接開(kāi)關(guān)，一般由過(guò)渡電路、選擇電路和調(diào)壓電路三個(gè)部分組成。過(guò)渡電路是跨接于分接間串接電阻的電路，對(duì)應(yīng)機(jī)構(gòu)是切換開(kāi)關(guān)或選擇開(kāi)關(guān)；選擇電路是為選擇繞組分接頭所設(shè)計(jì)的一套電路，對(duì)應(yīng)的機(jī)構(gòu)是分接選擇器；調(diào)壓電路是變壓器繞組調(diào)壓時(shí)所形成的電路，有載調(diào)壓電路分為基本調(diào)壓電路、三相調(diào)壓電路、工業(yè)變壓器調(diào)壓電路、自耦調(diào)壓電路等。

組合式有載開(kāi)關(guān)（電阻式）

復(fù)合式有載開(kāi)關(guān)（電阻式）

1.2 有載分接開(kāi)關(guān)的切換原理

電阻式有載分接開(kāi)關(guān)一般采用的是電阻過(guò)渡的原理，能夠在變壓器勵(lì)磁或負(fù)載情況下改變變壓器的匝數(shù)比，實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)整。因此他需要滿足兩個(gè)基本的要求：1）當(dāng)在分解變換的時(shí)候，先要保證分接過(guò)程中不能夠出現(xiàn)短路的情況；2）是在分解變換的時(shí)候，要保證負(fù)荷電流能夠連續(xù)性的通過(guò)，不能夠出現(xiàn)電流斷開(kāi)的情況。所以在有載分接的過(guò)程當(dāng)中必定會(huì)出現(xiàn)某一時(shí)刻同時(shí)橋接兩個(gè)分接的情況，以保證負(fù)荷電流能夠連續(xù)性，當(dāng)處在橋接的兩個(gè)分接間的時(shí)候，必須以串聯(lián)的方式加入電阻，從而來(lái)限制循環(huán)電流過(guò)高，確保不會(huì)出現(xiàn)分接間短路的情況，這樣，就能夠保證有載分接開(kāi)關(guān)可以從上一個(gè)分接過(guò)渡到下一個(gè)分接。

電阻型有載分接開(kāi)關(guān)工作原理圖

2 常見(jiàn)故障分析及采取的相應(yīng)措施

目前采取對(duì)于有載分接開(kāi)關(guān)內(nèi)部缺陷處理最直接的辦法是吊芯檢查，但在吊芯檢查之前可以通過(guò)其他的技術(shù)手段先進(jìn)行分析，如：波形的測(cè)試。

當(dāng)分接開(kāi)關(guān)處于切換的時(shí)候，它的電阻值隨著時(shí)間的增加時(shí)有規(guī)律的變化的，我們可以通過(guò)這一變化采用波形來(lái)記錄，并測(cè)試出動(dòng)作的參數(shù)來(lái)與設(shè)計(jì)的參數(shù)作為比較，就可以判定出分接開(kāi)關(guān)是否存在著動(dòng)作異常的情況，抗電阻式的過(guò)渡波形圖如下：

L是總的切換時(shí)間，一般在35～50ms。是分開(kāi)側(cè)主觸頭打開(kāi)一直到閉合側(cè)電弧觸頭過(guò)渡閉合所使用的時(shí)間，這段時(shí)間給分開(kāi)觸頭的熄弧提供了時(shí)間，打開(kāi)主觸頭的瞬間，它的兩個(gè)觸頭會(huì)產(chǎn)生電弧，如果它們之間的斷口不夠大電弧就會(huì)重燃，反之就熄滅，當(dāng)電流在一次過(guò)電流熄滅的時(shí)候，因?yàn)殡娏髟谟|頭斷開(kāi)的時(shí)候相位是隨機(jī)的，所以就需要在所需要的時(shí)間不的小于10ms，這樣就能夠確保至少有一個(gè)電流通過(guò)零狐的時(shí)候能夠熄滅，它是分開(kāi)側(cè)的電弧觸頭與閉合側(cè)的電弧觸頭同時(shí)接通所需的時(shí)間，它的要求時(shí)間一般在3ms～7ms之間，這個(gè)時(shí)候有2個(gè)電阻是過(guò)渡并聯(lián)的，因此它的阻值是前一過(guò)程的一半。

1）分接開(kāi)關(guān)連動(dòng)的原因和采取的措施

分接開(kāi)關(guān)連動(dòng)指的是發(fā)出了一個(gè)指令，不受控制的重復(fù)完成一個(gè)分接變換。造成這種現(xiàn)象的因素有許多，如交流接觸器存在著不當(dāng)?shù)闹甘緞?dòng)作或順序開(kāi)關(guān)的故障、交流接觸器存在油污現(xiàn)象或剩磁也易造成失電延時(shí)，都是造成分接開(kāi)關(guān)連動(dòng)的原因。而分接箱內(nèi)部的交流接觸器和微動(dòng)開(kāi)關(guān)的不可靠都，及在切換開(kāi)關(guān)的地方有著螺絲松動(dòng)及固定螺釘止動(dòng)片的部分不夠長(zhǎng)等這些原因也很有可能會(huì)造成分接開(kāi)關(guān)出現(xiàn)連動(dòng)現(xiàn)象。

