变压器有载分接开关故障分析

魏其虎

(德州实华化工有限公司，山东 德州 253000)

在电力系统中电压质量是电能质量的重要指标之一。电力系统负荷波动较大，会引起系统电压大幅波动，为稳定电网的电压，提高电压质量，最有效的措施是用有载分接开关进行电压调整。有载分接开关操作机构作为变压器的重要组件，它的稳定性、可靠性直接影响整个电力系统电网电压质量水平和变压器的安全稳定运行[1]。统计数据表明，有载开关的故障大部分属于机械故障，绝缘故障则比较少见[2]。

某公司10 kV 8#整流变为室内运行，型号为ZHSFT-9300/10,2012年搬迁至新厂投入运行，采用有载调压方式，级数为19级。有载开关型号为MA9B 10193，MA9B 电动机构主要用于 ZV 有载分接开关的驱动与控制，其电动操作机构与HMK7控制器组成，实现有载调压系统的自动控制。2018年对开关芯体检修后，该有载开关运行近2年。

1 故障发生情况

2020年9月30日23:14，运行人员报告 8#整流变发出重瓦斯故障跳停信号，开关柜5539跳闸，检修人员对故障变压器进行了相关检查。

故障前运行情况：经检查，该有载开关调压9 231次，故障时该变压器有载开关在9分接运行，故障当天调挡记录次数1次，时间为9月30日23:07，分头调压方向为10挡→9挡。

检查情况：①变压器本体气体继电器正常，本体压力释放阀未动作，未出现喷油情况；②有载开关气体继电器重瓦斯动作造成8#整流变保护跳停；③检查有载开关绝缘油耐压性，油样为暗红色且具有刺激性气味，绝缘油打压至29.2 kV；④检查有载开关切换情况，1～10挡切换正常，在10挡升至11挡过程中，电动调挡机构跳闸，手动摇挡机构卡住，11挡→10挡方向摇动正常。

根据现场本体检查情况，气体继电器动作情况，油样采样情况，有载开关切换情况，初步分析认为：有载开关内部存在机械故障，造成重瓦斯动作，不能再运行，须停车进行检维修。

2 故障原因

检查开关芯体发现：开关芯体B相正负极性切换触头有熔融痕迹，下触头熔融变形严重，且存在大量吸附的积碳，如图1所示。

图1 开关触头变形情况

正负极性切换:主绕组可正接或反接分接绕组，调压范围增大1倍。正接调压线圈，相当于依次加上调压线圈上的各分接匝数;反接时，两线圈绕向相反，产生反向磁道，相当于在主线圈上依次减去调压线圈上各分接匝数。1～9挡位为正向调节过程，10挡为中间挡位，11～19挡为负向调节过程。

通过对正负极性切换过程分析，此次故障的直接原因是有载开关调压极性切换时，主触头B相接触不良而造成B相触头产生积碳，最终导致触头熔融后无法顺利切换，气体继电器重瓦斯动作跳闸。

综合以上分析，此次事故主要原因为有载开关装配质量问题。

3 故障处理

根据分析结果，并结合现场情况，对有载开关进行了如下处理：更换损坏的B相触头，打磨处理A相和C相触头。重新投入运行前，逐级做直流电阻试验和相应绝缘试验，试验合格后投入运行。直流电阻试验数据按照有载调挡开关挡位顺序记录，试验结果如表1所示。

4 预防措施

在调压过程中，变压器有载分接开关的选择开关不参与切断负荷电流,但每一次切换选择，要求动、静触头必须可靠接触，且接触的压力和面积满足通过负荷电流的要求，故应采取如下预防措施。

(1)正常预防性试验时应测量逐个分接的绕组直流电阻,不常用分接应反复切换后测量,测量结果应满足《电力设备预防性试验规程》中的要求,即同分接不同相直流电阻误差小于2%,同相各分接直流电阻按一定的规律递增或递减[3]。

表1 直流电阻试验结果

(2)检查变压器本体时，重点应检查选择开关各触头的接触情况，动、静触头两接触面间应有足够的压力；对发现有烧伤放电痕迹或表面氧化的触头，要进行修复或定期更换;必要时逐一测量各动、静触头间的接触电阻,其阻值应< 500 μΩ。

(3)变压器在调压操作过程中，应随时监视运行电压的变化，出现电压不变化或变化不符合调压规律，三相电压变化不对应等情况,应立即停止调压，查明原因，并进行处理。

5 结语

变压器有载分接开关的可靠和稳定性直接影响供电质量和变压器的安全运行，在检修维护工作中，检修人员应提高对装配质量的要求，并做好开关芯体定期检查，做好维护保养工作。