变压器真空有载分接开关运用与分析

胡鹏伟 何艳琪 杨俊波 冉玉琦 王清波

（云南电网有限责任公司昆明供电局）

0 引言

在电力系统内，变压器真空有载分接开关与机电设备密切结合在一起。与普通有载分接开关相比，真空有载分接开关运行效率更高，全寿命周期延长。但在调压次数增多的情况下，真空有载分接开关的故障率也会随之增长，严重影响到电力系统运行稳定性，需与相关工作人员加强有载分接开关改造期间的管控力度，做好真空有载分接开关运维工作。

1 真空有载分接开关与普通有载分接开关的异同之处

普通有载分接开关的灭弧方式需依靠电弧触头在电流过零点，与绝缘介质相互熄弧实现。在普通油载分接开关实际运行过程中，绝缘、冷却、润滑以及电气寿命指标达20万次，机械寿命指标达80万次［1］。有载分接开关内部的负载情况不同，因此所制定出的维护方案，具有严格的专项性。

真空有载分接开关电弧主要在真空泡内熄灭。在此开关实际运行期间，绝缘润滑、熄弧、冷却、电池寿命指标达30万次，机械生命指标达150万次。真空有载分接开关内部可以切换成过渡回路，因此维护更加简便。

由此可见，与普通有载分接开关相比，真空有载分接开关电弧触头运行良好，实际运行周期长，从根本上提升了检修维护工作的经济效益与安全效益。同时，由于真空有载分接开关拉弧的作用基本依靠真空介质完成，不会产生大量的碳，内部油基本无需更换。

2 变压器有载分接开关现场改造案例

2.1 变压器有载分接开关实际运行情况

本文以某变电站为例，该变电站变压器采用了普通有载分接开关，供电负荷变化较大，调压开关在实际运行期间的调档较为频繁，后期运维难度确实提升。经过实际调查发现，该变电场几乎每年都要更换一次调压开关内的变压油。

由于调压开关运行期间的调档次数增加，经过现场排查，可基本排除氧化膜造成电阻变大的原因［2］。专业技术人员认为调压开关内变压油的更换与触头拉弧被灼伤有关，因此为从根本上保障变电站可靠运行，拟将普通有载分接开关更换为真空有载分接开关。

2.2 变压器真空有载分接开关的更换

在将普通油载分接开关转换为真空有载分接开关期间，需要更换的内容为有载开关芯子、绝缘筒、传动设备、操作机构等，

在实际更换前期准备工作中，需要注重测量变压器内部电压数值变化，确保试验数据与变压器铭牌数据保持一致，数据误差不可超过预期设计目标，确保后期更换质量。

对新真空有载分解开关进行干燥处理，打开有载分接开关后盖，将干燥温度维持在100℃内，时间为12h。

要求真空有载分接开关的更换工作应选择良好天气。首先是，拆除变压器线圈与普通有载分接开关的连接引线，然后在每个分头点做好标识，确保真空有载分接开关能够正确与变压器连接在一起［3］。将油箱吊装至电焊工作区，焊接新的开关法兰，并依照原有开关安装方式安装新开关装置。由于普通有载分接开关与真空有载分接开关的关节端子长度不同，因此需要选择适宜的开关分接端子头。

在连接真空有载分接开关后，检测人员需要做好变压比测试试验，试验合格后拆除标识，为变压器落罩。观察真空有载分接开关内部分接引线是否保持一致，使其能够更好满足绝缘要求。

为确保更换后的真空有载分接开关安装精准、运行长效，还需做好全套的有载分接开关试验，如测量过渡电阻、切换程序与时间、操作实验、切换开关油室绝缘油的击穿电压试验等，确保更换后的变压器真空有载分接开关具备良好的运行效果。

3 变压器真空有载分接开关故障与改进

3.1 真空有载分接开关故障问题

普通有载分接开关运维方式主要为定期试验、定期检修、故障检修等。但由于真空有载分接开关运行故障具有隐蔽性强、突发性高等特征，此运维方式无法精准反映出真空有载分接开关实际运行状态，因此需选择更加适宜的运维方法。

以上文所述变电站为例，在更换真空有载分接开关后，开关高质高效运行了一段时间，但后期突然发生主变高压、中压测管损坏事故，开关测油箱、分散器等有明显烧灼痕迹［4］。为检查真空有载分接开关实际情况，对分节开关内切换芯子进行了吊芯检查，结果发现过渡电阻整体发生偏移、辅助真空管与过渡真空电阻连接部位发生烧灼。具体情况如下图所示。

图 吊芯检查

3.2 变压器真空油载分解开关故障原因

在开展变压器真空有载分接开关运维工作时，需要细致分析真空有载分接开关故障发生原因。经过实际调查发现，真空有载分接开关在运行期间的天气良好，避雷装置未启动，因此排除过电压与过电流原因。在对真空有载分接开关进行解体后发现，该事故主要是由开关内部故障引起。

由于变压器真空有载分接开关采用了一个串联与主通断触头的真空管进行灭弧处理，在真空管灭弧失败的情况下，极有可能引发真空有载分接开关自身故障或变压器烧毁等严重事故。真空有载分接开关通断触头由主通断触头与过渡通断触头组成，在串联与主通断触头的真空管长期负载电流的情况下，真空管使用寿命将会极大程度缩短。

3.3 变压器真空有载分接开关改进

为确保变压器真空有载分接开关能够在保障变电站安全可靠运行过程中发挥出重要作用，需要对变压器真空有载分接开关内部结构进行优化设计改造［4］。采用一体化串联双断口真空管进行灭火处理，两个端口同步运行，使触头开断后的恢复电压降低到安全范围之内。要求两个真空管灭弧室具备独立开断的能力，从根本上提升变压器真空有载分接开关切换可靠性。

对变压器真空有载分接开关的对称电路进行优化设计，确保触头任务模糊化，不明确赋予触头主通断触头或过渡触头任务，确保主通断触头与过渡触头运行职责由两个真空管轮流担任，切换程序相互对称，切实保障变压器真空有载分接开关运行寿命。

要求在优化变压器真空有载分接开关结构过程中，还需要真空有载分接开关内部选择器与故障信号分解选择器完全一致，在后期维护期间只需要更换真空分接开关自身结构即可，从根本上提升了真空有载分接开关运维质量与效率，对增强变压器运维工作的综合效益具有重要意义。

4 结束语

总而言之，变压器内真空有载分接开关主要依靠真空管，依靠真空管熄弧，内部绝缘油不会发生碳化现象，切实提升了有载分接开关运行效率。因不必安装在线净油装置，使检修工作量大幅度降低，从根本上提升了电力系统运行稳定性。为保障真空有载分接开关长效平稳运行，相关工作人员需要加强开关运维力度，及时发现与改正真空有载分接开关在实际运行期间的不稳定因素，确保真空有载分接开关能够充分发挥出应有的作用。