漳村煤矿110 kV变电站主变有载调压分接开关故障点定位及原因分析

徐莹莹

（西山煤电集团电力公司，山西太原，030053）

漳村煤矿110 kV变电站是服务于矿区生产的核心变电站，站内有两台额定负载40 MVA，电压等级为110/35/10 kV的变压器，其35 kV侧为矿区内2个35 kV变电站供电，10 kV侧为井下变电所、地面选煤厂、矿区办公楼和生活区域供电。漳村煤矿110 kV变电站主变的35 kV侧电压采用无励磁分接开关进行调档调压，主变的10 kV侧电压采用有载调压分接开关进行调档调压。为了满足矿井生产需要，保证井下采区供电稳定，根据矿井负荷情况和上级110 kV进线电压情况，采用有载调压的方式调整矿井10 kV系统电压，有效降低了电压波动，缩小矿井负荷高峰期、平段期和低谷期之间的电压差。因此有载调压分接开关的安全稳定运行对提高矿井供电电能质量意义重大。调压由5档将至1档，再由1档升至19档，在由19档降至5档；确认每次调至5档时总会发出放电异常响声，调档至其他任意档位时均无异常。随即将1#主变停运，全矿区负荷由2#主变承担运行。工作人员和安装调试人员立即分析问题制定检修计划和安全措施。异常放电声音来自于主变本体，无法确定具体位置，安装调试人员分别取了主变本体油样和有载调压开关油样进行气体色谱分析。在等待分析结果过程中还对有载调压分接开关进行了调芯检查，吊起后没有发现明显放电迹象。将有载调压分接开关试安装回变压器并将变压器油加注后，将1#主变再次投运，将有载调压分接开关再次调档至5档依旧存在放电异常声音，同时排除了有载调压分接开关安装不到位和运输过程中振动等可能故障原因。

1 漳村煤矿变电站1#主变有载调压分接开关故障经过

2 漳村煤矿1#主变有载调压开关故障点分析与查找

在2017年漳村煤矿110 kV变电站对1#主变压器进行了扩容改造，采用四川东方变压器电气公司生产的SSZ11-40000/110/35/10 kV型变压器，变压器的有载调压部分使用了华明电力装备生产的VCVIII600Y型有载调压分接开关。在1#主变完成改造投运档下调至5档时，运行人员在主变本体附件听到了异常放电声音。在发现主变调档异常后，运行人员将矿井全部负荷切换至2#主变，1#主变空载运行，工作人员又进一步测试1#主变有载调压情况，分别将变压器有载

2.1 1#变压器油样色谱分析情况

运行人员听到放电异常声音来自变压器，但是无法确定变压器放电的具体位置来自变压器本体还是有载调压分接开关，因此需要对本体油样和有载调压分接开关的油样分别化验。1#主变压器在发现调档异常后就立即停运，将全部负荷由2#主变运行，由于运行时间短变压器内放电电弧对变压器油产生的气体含量变化不容易检测，第一次的油样未检测到异常，进而又第二次取本体和有载调压油样，此次油样是寻找故障点多次调档后的油样，其检测情况如下表1所示。

表1 1#主变压器油样检测结果

由表1可知，1#变压器的本体油样色谱分析结果各项气体含量较低，在标准值范围内，说明1#变压器的调档放电情况不发生在主变本体内；而通过分析有载调压开关内的变压器油样色谱分析结果，各项指标含量相对本体较高，特别是乙炔含量严重超准，可断定调档时分放电情况是发生在有载调压分接开关部分。

2.2 变压器故障点定位

为了进一步找到载调压分接开关具体放电故障的部位，使用局部放电监测设备进行探测放电部位。分别在变压器壳体的接缝处、本体铁芯接地点、有载调压重点部分和表面安装了特高频传感器、高频电流传感器和超声波传感器，在局放试验过程中，这些安装的传感器都检测到了不正常信号（见图1、2）。

图1 局放试验高频和特高频测试结果

图2 局放试验超声波检测结果

根据频率和波形情况可以确定这次的放电是悬浮电位放电，为了确定载调压分接开关的放电具体位置，采用了变压器局部放电诊断定位系统进行定位测试结果（如图3）。

图3 1#变压器局部放电诊断定位系统测试结果

由图3可知，有载调压分接开关的放电点是在图3-a中3个区域的交集处。如图3-b所示为了准确描述故障点，在1#主变安装有载调压分接开关处变压器外边缘转角作原点建立X、Y、Z轴坐标，经过定位放电点的坐标约为：X=78 cm，Y=71 cm，Z=97 cm。通过对图1、2、3的研究及位置分析，1#主变有载调压分接开关内部的放电情况较严重，但放电过程又非连续性放电，而是悬浮电位放电，因此可以考虑此次放电故障有可能是由固定螺栓没有拧紧导致连接松动引起的。

3 变压器有载调压分接开关故障原因分析与处理

3.1 有载调压分接开关故障原因

为了确定有载调压分接开关放电原因，对调压装置起吊全部取出查看，发现调压分接开关A相的过渡真空泡转换接头与5挡位的静触头存在放电情况（图4所示）。

图4 调压分接开关的A相转换接头与5挡位的静触头放电情况

由图4所示和经过仔细测量比对，5档位的静触头和转换接头接触时两者间有约0.6 mm的缝隙，这两触头的缝隙造成了触头间接触不良而发生悬浮放电。经过在厂区对有载调压分接开关的拆解，发现有载调压分接开关的中板条孔和接触触头的定位孔存在加工偏差，最终两者加工偏差的累积导致了静检查头安装后相对位置偏离，进而在每次调节至5档时出现放电现象。这种加工偏差导致有载调压分接开关与本体绕组抽头发生的放电故障往往很难被发现，若没有及时发现处理，随着放电时间增加，放电对触头和变压器油产生的变化会导致绝缘下降，进而引起相间短路等故障。

3.2 有载调压分接开关故障处理

有载调压分接开关的故障点和故障原因找到后，若选择全部拆解重新更换合格的没有加工误差的有载调压分接开关的中板条孔和接触触头的定位孔，维修时间长。漳村煤矿110 kV变电站正处于单主变带全矿区负荷生产的情况，不利于矿井安全生产，因此采用了整套更换新有载调压分接开关的方法。

在1#变压器空载运行的情况下对新更换的有载调压分接开关多次调压调档，运行过程中再没放电异响，在多次调档和运行72小时候后对1#变压器的本体和有载调压分接开关的变压器油进行了油样色谱分析（表2）。

表2 更换有载调压分接开关后1#主变压器油样检测结果

由表2知，更换有载调压分接开关后1#主变压器油样色谱各项检测结果都在标准值范围内，说明新更换的有载调压分接开关没有放电情况，同时也说明故障有载调压分接开关没有对其他绕组和部件造成损坏。

4 结语

此次漳村煤矿110 kV变电站1#主变有载调压分接开关放电故障主要是由于有载调压分接开关在出厂时动静触头定位孔的安装偏差造成的接触不良，导致了触头间的悬浮放电。有载调压分接开关对漳村煤矿井下改善供电电压情况和稳定安全生产具有重要作用，一旦出现放电等故障不能准确调压，不仅会引起煤矿井下电气设备发生大面积过压、欠压不正常运行情况，甚至会导致变压器内部短路。因此在日常工作中要及时发现并处理隐患问题，才能保证矿区供电系统安全运行。此次查找变压器故障点的经验对指导其他煤矿变电站设备维护与故障处理有很好的借鉴意义。