胡首 王柯 杨雨薇 杨眉
摘 要：围绕某110 kV变电站的主变压器有载调压开关故障，对该故障设备进行了试验、吊芯检查，由此推断分析出故障产生是因为该故障变压器前期有载调压开关安装存在偏差，并就故障原因给出了相应的处理方案和防范措施，为变压器安全稳定运行提供了参考。
关键词：变压器;有载调压开关;吊芯检查
中图分类号：TM41 文献标志码：A 文章编号：1671-0797（2022）12-0001-04
DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2022.12.001
0 引言
作为电力变压器运维、检修人员，必须熟练掌握电力变压器的绝缘结构、整体性能、工艺要求、维护方法等，并对其制订合理的优化运行方案[1]。运维和检修人员还要能够对发生故障的电力变压器进行故障原因分析与处理，并制订事故预防方案，确保变压器运行安全、使用寿命及供电可靠性。有载调压开关封闭在变压器内，是变压器本体的核心结构[2]。有载调压开关设备的安装工艺要求极为严格，而且设备往往先由厂家安装、调试成功后再运送至现场，这就使得有载调压开关即使存在隐患都不易察觉，投运后发生事故也不易查找故障点[2]。因此，明确有载调压开关可能出现的故障以及故障产生原因，并提前防范，对于保障变电站安全稳定运行尤为重要。
1 故障基本信息
某110 kV变电站#2主变调压开关出厂厂家为合肥ABB变压器有限公司，出厂日期为1999年6月，型号为UC型调压开关，上半部分的调压切换开关有单独的油室，方便吊出检查，下半部分的分接选择器装设于本体内，检修时需要吊罩。该设备基本信息如表1所示。
2 异常情况
在未对该110 kV变电站#2主变进行修前试验的情况下，施工单位对#2主变进行了有载调压分接开关的吊芯检查，并于当日对有载调压分接开关进行装复。在安装完毕后进行直阻试验时发现，有载调压分接开关奇数档动作至偶数档时，高压侧直阻数据无明显变化，当偶数档动作至奇数档时，高压侧直阻数据大幅下降，不符合有载调压开关正确动作时直阻的变化规律，如表2所示。进行绕组变比试验时发现，奇数档绕组变比超标，偶数档绕组变比合格，如表3所示。且奇数檔动作至偶数档时设备声音异常轻微，不符合正常调压开关动作时所发出的声音，判断分接开关未正确动作，需要重新对有载分接开关进行吊芯检查。
有载调压分接开关偶数档动作正常，奇数档无法正确动作，且调档时设备声音异常轻微，不符合正常调压开关动作时所发出的声音，判断分接开关未正确动作。随后重新对有载分接开关进行吊芯检查。
3 事件原因分析
检修班组组织工作人员将分接开关吊出，对损坏的部件进行分析，发现分接开关底部一块活动板断裂，如图1所示;轴承已经卡死不能转动，轴承的承载金属块上有多条圆弧状划痕，如图2所示;受损的轴承及断裂的活动板如图3所示;轴承内滚珠存在崩解，现场残留部分金属碎屑，如图4所示。说明部件在转动过程中存在严重卡涩及外力，轴承受到了严重的剐蹭，直至将滚珠崩解，底部活动轴承断裂。
损坏的环氧树脂活动板所处的位置在切换开关的底部，切换开关的工作原理为切换过程中负载回路不断路、不短路[3]，变压器两相邻抽头必须有一个短（桥）接过程，通过此过程可以实现不断路[2]，同时也要在变压器两相邻抽头之间串接合适的电阻（或电抗），起到切换过程不短路的作用。损坏的环氧树脂板作为传动部件，所受力为两侧轴承带来的牵引力。
分析以上工作原理可以发现，分接开关的活动不分顺逆方向，可以左右来回切换至任意位置。环氧树脂材料有着优良的化学稳定性，固化物呈三维网状结构，又能耐油类等的浸渍，大量应用于油槽、油轮、飞机的整体油箱内壁衬里等，因此可以排除腐蚀、氧化等原因所导致的材质强度下降。环氧固化物的耐热性一般为80～100 ℃，远高于变压器运行时的温度，因此也可以排除因热老化而导致的材料强度下降。环氧树脂材料力学性能高，环氧树脂具有很强的内聚力，分子结构致密，一般能够承受的冲击强度为80 kJ/m2，将此部件损坏需要强大的冲击力，由于未做修前试验，且没有装复时的照片，结合此变压器之前的使用工况，判断原因为该公司将有载调压开关装复时位置未对正，随后对调压开关进行直流电阻试验时电动调档产生的应力将活动板折断，从而导致调档异常。