8點(diǎn)了，營(yíng)業(yè)部里的人陸續(xù)來(lái)上班了，大家都像往常一樣打著招呼，可大家都覺(jué)得彼此的眼神和話語(yǔ)里好像多了些內(nèi)容，到底是什么內(nèi)容，大家都不好說(shuō)，也不能說(shuō)。

對(duì)于這一類情況，一般采取的措施是先檢查交流接觸器是否存在著卡滯或是延時(shí)的現(xiàn)象，查看順序開(kāi)關(guān)的動(dòng)作是否出現(xiàn)了失誤，將各個(gè)器件調(diào)整歸位，或者是采用較小的剩余磁通量的交流接觸器及形成一套回路串入到你電容中、交流接觸器上的油污和其它雜質(zhì)應(yīng)該要及時(shí)的清除、對(duì)于出現(xiàn)了松動(dòng)的螺釘應(yīng)該要進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整和固定，或是采取及時(shí)的更換。

2）切換開(kāi)關(guān)出現(xiàn)拒動(dòng)的原因和采取的措施

切換開(kāi)關(guān)在分接開(kāi)關(guān)中就相當(dāng)于人得心臟一樣，因此在切換開(kāi)關(guān)拒動(dòng)方面應(yīng)該要全面仔細(xì)的查找原因，首先檢查在快速機(jī)構(gòu)的彈簧拉力過(guò)大將其拉斷或者是拉力過(guò)小而出現(xiàn)拒動(dòng)，其次是切換開(kāi)關(guān)的軟連線出現(xiàn)了松散的現(xiàn)象或者是開(kāi)關(guān)沒(méi)有裝置防爆的裝置而出現(xiàn)拒動(dòng)。并且在切換開(kāi)關(guān)的中心軸與油室的底盤密封性太嚴(yán)密，出現(xiàn)開(kāi)關(guān)插不到位的現(xiàn)象，從而出現(xiàn)了切換開(kāi)關(guān)拒動(dòng)的現(xiàn)象。

當(dāng)分接開(kāi)關(guān)出現(xiàn)拒動(dòng)現(xiàn)象的時(shí)候，要有針對(duì)性的進(jìn)行解決，對(duì)于電動(dòng)機(jī)構(gòu)沒(méi)有與分解開(kāi)關(guān)連接好，像是閉鎖的開(kāi)關(guān)觸頭沒(méi)連通、彈簧片未復(fù)位的情況，查看是否是選擇開(kāi)關(guān)的定觸頭與動(dòng)觸頭之間的接觸不良而造成的分接開(kāi)關(guān)的拒動(dòng)，如果是在變壓系統(tǒng)中出現(xiàn)了正、反兩個(gè)方向都拒動(dòng)，則就重點(diǎn)檢查手搖的閉鎖開(kāi)關(guān)是否復(fù)位或是與開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)是否接觸良好、有無(wú)電源操作、檢查三相電源是否在正常工作。如果是切換開(kāi)關(guān)出現(xiàn)了不切換或者是延時(shí)的情況，應(yīng)從儲(chǔ)能的拉力減弱、疲勞、斷裂或者是機(jī)械卡死等方面找原因，應(yīng)檢修傳動(dòng)機(jī)械或調(diào)換拉簧，更換掉那些失去工作作用的部件。

3）分接開(kāi)關(guān)出現(xiàn)越限的故障和采取的措施

分接開(kāi)關(guān)越限指的是電氣限位裝置失去了作用，出現(xiàn)的情況可能是在器械中出現(xiàn)了限位釘因生銹而失去了功能、不能夠阻止傳動(dòng)軸的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，都可能會(huì)造成分接開(kāi)關(guān)越限。還有可能是定位塊的高度不夠，即使是達(dá)到了極限，也不能夠斷開(kāi)電氣限位開(kāi)關(guān)，這也可能會(huì)造成開(kāi)關(guān)越限。

先用手對(duì)定位塊的上、下限進(jìn)行合理的調(diào)整，查看變壓系統(tǒng)中的指示燈與分接位置的狀態(tài)是否一致，如果出現(xiàn)了不一致的情況，就表明了在有載變壓器中分接開(kāi)關(guān)與電動(dòng)結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了連接問(wèn)題，如果出現(xiàn)這類情況，應(yīng)該將分接頭搖至中間再來(lái)進(jìn)行電動(dòng)調(diào)壓。

