謝云飛，宋淑紅，李雅潔

（國(guó)網(wǎng)山西電力公司長(zhǎng)治供電公司，山西 長(zhǎng)治 046011）

組合式真空有載分接開(kāi)關(guān)過(guò)渡波形測(cè)試探究

謝云飛，宋淑紅，李雅潔

（國(guó)網(wǎng)山西電力公司長(zhǎng)治供電公司，山西 長(zhǎng)治 046011）

介紹了組合式真空有載分接開(kāi)關(guān)過(guò)渡波形測(cè)試的意義、原理和方法,重點(diǎn)闡述了根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)過(guò)渡波形判斷真空有載分接開(kāi)關(guān)過(guò)渡過(guò)程是否正確的方法。

真空有載分接開(kāi)關(guān)；過(guò)渡波形；過(guò)渡過(guò)程

0 引言

隨著長(zhǎng)治電網(wǎng)的不斷擴(kuò)大發(fā)展，用電負(fù)荷越來(lái)越大，且負(fù)荷變化不明確。電力負(fù)荷的變大隨之而來(lái)的是變壓器的容量越來(lái)越大。當(dāng)電力負(fù)荷改變時(shí)，變壓器能否安全可靠地進(jìn)行不停電電壓調(diào)節(jié)，以保證對(duì)用戶(hù)的供電質(zhì)量，有載分接開(kāi)關(guān)作為變壓器的重要組成部件，起到至關(guān)重要的作用。真空有載分接開(kāi)關(guān)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新型有載分接開(kāi)關(guān)，它因?yàn)榍袚Q電流大，不污染有載分接開(kāi)關(guān)絕緣油得到廣泛應(yīng)用。真空有載分接開(kāi)關(guān)切換動(dòng)作是在真空管內(nèi)完成，因此不會(huì)對(duì)有載分接開(kāi)關(guān)柜的絕緣油造成污染，減少了更換變壓器有載分接開(kāi)關(guān)絕緣油的頻率，提高了供電可靠性，同時(shí)，也降低了檢修成本，提高了檢修試驗(yàn)的工作效率。

1 真空有載分接開(kāi)關(guān)過(guò)渡過(guò)程

變壓器有載分接開(kāi)關(guān)在變換分接位置的過(guò)程中，由于是帶負(fù)載調(diào)壓，不能切斷負(fù)荷，必然有一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，為了確保任何部分都不能短路，所以在過(guò)渡過(guò)程中必須串入1個(gè)或多個(gè)電阻。

變壓器有載分接開(kāi)關(guān)按結(jié)構(gòu)可分為復(fù)合式和組合式2種，復(fù)合式有載分接開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，分接擋位少，主要用于35 kV電壓及以下電壓等級(jí)的變壓器。組合式分接開(kāi)關(guān)由分接選擇器和切換開(kāi)關(guān)2部分組成，適用于大容量、高電壓，多分接位置，變壓器真空有載分接開(kāi)關(guān)屬于組合式。分接選擇器的觸頭分布于上下2個(gè)圓周，由奇數(shù)觸頭組和偶數(shù)觸頭組組成。切換開(kāi)關(guān)由主觸頭、主通斷觸頭、過(guò)渡觸頭組成。主觸頭作為變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)電流流過(guò)的觸頭必須保證接觸良好。主通斷觸頭和過(guò)渡觸頭主要是在切換開(kāi)關(guān)和切換動(dòng)作開(kāi)斷電流使用，在切換動(dòng)作完成后也不會(huì)再接入變壓器繞組回路。但是切換開(kāi)關(guān)的多數(shù)故障都是發(fā)生在主通斷觸頭和過(guò)渡觸頭這兩個(gè)方面，因?yàn)槠錇橄ɑ〉年P(guān)鍵所在，同時(shí)由于主通斷觸頭和過(guò)渡觸頭的在閉合時(shí)的碰撞及斷開(kāi)時(shí)的熄弧，會(huì)隨著切換開(kāi)關(guān)的動(dòng)作次數(shù)增多而漸漸磨損。變壓器真空有載分接的過(guò)渡過(guò)程如圖1所示，比如，當(dāng)分接擋位由7擋位向8擋位置調(diào)壓時(shí)，首先下部分接選擇器先選擇分接位置8擋位，即分接選擇器由7擋位直接選擇8擋位；然后切換開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭依次經(jīng)過(guò)MSCa主通斷靜觸頭，TCa1過(guò)渡觸頭，MSCb主通斷觸頭，在經(jīng)過(guò)TCa1過(guò)渡觸頭時(shí)在7和8分接位置必然有環(huán)流通過(guò)。當(dāng)動(dòng)觸頭離開(kāi)過(guò)渡電阻a時(shí)，需要切換開(kāi)關(guān)切斷該環(huán)流，切斷環(huán)流是在電流過(guò)零點(diǎn)時(shí)切斷，所以該切換過(guò)程須有至少半個(gè)周波的時(shí)間，即從動(dòng)觸頭剛離開(kāi)過(guò)渡觸頭時(shí)至動(dòng)觸頭滑至主通斷觸頭這個(gè)過(guò)程的時(shí)間應(yīng)該大于10 ms，在測(cè)試過(guò)渡波形時(shí)應(yīng)加以注意。

