胡鵬偉 何艷琪 楊俊波 冉玉琦 王清波

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司昆明供電局）

0 引言

在電力系統(tǒng)內(nèi)，變壓器真空有載分接開關(guān)與機(jī)電設(shè)備密切結(jié)合在一起。與普通有載分接開關(guān)相比，真空有載分接開關(guān)運(yùn)行效率更高，全壽命周期延長。但在調(diào)壓次數(shù)增多的情況下，真空有載分接開關(guān)的故障率也會(huì)隨之增長，嚴(yán)重影響到電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，需與相關(guān)工作人員加強(qiáng)有載分接開關(guān)改造期間的管控力度，做好真空有載分接開關(guān)運(yùn)維工作。

1 真空有載分接開關(guān)與普通有載分接開關(guān)的異同之處

普通有載分接開關(guān)的滅弧方式需依靠電弧觸頭在電流過零點(diǎn)，與絕緣介質(zhì)相互熄弧實(shí)現(xiàn)。在普通油載分接開關(guān)實(shí)際運(yùn)行過程中，絕緣、冷卻、潤滑以及電氣壽命指標(biāo)達(dá)20萬次，機(jī)械壽命指標(biāo)達(dá)80萬次［1］。有載分接開關(guān)內(nèi)部的負(fù)載情況不同，因此所制定出的維護(hù)方案，具有嚴(yán)格的專項(xiàng)性。

真空有載分接開關(guān)電弧主要在真空泡內(nèi)熄滅。在此開關(guān)實(shí)際運(yùn)行期間，絕緣潤滑、熄弧、冷卻、電池壽命指標(biāo)達(dá)30萬次，機(jī)械生命指標(biāo)達(dá)150萬次。真空有載分接開關(guān)內(nèi)部可以切換成過渡回路，因此維護(hù)更加簡便。

由此可見，與普通有載分接開關(guān)相比，真空有載分接開關(guān)電弧觸頭運(yùn)行良好，實(shí)際運(yùn)行周期長，從根本上提升了檢修維護(hù)工作的經(jīng)濟(jì)效益與安全效益。同時(shí)，由于真空有載分接開關(guān)拉弧的作用基本依靠真空介質(zhì)完成，不會(huì)產(chǎn)生大量的碳，內(nèi)部油基本無需更換。

2 變壓器有載分接開關(guān)現(xiàn)場改造案例

2.1 變壓器有載分接開關(guān)實(shí)際運(yùn)行情況

本文以某變電站為例，該變電站變壓器采用了普通有載分接開關(guān)，供電負(fù)荷變化較大，調(diào)壓開關(guān)在實(shí)際運(yùn)行期間的調(diào)檔較為頻繁，后期運(yùn)維難度確實(shí)提升。經(jīng)過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該變電場幾乎每年都要更換一次調(diào)壓開關(guān)內(nèi)的變壓油。

由于調(diào)壓開關(guān)運(yùn)行期間的調(diào)檔次數(shù)增加，經(jīng)過現(xiàn)場排查，可基本排除氧化膜造成電阻變大的原因［2］。專業(yè)技術(shù)人員認(rèn)為調(diào)壓開關(guān)內(nèi)變壓油的更換與觸頭拉弧被灼傷有關(guān)，因此為從根本上保障變電站可靠運(yùn)行，擬將普通有載分接開關(guān)更換為真空有載分接開關(guān)。

2.2 變壓器真空有載分接開關(guān)的更換

在將普通油載分接開關(guān)轉(zhuǎn)換為真空有載分接開關(guān)期間，需要更換的內(nèi)容為有載開關(guān)芯子、絕緣筒、傳動(dòng)設(shè)備、操作機(jī)構(gòu)等，

在實(shí)際更換前期準(zhǔn)備工作中，需要注重測量變壓器內(nèi)部電壓數(shù)值變化，確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)與變壓器銘牌數(shù)據(jù)保持一致，數(shù)據(jù)誤差不可超過預(yù)期設(shè)計(jì)目標(biāo)，確保后期更換質(zhì)量。

對新真空有載分解開關(guān)進(jìn)行干燥處理，打開有載分接開關(guān)后蓋，將干燥溫度維持在100℃內(nèi)，時(shí)間為12h。

要求真空有載分接開關(guān)的更換工作應(yīng)選擇良好天氣。首先是，拆除變壓器線圈與普通有載分接開關(guān)的連接引線，然后在每個(gè)分頭點(diǎn)做好標(biāo)識，確保真空有載分接開關(guān)能夠正確與變壓器連接在一起［3］。將油箱吊裝至電焊工作區(qū)，焊接新的開關(guān)法蘭，并依照原有開關(guān)安裝方式安裝新開關(guān)裝置。由于普通有載分接開關(guān)與真空有載分接開關(guān)的關(guān)節(jié)端子長度不同，因此需要選擇適宜的開關(guān)分接端子頭。

在連接真空有載分接開關(guān)后，檢測人員需要做好變壓比測試試驗(yàn)，試驗(yàn)合格后拆除標(biāo)識，為變壓器落罩。觀察真空有載分接開關(guān)內(nèi)部分接引線是否保持一致，使其能夠更好滿足絕緣要求。

