配电变压器分接开关故障分析及处理

配电变压器分接开关故障分析及处理

陈育良

珠海电力建设工程有限公司， 广东 珠海 519000

摘要：经济的发展，社会的进步推动了我国电力行业的飞速发展，当前，在我国当前的电力系统中，电力变压器是应用最广泛的设备，作为电网系统中的基本构成而存在。如果电力变压器出现故障则会对各行各业的用电产生严重的影响，为了正常的用电供给，满足社会发展的用电需求，必须要提升电力变压器的稳定性，降低故障率，为人们的生活提供便利条件。通过了解当前电力变压器故障的类型，提升检修工作的水平，为电力系统的安全运转打下良好基础，具有重要的意义。

关键词：配电变压器;分接开关;故障分析;处理

引言

分接开关故障是导致配电变压器出现故障的主要原因之一，对配网的安全稳定运行及用户的可靠用电有很大影响。配电变压器分接开关结构精密，故障类型较多，不同的故障对应的处理方式、造成的影响也不尽相同，因此，有必要对分接开关的常见故障及处理方法进行总结分析。

1分接开关故障

分接开关可以调节变压器的变比，进而输出不同等级的电压。分接开关的常见故障有以下几种：引线松动、分接开关的触头接触故障、分接开关的触头间短路。造成这些故障的原因很多。例如：开关触头氧化严重、分接开关不能到位、质量问题等。

2配电变压器分接开关故障的分析处理

2.1完善检查预防工作

在电力系统的运行中，通过开展高效的检查与预防工作，能够有效地避免电力变压器出现故障的几率。这就需要工作人员在开展工作的时候，应该严格地按照检查标准，提升检修效率，降低电力企业的损失，保障电力企业的健康稳定运行。在开展变压器检测的时候，工作人员应该将变压器的运作状态列为受检目标，保证变压器在运行过程中的稳定。通过进行定期检测，能够对变压器的稳定运行提供保障，一旦在检测过程中出现故障，必须要及时的与检修部门进行联系，同时针对性开展修理工作。在开展完善的检查与预防工作下，能够实现故障风险率的降低，实现变压器使用效率的提升。

2.2提升检修人员技术水平

随着科学技术的快速发展，电力变压器的构造也更加复杂，为了更好的提升故障检修的水平，必须要打造高水平的检修队伍，通过提升检修人员的技术水平，应对各种复杂的变压器故障。电力企业想要获得更好的发展，必须要强化对技术人员的培训，通过定期的开展相应的技能培训，保障变压器检修工作的效率。对于电力企业而言，检修人员的素质，直接影响着自身的运行的稳定性，而在进行检修人员培养的过程中，不仅需要进行先进检修工艺的培训，同时需要增强工作人员的道德作用，严格的按照相关的规章制度开展工作。除此之外，电力企业可以采取外部扩张的方式，吸纳更多高素质、高水平的检修人才，实现自身检修水平的提升。而在日常工作中，应该加强检修人员的交流，通过总结经验，探究更多的故障诊断与检修方法，改善变压器的运行状态。

2.3有载分接开关切换芯子结构

“钟摆式”有载分接开关切换芯子结构，快速机构联动动触头载体上的动触头左右摆动，完成钟摆动作，从而完成奇数/偶数切换。静触头包括载流触头（正常工作时通过工作电流，测量变压器直流电阻也即通过这个触头）、灭弧触头（切换过程中的为了保护载流触头承担灭弧任务）和过渡触头（切换过程中承担短时的级间短路电流作用）。有载分接开关的主要功能就是在确保变压器不中断负荷电流的情况下，调整变压器变比。这里就涉及到一个问题，在分接头调整时，为了保证电流不中断，两个分接头需要经历短暂的短接过程。

