舒群力， 王 斌， 汪春萌， 屠曄煒， 鄧 濤， 姚群燕

（1.嘉興市恒光電力建設(shè)有限責(zé)任公司， 浙江 嘉興 314000；2.國網(wǎng)嘉興供電公司， 浙江 嘉興 314033）

引言

變壓器有載分接開關(guān)由操作結(jié)構(gòu)、分接選擇器、切換開關(guān)和傳動部分等結(jié)構(gòu)組成。有載分接開關(guān)的使用，實(shí)現(xiàn)了變壓器在不切斷負(fù)載的狀況下，平穩(wěn)地將變壓器線圈匝數(shù)進(jìn)行調(diào)整，即調(diào)整了電壓比，從而得到用戶所需要的輸出電壓。有載分接開關(guān)測試儀是對其電氣性能的檢測，從波形中，我們可以讀取過渡時間、過渡電阻、三相同期性等，從而判斷該開關(guān)的故障類別。但在實(shí)際生產(chǎn)中，通常都是帶著變壓器繞組進(jìn)行測試，所得到的波形并不是標(biāo)準(zhǔn)真實(shí)的，從而給檢修人員對分接開關(guān)的準(zhǔn)確判斷增加困難[1，2]。

1 有載分接開關(guān)基本概念

1.1 有載分接開關(guān)工作原理

有載分接開關(guān)的基本原理，就是在變壓器調(diào)壓繞組中引出若干分接頭后，在不中斷負(fù)載電流的情況下，由一個分接頭切換到另一個分接頭，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。有載分接開關(guān)類型有很多種，但切換過程的原理大致相同，在切換過程中都必須實(shí)現(xiàn)電流連續(xù)且不能分接間短路[3]。

下面以MR公司M型分接開關(guān)為例，進(jìn)行分接實(shí)現(xiàn)的介紹：第一步，分接選擇器預(yù)先選擇需要的分接觸頭；第二步，切換開關(guān)切換至預(yù)先選好的分接觸頭的回路（如圖1所示）。

整個過程中，切換開關(guān)切換的過程是實(shí)現(xiàn)整個分接過程的關(guān)鍵，因?yàn)樵谇袚Q分接的過程中某一瞬間同時連接兩個分接以保證負(fù)載電流的連續(xù)性，這個過程也稱為橋接。而在橋接的兩個分接間必須串入阻抗以限制循環(huán)電流，防止發(fā)生分接間短路，開關(guān)就可由一個分接過渡到下一個分接。切換開關(guān)的切換過程的實(shí)現(xiàn)如圖2所示：

圖1 MR公司M型分接開關(guān)

圖2 分接開關(guān)切換過程

分接開關(guān)切換過程如下：MCa打開—TCa1合上—MSCa打開—TCb1合上—TCa1打開—MSCb合上—TCb1打開——MCb合上，反之則反。從而使線圈由a（b）邊過渡到 b（a）邊，即完成了線圈匝數(shù)的調(diào)整。

1.2 有載分接開關(guān)切換過渡過程波形

分接開關(guān)的波形測試，原理上它是一種動態(tài)直流電阻的測量，當(dāng)有載分接開關(guān)從變壓器的一個分接位置切換到下一個分接位置時進(jìn)行測試。標(biāo)準(zhǔn)波形其實(shí)只是理論波形，反映了整個切換開關(guān)的過渡過程（如下頁圖3所示）。

但實(shí)際波形由于一般帶著變壓器繞組進(jìn)行測試，所得到的波形并不是標(biāo)準(zhǔn)的，從而給檢修人員對分接開關(guān)的準(zhǔn)確判斷增加困難。所以在實(shí)際生產(chǎn)中，判斷波形是否正常，要掌握以下幾個重點(diǎn)：

圖3 分接開關(guān)切換時間過程

1）測試的波形應(yīng)該與標(biāo)準(zhǔn)波形相近；

2）整個過渡時間及同期性應(yīng)在廠家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；

3）過渡電阻的測量應(yīng)該以結(jié)合移動的光標(biāo)，不能以幅值為標(biāo)準(zhǔn)；

4）對疑似故障波形不要盲目判斷，多測幾次以確認(rèn)波形準(zhǔn)確性。

2 有載分接開關(guān)故障波形分析及判斷

電力變壓器在投運(yùn)前需要開展一系列的電氣交接試驗(yàn)，而試驗(yàn)對象為有載分接開關(guān)，根據(jù)規(guī)范要求需要對每一個分接位置上的變壓器繞組直流電阻加以測量以及開展變壓器變比的測量。這兩項(xiàng)試驗(yàn)的目的在于能夠有效地對分接開關(guān)與繞組間的連接正確性加以判別。常規(guī)試驗(yàn)過程中在分接開關(guān)處于靜態(tài)情況下開展上述試驗(yàn)，換而言之，是在操作完分接檔位之后進(jìn)行測量試驗(yàn)?？紤]到有載分接開關(guān)在安裝的過程中，開關(guān)的切換與變壓器本體之間不存在直接的電氣連接關(guān)系，所以如果在運(yùn)輸和組裝有載分接開關(guān)的過程中，沒有發(fā)現(xiàn)較為異常的現(xiàn)象，有載分接開關(guān)在安裝到變壓器本體上之后，無需再次進(jìn)行測量試驗(yàn)。

