变压器有载分接开关故障波形分析及判断

2018-05-04舒群力汪春萌屠晔炜姚群燕

现代工业经济和信息化 2018年3期

舒群力，王斌，汪春萌，屠晔炜，邓涛，姚群燕

（1.嘉兴市恒光电力建设有限责任公司，浙江嘉兴 314000；2.国网嘉兴供电公司，浙江嘉兴 314033）

引言

变压器有载分接开关由操作结构、分接选择器、切换开关和传动部分等结构组成。有载分接开关的使用，实现了变压器在不切断负载的状况下，平稳地将变压器线圈匝数进行调整，即调整了电压比，从而得到用户所需要的输出电压。有载分接开关测试仪是对其电气性能的检测，从波形中，我们可以读取过渡时间、过渡电阻、三相同期性等，从而判断该开关的故障类别。但在实际生产中，通常都是带着变压器绕组进行测试，所得到的波形并不是标准真实的，从而给检修人员对分接开关的准确判断增加困难[1，2]。

1 有载分接开关基本概念

1.1 有载分接开关工作原理

有载分接开关的基本原理，就是在变压器调压绕组中引出若干分接头后，在不中断负载电流的情况下，由一个分接头切换到另一个分接头，来改变有效匝数，即改变变压器的电压比，从而实现调压的目的。有载分接开关类型有很多种，但切换过程的原理大致相同，在切换过程中都必须实现电流连续且不能分接间短路[3]。

下面以MR公司M型分接开关为例，进行分接实现的介绍：第一步，分接选择器预先选择需要的分接触头；第二步，切换开关切换至预先选好的分接触头的回路（如图1所示）。

整个过程中，切换开关切换的过程是实现整个分接过程的关键，因为在切换分接的过程中某一瞬间同时连接两个分接以保证负载电流的连续性，这个过程也称为桥接。而在桥接的两个分接间必须串入阻抗以限制循环电流，防止发生分接间短路，开关就可由一个分接过渡到下一个分接。切换开关的切换过程的实现如图2所示：

图1 MR公司M型分接开关

图2 分接开关切换过程

分接开关切换过程如下：MCa打开—TCa1合上—MSCa打开—TCb1合上—TCa1打开—MSCb合上—TCb1打开——MCb合上，反之则反。从而使线圈由a（b）边过渡到 b（a）边，即完成了线圈匝数的调整。

1.2 有载分接开关切换过渡过程波形

分接开关的波形测试，原理上它是一种动态直流电阻的测量，当有载分接开关从变压器的一个分接位置切换到下一个分接位置时进行测试。标准波形其实只是理论波形，反映了整个切换开关的过渡过程（如下页图3所示）。

但实际波形由于一般带着变压器绕组进行测试，所得到的波形并不是标准的，从而给检修人员对分接开关的准确判断增加困难。所以在实际生产中，判断波形是否正常，要掌握以下几个重点：

图3 分接开关切换时间过程

1）测试的波形应该与标准波形相近；

2）整个过渡时间及同期性应在厂家标准范围内；

3）过渡电阻的测量应该以结合移动的光标，不能以幅值为标准；

4）对疑似故障波形不要盲目判断，多测几次以确认波形准确性。

2 有载分接开关故障波形分析及判断

电力变压器在投运前需要开展一系列的电气交接试验，而试验对象为有载分接开关，根据规范要求需要对每一个分接位置上的变压器绕组直流电阻加以测量以及开展变压器变比的测量。这两项试验的目的在于能够有效地对分接开关与绕组间的连接正确性加以判别。常规试验过程中在分接开关处于静态情况下开展上述试验，换而言之，是在操作完分接档位之后进行测量试验。考虑到有载分接开关在安装的过程中，开关的切换与变压器本体之间不存在直接的电气连接关系，所以如果在运输和组装有载分接开关的过程中，没有发现较为异常的现象，有载分接开关在安装到变压器本体上之后，无需再次进行测量试验。

由于有载分接开关在安装到本体后，作业人员难以直接接触到开关的触头，所以难以有效地使用多通道法对开关的切换过程加以测量分析。所以当前技术手段只能是在开关的制造过程中，使用单通道法进行测试，但是单通道测量法也只能测试到开关在切换的过程中总电阻所引起的电流变化情况。单通道法和双通道法统称为波形测试法，其中的单通道法在变压器技术领域应用较为广泛。装配完毕后的变压器和使用过程中的变压器所使用的测试方法原理差别较大，不论是站在变压器生产厂家的角度还是有载分接开关的角度，还是电力变压器用户的角度，均很难有效地对测试方法全面掌握，也很难精确分析所得测试结果。只有综合各专业的业内专家，才能有效地评价有载分接开关波形图，提高工作效率。

下面通过实际案例对波形进行分析和判断。

案例一：XX110 kV变电站1号主变，有载分接某相。

解读：波形出现震荡，不规则的抖动。

可能原因：触头闭合振动导致；绕组电感充放电导致。

处理：不作处理，也可对其进行滤波或采用增加有载分接开关测试仪测试电流测试（现场测试结果如图4所示）。