圖1 切換開(kāi)關(guān)示意圖

2 過(guò)渡波形現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試

變壓器交接或例行試驗(yàn)，均要求對(duì)變壓器有載分接開(kāi)關(guān)進(jìn)行過(guò)渡波形試驗(yàn)，檢查有載分接開(kāi)關(guān)的切換程序、過(guò)渡時(shí)間、過(guò)渡波形、過(guò)渡電阻等是否正常。交接時(shí)可以發(fā)現(xiàn)變壓器經(jīng)過(guò)運(yùn)輸、安裝后開(kāi)關(guān)內(nèi)部有無(wú)變形、卡涉、螺栓松動(dòng)等現(xiàn)象，同時(shí)也可確認(rèn)開(kāi)關(guān)各部件所處位置是否正確。變壓器在運(yùn)行中檢查有載分接開(kāi)關(guān)，可以發(fā)現(xiàn)觸頭的燒損情況，觸頭動(dòng)作是否靈活、切換時(shí)間有無(wú)變化，主彈簧是否疲勞變形、過(guò)渡電阻值是否發(fā)生變化等缺陷。

有載分接開(kāi)關(guān)按過(guò)渡阻抗可分為電阻式和電感式，由于電阻式優(yōu)點(diǎn)較之電感式優(yōu)點(diǎn)更多，所以現(xiàn)在實(shí)際運(yùn)行中的有載分接開(kāi)關(guān)多為電阻式。電阻式又可以分為單電阻、雙電阻甚至四電阻形式，但是現(xiàn)場(chǎng)以單電阻和雙電阻過(guò)渡居多。過(guò)渡電阻的數(shù)量直接決定了切換開(kāi)關(guān)斷開(kāi)電流的能力，在過(guò)渡波形上呈現(xiàn)的形式也會(huì)有不同的特征。理想情況下，或者說(shuō)當(dāng)有載分接開(kāi)關(guān)吊芯檢查時(shí)的單電阻過(guò)渡波形如圖2所示，雙電阻過(guò)渡波形如圖3所示。

圖2 理想單電阻過(guò)渡波形

圖3 理想雙電阻過(guò)渡波形

但現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行有載分接開(kāi)關(guān)測(cè)試往往需要帶繞組進(jìn)行測(cè)試，帶繞組測(cè)試引入了繞組的電阻和電感，在切換波形上不可能如理想波形那樣規(guī)整，在切換過(guò)程中總會(huì)出現(xiàn)一些振蕩或抖動(dòng)，需要根據(jù)實(shí)際和與理想波形的比較做出準(zhǔn)確判斷。圖4是現(xiàn)場(chǎng)帶繞組測(cè)試的單電阻過(guò)渡波形，圖5是現(xiàn)場(chǎng)帶繞組測(cè)試的雙電阻過(guò)渡波形[1-3]。

圖4 單電阻過(guò)渡波形

圖5 雙電阻過(guò)渡波形

3 真空有載分接開(kāi)關(guān)案例分析

2016年3月17日，長(zhǎng)治供電公司電氣試驗(yàn)一班對(duì)曹家園1號(hào)主變進(jìn)行交接試驗(yàn)，主變有載分接開(kāi)關(guān)型號(hào)是ZVMIII550-72.5/B-10193W，廠家為貴州長(zhǎng)征電氣有限公司。這種變壓器有載分接開(kāi)關(guān)為真空組合式有載分接開(kāi)關(guān)，單電阻過(guò)渡。進(jìn)行主變有載分接開(kāi)關(guān)試驗(yàn)時(shí)，過(guò)渡波形在切換開(kāi)關(guān)在結(jié)束動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生了較大振蕩，且在過(guò)渡波形圖上可以明顯地看到電流波形有回零現(xiàn)象，并且持續(xù)了大約2 ms的時(shí)間，用電阻標(biāo)尺標(biāo)出該段電阻為48.2 Ω，如圖6所示。隨后試驗(yàn)人員對(duì)同樣的分接擋位，用三相電流加在有回零的C相，這樣可以加大測(cè)試電流，但是過(guò)渡電阻被擴(kuò)大了3倍，真實(shí)的過(guò)渡電阻為顯示的1/3，應(yīng)引起注意。波形圖如圖7所示。可以看到過(guò)渡波形結(jié)束階段振蕩較大，在電流較小時(shí)呈現(xiàn)回零現(xiàn)象，這是一種回零的“假象”。再用電阻標(biāo)尺進(jìn)行標(biāo)定電阻，發(fā)現(xiàn)并沒(méi)有之前測(cè)試那么大了，僅為2.4 Ω。