由于有載分接開關(guān)在安裝到本體后，作業(yè)人員難以直接接觸到開關(guān)的觸頭，所以難以有效地使用多通道法對開關(guān)的切換過程加以測量分析。所以當(dāng)前技術(shù)手段只能是在開關(guān)的制造過程中，使用單通道法進(jìn)行測試，但是單通道測量法也只能測試到開關(guān)在切換的過程中總電阻所引起的電流變化情況。單通道法和雙通道法統(tǒng)稱為波形測試法，其中的單通道法在變壓器技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用較為廣泛。裝配完畢后的變壓器和使用過程中的變壓器所使用的測試方法原理差別較大，不論是站在變壓器生產(chǎn)廠家的角度還是有載分接開關(guān)的角度，還是電力變壓器用戶的角度，均很難有效地對測試方法全面掌握，也很難精確分析所得測試結(jié)果。只有綜合各專業(yè)的業(yè)內(nèi)專家，才能有效地評價有載分接開關(guān)波形圖，提高工作效率。

下面通過實(shí)際案例對波形進(jìn)行分析和判斷。

案例一：XX110 kV變電站1號主變，有載分接某相。

解讀：波形出現(xiàn)震蕩，不規(guī)則的抖動。

可能原因：觸頭閉合振動導(dǎo)致；繞組電感充放電導(dǎo)致。

處理：不作處理，也可對其進(jìn)行濾波或采用增加有載分接開關(guān)測試儀測試電流測試（現(xiàn)場測試結(jié)果如圖4所示）。

圖4 測試結(jié)果圖

案例二：XX110kV變電站#2主變，有載分接某相。

解讀：過渡時間過長。

可能原因：可能是儲能機(jī)構(gòu)彈簧壓力不夠或偏心輪檔塊磨損值偏大。

處理：過渡時間是否超過分接開關(guān)廠家要求，如果未超標(biāo)，可繼續(xù)使用，但應(yīng)縮短測試周期，且注意與原始波形的對比；若時間超標(biāo)，需聯(lián)系廠家處理或更換儲能機(jī)構(gòu)（現(xiàn)場測試結(jié)果如圖5所示）。

圖5 測試結(jié)果圖

案例三：XX110kV變電站#1主變，有載分接某相。

解讀：波形有一長段“過零”。

可能原因：“過零”是指回路電阻很大，一般大于40Ω，儀器即視為開路。該波形為某一過渡電阻斷裂或回路開路，導(dǎo)致回路無法完成橋接。

處理：吊切換開關(guān)進(jìn)一步檢查，重點(diǎn)檢查過渡電阻引線，過渡電阻，確認(rèn)問題所在，聯(lián)系分接廠家更換或處理（現(xiàn)場測試結(jié)果如圖6所示）。

圖6 測試結(jié)果圖

案例四：XX35kV變電站1號主變分接波形。

解讀：三相同期差別大

可能原因：若是三個單相開關(guān)說明連軸調(diào)節(jié)問題，需要調(diào)整連接軸；若是三相一體開關(guān)說明是機(jī)械間隙問題。

處理：若是三個單相開關(guān)一般同期小于160 ms，三相一體開關(guān)一般同期小于5 ms,可不作處理，若數(shù)據(jù)大于二者則需要做相應(yīng)處理（ABC三相的現(xiàn)場測試結(jié)果如圖7所示）。

圖7 測試結(jié)果圖

案例五：XX35kV變電站#2主變，有載分接某相。

解讀：過渡電阻Ra切入時，波形下探。

可能原因：Ra過渡觸頭切入時有接觸不良的現(xiàn)象，有油膜、氧化、松動或燒蝕等可能

處理：多操作幾次分接開關(guān)，排查油膜或氧化的可能性。Ra過渡觸頭切入時有接觸不良的現(xiàn)象，但不嚴(yán)重。一般“過零”在2 ms以內(nèi)，不能輕易判斷有問題，對于此種情況在以后的檢測中應(yīng)該注意對照，看是否發(fā)展（現(xiàn)場測試結(jié)果如圖8所示）。

3 結(jié)論

圖8 測試結(jié)果圖

1）各變壓器有載分接開關(guān)的波形測試及結(jié)果分析，首先需要知道該分接開關(guān)的基本電氣原理，清楚該分接開關(guān)的切換過程，從而清楚該分接開關(guān)應(yīng)有的標(biāo)準(zhǔn)波形，從測試波形與標(biāo)準(zhǔn)波形的比較得出結(jié)論。

2）變壓器有載分接開關(guān)的波形分析及解讀，要掌握以下要點(diǎn)，即：測試的波形應(yīng)該與標(biāo)準(zhǔn)的波形相似；2整個過渡時間及同期性應(yīng)在廠家標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)；

3）過渡電阻的測量應(yīng)該以結(jié)合移動的光標(biāo)，不能以幅值為標(biāo)準(zhǔn)；

4）對疑似故障波形不要盲目判斷，多測幾次，確認(rèn)波形正確。

[1]朱英浩，沈大中.有載分接開關(guān)電氣機(jī)理[M].北京：中國電力出版社，2012.

[2]朱英浩，沈大中.換流變壓器用有載分接開關(guān)[M].北京：中國電力出版社，2016.