為確保更換后的真空有載分接開關(guān)安裝精準(zhǔn)、運(yùn)行長效，還需做好全套的有載分接開關(guān)試驗(yàn)，如測量過渡電阻、切換程序與時(shí)間、操作實(shí)驗(yàn)、切換開關(guān)油室絕緣油的擊穿電壓試驗(yàn)等，確保更換后的變壓器真空有載分接開關(guān)具備良好的運(yùn)行效果。

3 變壓器真空有載分接開關(guān)故障與改進(jìn)

3.1 真空有載分接開關(guān)故障問題

普通有載分接開關(guān)運(yùn)維方式主要為定期試驗(yàn)、定期檢修、故障檢修等。但由于真空有載分接開關(guān)運(yùn)行故障具有隱蔽性強(qiáng)、突發(fā)性高等特征，此運(yùn)維方式無法精準(zhǔn)反映出真空有載分接開關(guān)實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，因此需選擇更加適宜的運(yùn)維方法。

以上文所述變電站為例，在更換真空有載分接開關(guān)后，開關(guān)高質(zhì)高效運(yùn)行了一段時(shí)間，但后期突然發(fā)生主變高壓、中壓測管損壞事故，開關(guān)測油箱、分散器等有明顯燒灼痕跡［4］。為檢查真空有載分接開關(guān)實(shí)際情況，對分節(jié)開關(guān)內(nèi)切換芯子進(jìn)行了吊芯檢查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)過渡電阻整體發(fā)生偏移、輔助真空管與過渡真空電阻連接部位發(fā)生燒灼。具體情況如下圖所示。

圖 吊芯檢查

3.2 變壓器真空油載分解開關(guān)故障原因

在開展變壓器真空有載分接開關(guān)運(yùn)維工作時(shí)，需要細(xì)致分析真空有載分接開關(guān)故障發(fā)生原因。經(jīng)過實(shí)際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，真空有載分接開關(guān)在運(yùn)行期間的天氣良好，避雷裝置未啟動(dòng)，因此排除過電壓與過電流原因。在對真空有載分接開關(guān)進(jìn)行解體后發(fā)現(xiàn)，該事故主要是由開關(guān)內(nèi)部故障引起。

由于變壓器真空有載分接開關(guān)采用了一個(gè)串聯(lián)與主通斷觸頭的真空管進(jìn)行滅弧處理，在真空管滅弧失敗的情況下，極有可能引發(fā)真空有載分接開關(guān)自身故障或變壓器燒毀等嚴(yán)重事故。真空有載分接開關(guān)通斷觸頭由主通斷觸頭與過渡通斷觸頭組成，在串聯(lián)與主通斷觸頭的真空管長期負(fù)載電流的情況下，真空管使用壽命將會(huì)極大程度縮短。

3.3 變壓器真空有載分接開關(guān)改進(jìn)

為確保變壓器真空有載分接開關(guān)能夠在保障變電站安全可靠運(yùn)行過程中發(fā)揮出重要作用，需要對變壓器真空有載分接開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)改造［4］。采用一體化串聯(lián)雙斷口真空管進(jìn)行滅火處理，兩個(gè)端口同步運(yùn)行，使觸頭開斷后的恢復(fù)電壓降低到安全范圍之內(nèi)。要求兩個(gè)真空管滅弧室具備獨(dú)立開斷的能力，從根本上提升變壓器真空有載分接開關(guān)切換可靠性。

對變壓器真空有載分接開關(guān)的對稱電路進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，確保觸頭任務(wù)模糊化，不明確賦予觸頭主通斷觸頭或過渡觸頭任務(wù)，確保主通斷觸頭與過渡觸頭運(yùn)行職責(zé)由兩個(gè)真空管輪流擔(dān)任，切換程序相互對稱，切實(shí)保障變壓器真空有載分接開關(guān)運(yùn)行壽命。

要求在優(yōu)化變壓器真空有載分接開關(guān)結(jié)構(gòu)過程中，還需要真空有載分接開關(guān)內(nèi)部選擇器與故障信號分解選擇器完全一致，在后期維護(hù)期間只需要更換真空分接開關(guān)自身結(jié)構(gòu)即可，從根本上提升了真空有載分接開關(guān)運(yùn)維質(zhì)量與效率，對增強(qiáng)變壓器運(yùn)維工作的綜合效益具有重要意義。

4 結(jié)束語

總而言之，變壓器內(nèi)真空有載分接開關(guān)主要依靠真空管，依靠真空管熄弧，內(nèi)部絕緣油不會(huì)發(fā)生碳化現(xiàn)象，切實(shí)提升了有載分接開關(guān)運(yùn)行效率。因不必安裝在線凈油裝置，使檢修工作量大幅度降低，從根本上提升了電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。為保障真空有載分接開關(guān)長效平穩(wěn)運(yùn)行，相關(guān)工作人員需要加強(qiáng)開關(guān)運(yùn)維力度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)與改正真空有載分接開關(guān)在實(shí)際運(yùn)行期間的不穩(wěn)定因素，確保真空有載分接開關(guān)能夠充分發(fā)揮出應(yīng)有的作用。