圖6 三相一起通電過(guò)渡波形

圖7 C相通電過(guò)渡波形

真空有載分接開(kāi)關(guān)的切換動(dòng)作由于是在真空管內(nèi)完成，阻尼很小。而現(xiàn)在廠家生產(chǎn)的有載開(kāi)關(guān)分接測(cè)試儀大多數(shù)輸出電流為1 A，在1 A的小電流下，有載分接開(kāi)關(guān)測(cè)試儀測(cè)試的波形在觸頭閉合時(shí)由于動(dòng)靜觸頭的碰撞產(chǎn)生的振蕩就顯示的更激烈，在三相一起通電測(cè)試時(shí)有可能產(chǎn)生波形結(jié)束階段回零“假象”。但當(dāng)電流加大后，當(dāng)動(dòng)靜觸頭碰撞產(chǎn)生的暫態(tài)過(guò)程顯示得更為接近真實(shí)效果。為了進(jìn)一步驗(yàn)證判斷結(jié)果，試驗(yàn)結(jié)合最新的有載分接開(kāi)關(guān)交直流測(cè)試儀進(jìn)行了進(jìn)一步的測(cè)試。交流過(guò)渡波形雖然僅能顯示橋接過(guò)程的純暫態(tài)過(guò)渡波形，但對(duì)于過(guò)渡波形是否有回零現(xiàn)象、波形斷點(diǎn)等情況體現(xiàn)得更為直觀準(zhǔn)確。切換過(guò)程并沒(méi)有斷點(diǎn)和回零現(xiàn)象。進(jìn)一步驗(yàn)證了直流過(guò)渡波形的測(cè)試結(jié)果。因此，對(duì)真空有載分接開(kāi)關(guān)波形測(cè)試時(shí)，對(duì)于切換動(dòng)作在真空管的情況的過(guò)渡波形的判斷應(yīng)更加謹(jǐn)慎[4-6]。

4 結(jié)語(yǔ)

a）真空有載分接開(kāi)關(guān)在三相一起通電加壓測(cè)試時(shí)的過(guò)渡波形可能由于動(dòng)、靜觸頭的碰撞產(chǎn)生碰撞，在真空介質(zhì)阻尼較小的情況下顯示有回零現(xiàn)象。對(duì)于這種顯示“假象”，可以用3個(gè)通道一起加在單相上進(jìn)行復(fù)測(cè)，進(jìn)一步診斷過(guò)渡波形，判斷切換開(kāi)關(guān)的狀態(tài)。

b)對(duì)于真空有載分接開(kāi)關(guān)過(guò)渡波形的診斷，可以借助先進(jìn)的有載分接開(kāi)關(guān)交流測(cè)試儀，對(duì)交流波形進(jìn)行分析，進(jìn)一步驗(yàn)證直流過(guò)渡波形的測(cè)試結(jié)果。

c)現(xiàn)在廠家生產(chǎn)的有載分接開(kāi)關(guān)測(cè)試儀，絕大多數(shù)輸出電流為1 A，最高電壓為20 V，這僅是DL/T846.8—2004有載分接開(kāi)關(guān)測(cè)試儀標(biāo)準(zhǔn)中最低輸出電流，在小電流情形下的直流過(guò)渡波形顯示有時(shí)并不精確?？梢越ㄗh廠家對(duì)開(kāi)關(guān)測(cè)試儀進(jìn)一步改進(jìn)，能更好地顯示實(shí)際過(guò)渡過(guò)程。

Transitional Waveform Test of Combined Vacuum on-load Tap-changer

XIE Yunfei,SONG Shuhong,LI Yajie
（State Grid Changzhi Power Supply Company of SEPC,Changzhi,Shanxi046011,China）

The significance,principle and methods of transitional waveform test of combined vacuum on-load tap-changer is introduced.The method to judge whether the transitional process of vacuum on-load tap-changer is correct according to transitional waveformis mainlyelaborated.

vacuumon-load tap-changer；transitional waveform；transitional process

TM403.4

A

1671-0320（2017）05-0020-03

2017-04-12，

2017-07-02

謝云飛（1983），男，河北邢臺(tái)人，2011年畢業(yè)于華北電力大學(xué)高電壓與絕緣技術(shù)專(zhuān)業(yè)，碩士，工程師，從事電氣試驗(yàn)、帶電檢測(cè)工作；宋淑紅（1988），女，河南安陽(yáng)人，2011年畢業(yè)于山東大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化，助理工程師，從事電費(fèi)會(huì)計(jì)工作；李雅潔（1972），女，山西長(zhǎng)子人，1993年畢業(yè)于山西大學(xué)計(jì)算數(shù)學(xué)及應(yīng)用軟件產(chǎn)業(yè)，高級(jí)工程師，從事絕緣監(jiān)督工作。