变压器有载分接开关CMA9型电动机构故障的分析

徐 亮， 孙 瑜， 王 广， 吴 军

（1.平湖市供电局，浙江 平湖 314200；2.浙江电力调度通信中心，杭州 310012；3.嘉兴电力局，浙江 嘉兴 314033）

有载分接开关是能在变压器励磁或负载状态下进行操作，用于调换绕组分接位置的装置。分接开关作为变压器内唯一经常动作的部件，其可靠性直接决定变压器能否安全可靠运行。电动机构是有载分接开关的驱动机构，较容易发生故障，因此加强电动机构运行维护至关重要。

1 CMA9型电动机构的电气工作原理

有载分接开关由带过渡阻抗的切换开关、带或不带转换器的分接选择器组成，通过安装在变压器箱壁的电动机构经传动轴、伞形齿轮箱传动操作。1号主变有载开关采用CMA9型电动机构，该电动机构电气工作原理如图1所示。

以1→N方向分接变换操作为例，简述CMA9型电动机构分接变换操作过程，N→1方向分接变换操作过程的原理与此相同。分接变换操作流程如图2所示。

（1）操作准备：合上电源保护开关Q1，主回路和控制回路电源接通。

（2）启动：按动操作按钮S1，接触器K1吸合，K1自锁。同时接触器K3吸合，电动机M1启动，朝1→N方向运转。

图1 CMA9型电动机构的电气工作原理

图2 CMA9型电动机构分接变换操作流程

（3）逐级操作：S14，S13，S12为顺序操作的凸轮组行程开关，电动机向1→N方向运转，S14动作，接触器K1吸合，电动机构进入操作状态。电动机继续运转至S13动作，中间继电器K20吸合，凸轮行程开关S13（NO1，NO2）先断开，K20仍保持吸合。由于运行过程中K20一直处于吸合状态，断开了 S1（或 S2）操作 K1（或 K2）的线路，因此一旦电动机构运行，就与按钮S1（或S2）所处状态无关，电动机构只能完成一次分级变换操作。

（4）停止：当一级分接开关变换操作结束时，凸轮行程开关S14（C，NO1）断开，K1失电释放，断开电动机主回路，同时K20释放，为下次操作做好准备，即电动机构处于待操作状态。

2 故障分析和处理

在测试某35 kV变电所1号主变压器（简称主变）有载分接开关电动调档功能时，发现有载分接开关完成一次电动调档操作后，电动机构内的电动机无法停止，导致分接开关持续不断进行电动调档。

电动机的启动和制动由接触器K3接点控制，在一次分接变换完成后，如果K3仍然励磁，电动机就无法制动。为了查清故障原因，进行了以下试验：按下按钮S1，电动机M1启动，朝1→N方向运转，接触器K1吸合，K1（13，14）闭合，接触器K3吸合，电动机M1启动，朝1→N方向运转。用万用表一直监测接触器K3的A1接点的电压，A1接点的电压为交流电压220 V，当一级分接开关变换操作结束时，电动机无法停止，用万用表测量K3的A1接点的电压，K1的13与14接点的电压相同，为交流电压220 V，说明K1一直励磁，从而K1（13，14）一直闭合，造成K3接触器一直励磁，导致电动机的主回路一直接通，电动机无法停止。

正常运行时，当K20接触器动作后，K1接触器仅由凸轮行程开关S14（C，NO1）触点闭合来保持，当一级分接开关变换操作结束时，S14（C，NO1）断开，K1失电释放，断开电动机主回路，而发生故障时，K1一直励磁，用万用表测量K20（11，13），K1（6，5）接点两端的电压，电压均相同，为交流电压220 V，而经测量K20（5，3），K20（9，7）接点闭合，K20（4，2），K20（12，10），K20（8，6）接点打开，可见K20接触器并未励磁。

仔细检查K20接触器后，发现接触器上带电吸合的触点并未吸合，人为将这一触点按到吸合的位置，再进行试验时，故障消失，电动机构完成一次分级变换操作后能够自动停止。将K20接触器拆开后发现，内部线圈已经烧断，证明故障确实是由于K20接触器损坏造成的。

根据现场检修经验，变压器有载分接开关有时发生滑档现象，通常有以下3个方面的原因：

（1）交流接触器、中间继电器损坏，或因剩磁或油脂粘结而失电延时。

（2）行程开关动作程序变位。

（3）交流接触器动作配合不当。

处理时应结合具体情况，更换损坏的接触器，清除交流接触器铁心油污，调整顺序开关顺序或改进电气接线回路。

3 电动机构的维护

有载分接开关发生故障大多为运行年限较长的电动机构，根据实际运行情况，发生故障的原因主要有4个方面：

（1）机构箱密封条老化，密封不良，导致机构吸潮，有的机构加热器回路不通，无法加热除潮。由于运行年限长，齿轮式传动机构的齿轮箱密封不良导致渗油，箱内潮湿、油污严重。

（2）中间继电器和交流接触器的接点氧化严重，导致接点接触不良，或操作时由于接触电阻过大使接点发热而烧坏接点。

（3）二次接线老化严重，接点断裂或脱落，绝缘层老化导致短路。

（4）机构振动和多次操作使凸轮移位导致凸轮开关动作顺序或时间不当。

有载开关电动机构常见的故障有：按下按钮S1（或S2）接触器不吸合；或接触器吸合，但电机不转；电动机构在运行过程中停止；电机保护开关Q1跳闸；电动机构停止时，红线偏移；电动机构联动；电动机构自动升降档位；显示器无显示等。一种原因在不同的情况下可能会引发多项故障，从而引起重大事故。因此除做好定期大修工作外，还应结合变电所状态检修，有针对性地进行检查和维护工作，排除电动机构事故隐患。建议在实际工作中应该有下列重点检查和维护：

（1）清扫、检查机构箱内尘土和脏物，检查机构箱的密封与防尘情况，检查充油式齿轮传动箱的密封情况，有无渗漏，检查加热器回路是否导通，工作是否正常。

（2）检查各电气元件接点接触是否良好，必要时可测量接触电阻，检查二次接线接触是否良好，测量电气回路绝缘电阻。

（3）检查机械部位是否松动，特别是级进控制的凸轮是否移位，紧固其固定螺栓，机械转动部位加适量润滑油。

（4）进行操作试验，检查各种电气功能是否正常。

[1]陈俊，陆晓芬.两起有载分接开关故障分析与处理[J].浙江电力,1999（6）:58-60.

[2]姚志松.提高有载分接开关安全运行的措施[J].变压器，2000，37（12）:35-39.

[3]张德明.变压器分接开关选型与使用[M].北京:中国电力出版社,2005.