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浅谈电力变压器有载分接开关的维护


2013-09-10 00:00   点击:99
                        

据统计,2004年全国220kV及以上变压器非计划停运中,有载分接开关导致的非计划停运次数为8次,占非计划停运总时间的10.343%。有载调压变压器在电力系统中有着举足轻重的地位,它不仅能起到稳定负荷中心电压的作用,而且也能联络电网、调整负载潮流、改善无功分配。而有载调压变压器上安装的有载分接开关在运行和操作中难免会出现故障,这些故障可能是制造厂的质量问题,但也有可能是由于运行维护不当引起的。因此,变压器有载分接开关的安全运行维护是非常关键的。

一、有载分接开关简介

有载分接开关,是一种能在励磁状态下变换分接位置的电器装置。

有载分接开关调压的基本原理,就是在变压器绕组中引出若干分接头后,通过它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。因此,有载分接开关在操作过程中,一要保证负载电流的连续性;二要在切换分接的动作中具有良好的断弧性能。

有载分接开关在变换分接头过程中,必须利用电阻实现过渡,以限制其过渡时的环流。通常采用的是电阻式组合型有载分接开关。实际工作中,电阻限流有载分接开关的结构可分为3个部分,即切换开关、选择开关、操作结构。这些中的哪一部分出现问题都会直接影响变压器的正常运行。

二、有载分接开关在运行中可能出现的问题及防范措施

1、问题:切换开关内触头发热

频繁的调压,会使触头之间的机械磨损、电腐蚀和触头污染严重,尤其是负荷电流较大的变压器,电流的热效应会使弹簧的弹性变弱,动、静触头之间的接触压力降低,接触电阻增大,又使触头之间的发热量增大。发热加速了触头表面的氧化腐蚀和机械变形,并形成恶性循环,从而导致切换开关损坏。

防范措施:在检修投运前要分别测试开关各分接位置的直流电阻,吊罩检修时应测量触头的接触电阻,检查触头镀层和接触是否良好。每年结合检修或试验对分接开关各档位置多转动几次,除去氧化膜或油污的影响,使其接触良好。

2、问题:有载分接开关油质劣化

开关每操作一次,由于电弧引起油质劣化,开关的绝缘水平下降。变压器油是分接开关最基本的绝缘材料,它作为绝缘和灭弧介质,还具有冷却、润滑、防腐蚀作用。在分接开关中,由于电弧的作用,开关油室中的绝缘油被分解,并析出游离碳、氢、乙炔等气体及油垢,气体一般会从绝缘油中排出,但游离碳微粒和油垢的一部分混在绝缘油中,一部分积在开关的绝缘件表面。此外,还有少量触头材料融化后溅射出来的金属微粒也留在了绝缘件表面。这些沉积物的增多,会增加泄漏电流,降低绝缘电阻,最终导致油沿绝缘表面放电,使开关损坏。

防范措施:对运行6-12个月或切换2000~4000次后,应取切换开关箱中的油样作试验。对切换5000~10000次后或绝缘油的击穿电压低于25kV时,应更换开关箱的绝缘油,并对绝缘件表面做清洁处理。

3、问题:切换开关油室渗漏油

切换开关油室是独立的油箱。运行中,切换开关油室中的油是绝对不允许进入变压器本体的,这是因为切换开关运行时产生一定的电弧,致使油室中的油质变差,这种油只能在切换开关油室中使用,而不能进入变压器本体。一旦进入会严重影响变压器内部油的色谱分析,即变压器内部故障判断。引起切换开关油室渗漏油的原因有:

(1)中心传动轴油封不严。

(2)有载分接开关油箱底部放油阀门未紧固,致使变压器本体油箱中油与有载分接开关油箱中的混合。

(3)两油箱间密封胶垫材料不良或装配工艺不佳。现场处理时发现多数因胶垫尺寸选择不当,压缩后无余量,胶垫不起作用。另外,有载分接开关油箱上沿与本体油箱预留孔错位,密封更加困难。还有的有载分接开关油箱绝缘筒上边沿被压裂,出现缺口,导致渗漏油。

防范措施:运行中应密切注视分接开关储油柜油位,当异常升高或降低直至变压器储油柜油位时,则应检查切换开关油室是否渗漏油。对变压器定期取油样,若发现主变的色谱分析氢、乙炔和总氢含量异常超标,也应检查切换开关油室是否渗漏油,以便及时处理。

4、问题:过渡电阻断开和松动

过渡电阻断开和松动,会造成整台变压器烧毁。如果过渡电阻在已烧断的情况下带负荷切换,不但会使负载电流间断,而且会在过渡电阻的断口上以及动静触头断开口间出现全部相电压。该电压不仅会击穿电阻的断口,也会在动静触头断开时产生强大的电弧,从而导致变换的两分接头间短路,造成高压绕组分接线段短路烧毁。同时,电弧将开关油室的油迅速分解,产生了大量气体。如果安全保护装置不能立即排出这些气体,就会使开关破损。电弧的能量也可使开关绝缘筒烧坏,致使开关无法修复。

防范措施:加强过渡电阻的检查

(1)在变压器出厂以及运行前和大修后,必须检查过渡电阻紧固是否松动,以及电阻丝线材是否有机械破损,以免切换时产生局部过热而烧断。

(2)切换次数达到2万次以上或运行在2年以上的有载开关,必须检查过渡电阻的材质是否变脆,电阻是否变值,紧固是否松动。

(3)运行中遇到变压器在2倍以上额定电流的大电流情况下切换,必须检查过渡电阻是否烧毁。

(4)发生过有载开关不切换的情况,即快速机构主弹簧疲劳或断裂不工作、传动系统损坏、紧固件松动、机械卡死、限位失灵等使开关不能切换和切换中途失败以及切换程序时间延长超过规定值时,必须检查过渡电阻是否烧毁。

三、小结

有载分接开关运行维护不当很可能就会导致有载调压变压器在运行中出现故障,从而影响整个电力系统的运行,因此,变压器有载分接开关的安全运行维护真的非常重要。运行维护单位应特别重视和加强有载分接开关的维护和检修工作,从而使有载分接开关经常保持良好状态,保证电网的安全稳定运行。

 

 

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