4）內(nèi)觸頭發(fā)熱應(yīng)采取的措施

切換開(kāi)關(guān)觸頭之間由于調(diào)壓的頻繁會(huì)存在著嚴(yán)重的電腐蝕、機(jī)械磨損、觸頭污染，而對(duì)于那些負(fù)荷電流相對(duì)較大的變壓器而言，會(huì)產(chǎn)生較大的電流，電流熱效應(yīng)也會(huì)越明顯，使得彈簧的彈性變?nèi)?，?huì)降低切換開(kāi)關(guān)兩觸頭之間的接觸壓力，又由于熱效應(yīng)的產(chǎn)生會(huì)出現(xiàn)接觸電阻增大，會(huì)使得觸頭之間的發(fā)熱量增大。在發(fā)熱的作用下會(huì)加劇觸頭之間的化學(xué)反應(yīng)使得觸頭表面氧化腐蝕或機(jī)械變形，并形成惡性循環(huán)，使得切換開(kāi)關(guān)損壞。

在使用之前需要對(duì)開(kāi)關(guān)分接的各個(gè)位置進(jìn)行直流電阻的測(cè)試，吊罩檢修時(shí)應(yīng)檢查觸頭鍍層是否接觸良好，在來(lái)對(duì)接觸電阻進(jìn)行測(cè)量。一般為除去油污或氧化膜的影響，每年檢修時(shí)應(yīng)對(duì)分接開(kāi)關(guān)的每個(gè)位置進(jìn)行多次的轉(zhuǎn)檔，使觸頭之間接觸良好。

5）過(guò)渡電阻斷開(kāi)和松動(dòng)和采取的措施

過(guò)渡電阻如果出現(xiàn)了松動(dòng)或者是斷開(kāi)的情況，易會(huì)對(duì)變壓器造成實(shí)質(zhì)性的損壞。因?yàn)楫?dāng)電阻在已燒斷的時(shí)候在進(jìn)行帶負(fù)荷切換，不僅會(huì)出現(xiàn)負(fù)載電流間斷，并且會(huì)在動(dòng)靜觸頭斷開(kāi)口間及過(guò)渡電阻的斷口上出現(xiàn)全部相電壓。這產(chǎn)生的強(qiáng)大電壓不但會(huì)把電阻的斷口擊穿，還會(huì)使得一旦動(dòng)靜觸頭斷開(kāi)的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的電弧，產(chǎn)生的電弧會(huì)使得在變換的兩分接頭間短路，出現(xiàn)高壓繞組分接線段短路燒毀。以此同時(shí)，因?yàn)楫a(chǎn)生了巨大的電弧，熱量會(huì)急劇增大會(huì)將開(kāi)關(guān)油室的油迅速分解而產(chǎn)生大量的氣體。如果這些氣體不能通過(guò)安全裝置及時(shí)排出的話，會(huì)使開(kāi)關(guān)出現(xiàn)破損。電弧產(chǎn)生的能量甚至還能夠使開(kāi)關(guān)絕緣筒燒壞，使其開(kāi)關(guān)無(wú)法修復(fù)。

對(duì)過(guò)渡電阻的檢查應(yīng)加強(qiáng)：

（1）當(dāng)變壓器要運(yùn)行出場(chǎng)或是在檢修之后，必須過(guò)渡電阻進(jìn)行全面細(xì)致的檢查，查看電阻絲的材料有著機(jī)械的破損、及電阻是否存在松動(dòng)的情況，從而避免因?yàn)榍袚Q時(shí)局部產(chǎn)生過(guò)大的熱量而使其燒斷；

（2）當(dāng)有載開(kāi)關(guān)的運(yùn)行年齡在兩年以上或是有著兩萬(wàn)次以上的切換，就需要對(duì)過(guò)渡電阻的材質(zhì)進(jìn)行細(xì)致的檢查，查看電阻是否變值或是材質(zhì)變脆，是否會(huì)松動(dòng)。進(jìn)行過(guò)渡電阻試驗(yàn)（必須測(cè)量弧觸頭與主觸頭之間的值）不允許大于正負(fù)10%誤差；

（3）如果在運(yùn)行的時(shí)候出現(xiàn)了比電壓器額定電流大兩倍以上的大電流下進(jìn)行切換，就一定的對(duì)過(guò)渡電阻進(jìn)行檢查，查看它是否被燒毀；

（4）如果有載開(kāi)關(guān)出現(xiàn)了不切換的情況，出現(xiàn)的原因可能是傳動(dòng)系統(tǒng)損壞、快速機(jī)構(gòu)的主彈簧因疲勞或斷裂而不工作、限位失靈、機(jī)械卡死、傳動(dòng)系統(tǒng)損壞等。都會(huì)使開(kāi)關(guān)切換程序時(shí)間延長(zhǎng)超過(guò)規(guī)定值或中途切換失敗甚至是不能切換，對(duì)過(guò)渡電阻就必須查看其是否燒毀。