4 后续处理情况
检修班组采用与损坏的活动板相同的材料进行精加工，按照之前的比例制作出同样的活动板进行代替，同时更换了损坏的轴承，清洗了调压开关，对所有螺栓均进行了紧固检查。对有载调压开关箱内杂质进行了清洗，暴露2 h左右，符合规程要求。
装复时反复确认位置并注入合格的变压器油，开展修后全档位直阻及绕组变比试验正确，高压侧直阻变化规律符合有载调压开关动作情况，如表4、表5所示。有载调压开关动作正确，试验合格，可以投运。
5 反措及建议
（1）严格管控施工队施工质量，任何设备修前试验都必不可少，以杜绝错项漏项情况发生。重要施工现场，由技术负责人现场旁站把关到位，确保施工及试验流程、方法正确合格，防止因施工队技能水平不足造成电网设备损坏[2]。
（2）切换开关吊出时应做好装配标记，紧固切换开关本体前，确保切换开关本体法兰平面与油室法兰平面贴平，对有载调压开关机械、电气闭锁位置进行校验检查，对水平、垂直连杆操作机构的连接效应进行校对，确保横平竖直，同时对分接开关动作圈数进行校对。
（3）加强有载分接绝缘油检测。通常对变压器油的检测更加关注本体油样，有载调压开关油样检测易被忽视[4]。应加强有载调压油样检测，按周期取油样定期检测，开展油耐压、油介损、油色谱、微水等测试项目，及时发现异常，为吊芯检查提供参考依据。CF17BD0E-6054-4481-9117-7A94CABA9EEB
（4）在开展主变例行检修时，针对长期未进行档位切换的主变，应结合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，确保档位接触良好[5]。
（5）按照周期要求定期开展有载调压开关吊检，更换开关箱内绝缘油并进行清洗，对绝缘件表面进行清洁，并紧固各部螺栓[6]。对调档频繁、达到厂家规定动作次数的分接开关应提前安排检修。检修后应做好全档位直流电阻/变比测试、分接开关过渡电阻试验，确保分接开关正常。
6 结语
对于110 kV电力变压器各个核心构件的制造、运行、维护和检修，涉及的所有部门应协同合作。对于电力变压器的制造，尤其是其中核心元件的制造，应严格遵循国家标准和行业标准，确定详细、严格的制造工艺、质量标准和检验方法，同时切实执行[2]。
大力推行有载调压开关设备带电检测工作，及时监控和掌握有载开关设备运行情况[7]，尽早发现设备缺陷与隐患，能够避免类似事故再次发生。
[参考文献]
[1] 程蓉.浅谈油浸式电力变压器故障的分析与预防[J].中国电力教育，2010（13）：263-264.
[2] 孔祥，王德文，赵付章.一起110 kV变压器有载调压开关故障分析[J].电力安全技术，2017，19（4）：24-26.
[3] 周宏伟，董添，刘富.分接开关过渡电阻断线的交流测试方法[J].吉林大学学报（信息科学版），2015，33（4）：397-401.
[4] 唐攀龙，刘郑哲，唐正森，等.衡阳110 kV井头变主变有载开关故障分析与处理[J].科技创新与应用，2015（7）：11-12.
[5] 国彬.抑制操作过电压的方法[J].电力设备，2005（7）：119.
[6] 闫超，阎昆.电力变压器有载调压开关故障实例分析[J].机电信息，2014（36）：67.
[7] 王柯，杨雨薇.变电设备检修中SF6断路器的运行维护[J].电子元器件与信息技术，2019，3（12）：89-90.
收稿日期：2022-03-21
作者簡介：胡首（1988—），男，山西朔州人，技师，工程师，研究方向：配电自动化、配电电缆运维。
王柯（1973—），男，湖南邵阳人，高级技师，研究方向：变电检修。CF17BD0E-6054-4481-9117-7A94CABA9EEB
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