2.4换流变有载分接开关非电量保护优化配置

有载分接开关是变压器的重要组件之一，其可以在变压器不中断负载电流的情况下切换挡位改变电压比。变压器有载调压与无功补偿配合对于输配电网而言是一种经济实用的调压方式，也是最普遍的一种调压手段。在直流输电中，为维持整流器的触发角（或逆变器的关断角）在指定的范围内或维持直流电压或换流变压器阀侧绕组空载电压在指定的范围内，实际正常运行中，换流变压器有载分接开关动作次数约4000次/台年，动作频繁。2018年至今国内在运换流站有载分接开关先后发生了几起内部放电故障，严重影响了直流输电的稳定运行和运维人员的人身安全。目前，国网系统在运换流变均装用ABB或MR有载分接开关。为了实现故障的早期预警保护，特高压换流站MR有载分接开关均配置压力释放阀并按“二取一”逻辑投报警、油流继电器按“三取二”逻辑投跳闸，ABB有载分接开关均配置压力释放阀并按“二取一”逻辑投报警、压力继电器按“三取二”逻辑投跳闸，MR及ABB有载分接开关非电量保护配置不统一、存在差异。2019年，为了降低有载分接开关内部燃弧事故发生频次，国网系统特高压换流站有载分接开关压力释放阀由报警改投跳闸，虽然增强了有载分接开关的故障预警或保护措施，但“二取一”逻辑投跳闸不满足反措要求，存在因二次电缆破损或绝缘降低导致的误动风险。压力释放阀、压力继电器、油流继电器在有载分接开关油室内部短路燃弧的动作特性和相互关系方面的相关研究较少，为充分研究有载分接开关非电量保护装置在短路燃弧故障下的动作特性和相互关系，本文基于ABB有载分接开关研发改造开展分接开关内部燃弧试验，并搭建同步测量系统对燃弧故障过程中电弧电压、电弧电流、测点压强以及压力释放阀、压力继电器和油流继电器动作信号进行实时监测。试验结果表明：压力释放阀、油流继电器在内部短路燃弧故障中均可靠动作且油流继电器动作时间分散性更小；压力继电器对于缓慢变化的产气压力具有较好预警作用，对于内部燃弧后压力上升速率较快故障无法做到可靠预警。综合考虑分接开关内部燃弧故障下压力释放阀、压力和油流继电器的动作特性以及国网系统特高压换流变分接开关现有非电量保护配置情况，提出有载分接开关可行的非电量保护优化策略：压力释放阀重新改投报警，ABB有载分接开关压力继电器由跳闸改投报警，新增油流继电器投跳闸，并相应更改二次控制回路。

2.5基于盲源分离算法的有载分接开关振动监测技术

电力变压器作为电网重要的电力变换设备，其稳定运行直接关系到电力系统的安全。有载分接开关(OLTC)是变压器内部唯一可动的部件，其准确、及时动作，不仅可以改善电压偏移，提高电能质量，还能改变电力系统潮流分布，增加电网调度的灵活性。伴随OLTC动作次数的增多，其故障率也相应增加，直接威胁到变压器的寿命。据统计数据表明，OLTC的故障约占变压器故障的30%，机械性故障是OLTC的主要故障类型，如分接开关与电动机构不匹配，切换开关时间延长，分接开关滑挡等。机械振动信号中包含着大量的OLTC状态信息，利用振动信号来监测OLTC的机械状态是行之有效的。在变压器运行状态下，变压器的本体(绕组和铁芯等)、冷却装置存在固有振动，以及现场存在各种噪声信号。因此，在OLTC切换过程中，被振动采集装置收集的信号存在大量噪声。采用的一种盲源信号分离方法，能将有载分接开关振动信号准确无误、有效地分离出来，提高振动故障监测识别装置的准确率。

结语

总之，电力企业应制定好应急处置方案，在分接开关发生突发性故障时，能及时、合理应对。

参考文献

[1]江丹宇,吕鹏瑞,韦教玲,等.瞬态油流冲击下气体继电器动作特性试验研究[J].变压器,2021,58(2):57-61.

[2]闫晨光,郝治国,张保会,等.电力变压器油箱形变破裂建模及仿真[J].电工技术学报,2016,31(3):180-187.