6）切換開(kāi)關(guān)油室滲漏油和采取的措施

在變壓器中切換開(kāi)關(guān)油室是一個(gè)獨(dú)立的油箱。在運(yùn)行的時(shí)候，在變壓器的本體中油室中的油一定不能進(jìn)入，因?yàn)榍袚Q開(kāi)關(guān)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的電弧會(huì)使得油室中油質(zhì)變差，這種油是不能夠進(jìn)入變壓器本體，只能在切換開(kāi)關(guān)油室中使用。若進(jìn)入變壓器本體，本體油中將出現(xiàn)氫、乙炔等含量且會(huì)不斷增長(zhǎng)甚至超標(biāo)，會(huì)對(duì)變壓器內(nèi)部油中色譜的分析產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，對(duì)變壓器的內(nèi)部故障分析帶來(lái)嚴(yán)重的混淆。而引起切換開(kāi)關(guān)油室滲漏油的原因主要有以下幾個(gè)方面：

（1）有載分接開(kāi)關(guān)油箱底部放油閥門未緊固，致使有載分接開(kāi)關(guān)油箱中的油與變壓器本體中的油相互混合；

（2）兩油箱之間的裝配工藝不佳或密封材料不良。油室滲漏油經(jīng)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)是由于因膠墊沒(méi)有選擇合適的尺寸，壓縮后無(wú)余量，膠墊根本起不到作用。并且，在有載分接開(kāi)關(guān)油箱上本體油箱預(yù)留孔出現(xiàn)錯(cuò)位或是油箱絕緣筒邊緣被壓裂而出現(xiàn)缺口，使得密封更加困難，而出現(xiàn)了滲漏油；

（3）中心傳動(dòng)軸油封不嚴(yán)。 采取的措施：應(yīng)首先把切換開(kāi)關(guān)從有載開(kāi)關(guān)油室吊出，把油室中的絕緣油抽干，并用清理干凈，查找滲漏點(diǎn)，一般分接引線螺栓、轉(zhuǎn)軸等密封處容易發(fā)生滲漏；再有針對(duì)性地進(jìn)行處理。

7）直流電阻不合格的原因及具體措施

（1）變壓器直流電阻三相阻值超差都不大，這個(gè)情況引起的原因可能是有載開(kāi)關(guān)觸頭油膜或氧化膜造成的。有載開(kāi)關(guān)應(yīng)先操作10個(gè)循環(huán)，再進(jìn)行試驗(yàn)，以解決有載開(kāi)關(guān)氧化膜問(wèn)題；必要時(shí)吊出有載開(kāi)關(guān)打磨主動(dòng)觸頭。

（2）變壓器個(gè)別檔位直流電阻不合格。由于在故障點(diǎn)沒(méi)有公用位置，我們通過(guò)分析可以對(duì)判斷開(kāi)關(guān)的個(gè)別靜觸頭部位存在問(wèn)題：如開(kāi)關(guān)的動(dòng)靜鋤頭接觸存在問(wèn)題、個(gè)別靜觸頭有問(wèn)題、個(gè)別動(dòng)觸頭有問(wèn)題；（3）組合式有載分接開(kāi)關(guān)某一相單數(shù)或雙數(shù)不合格或直流電阻不合格。這類問(wèn)題要對(duì)導(dǎo)電回路上的公用連接點(diǎn)進(jìn)行具體的分析，找到問(wèn)題出現(xiàn)的源頭進(jìn)行排除，檢查的步驟也是從易到難，先對(duì)引線在主變引出套管接頭處是否存在異?；蛩蓜?dòng)進(jìn)行檢查。再來(lái)對(duì)開(kāi)關(guān)本身接觸情況進(jìn)行細(xì)致的檢查（如動(dòng)靜觸頭接觸不好、輸出觸頭未固定好、主動(dòng)觸頭本身阻值大等）。

3 結(jié)論

有載分接開(kāi)關(guān)作為變壓器中唯一能夠運(yùn)動(dòng)的主要部件，運(yùn)行中時(shí)有發(fā)生切換開(kāi)關(guān)拒動(dòng)、分接開(kāi)關(guān)出現(xiàn)越限、觸頭發(fā)熱、過(guò)渡電阻斷開(kāi)、切換開(kāi)關(guān)油室滲漏油等故障，對(duì)于有載分接開(kāi)關(guān)的檢修、維護(hù)工作應(yīng)該特別的重視，提高載分接開(kāi)關(guān)健康水平，確保變壓器安全、穩(wěn)定運(yùn)行，提高電力系統(tǒng)電壓質(zhì)量。

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