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摘要:电压是衡量电能质量的一个重要指标,电压能否保持在合格的范围内,对电力负荷的正常运行和电力系统本身的安全至关重要。有载调压变压器是保证电网电压质量的有效设备,并且每年在大幅度地递增。在有载调压变压器中,有载分接开关是关键装置,在近十几年得到了广泛应用。由于有载分接开关制造工艺、部件质量、带电运行等原因的影响,造成其存在燃弧、环流等问题,就不可避免的提高了变压器在运行中的故障率,严重影响电力变压器及其整个系统的安全运行。
关键词:电力变压器;有载分接开关;运行维护;检修;分析
1导言
随着社会现代化进程的不断推进,用电需求的快速增长促进了电网的快速发展。而输变电设备的核心装置电力变压器投入电网运行也在呈几何数据增长。变压器在电网运行中发挥着至关重要的作用。为了使由于负荷变化及系统波动(谐波扰动和无功投切)引发的电压变化迅速恢复到额定值,同时又要保证供电的连续性,故采用有载调压成为必要的手段。自引入有载调压技术后,近年来有载调压变压器在国内得到了广泛的应用。有载开关是变压器中唯一存在运动的部件,也是调压变压器的主要部件,它的制造工艺、运行维护及检修水平直接关系到有载调压变压器的安全运行。
2有载分接开关目前使用中存在的问题
有载分接开关由选择器、切换开关和电动机构组成,其性能包括电气性能和机械性能两个方面。电气性能主要指触头接触电阻,当触头接触电阻增大时,会引起触头过热,甚至烧损。机械性能是指有载分接开关操作过程中选择开关和切换开关等部件的动作顺序和时间配合,以及切换过程中是否存在卡塞和触头切换不到位等。机械故障是电力变压器有载分接开关的主要故障类型,它可能会导致有载分接开关和电力变压器的损坏。有载分接开关目前使用中存在的问题有:一在切换过程中过渡电路会出现燃弧,产生的电弧会严重侵蚀触头表面,影响触头寿命,满足不了频繁调整分接头的要求,同时电弧也会污染变压器中的绝缘油,而定期更换绝缘油将会增加检修工作量;二在切换过程中,过渡电阻和分接绕组间会产生环流,这必然造成换接过程中有瞬时压降和电能的损耗。
3缩短有载分接开关检修周期的必要性
有载分接开关担负着带负荷变更分接位置的任务,在运行中承受着电气和机械的双重考验。因此,确定有载分接开关的检修周期,缩短检修周期,对确保其安全运行显得尤为重要。新投的有载分接开关由于动、静触头处于磨合状态,尽管生产厂家在加工工艺上采取了相关措施,但仍会在变换分接过程中的机械和电弧作用下,产生较多的游离碳,致使绝缘油的劣化加快。对于日负荷或网络电压变动较大的变电站,为满足电压合格率的要求需频繁的调整分接位置,每日调压常常达到数十次之多,所以缩短有载分接开关检修周期显得尤为重要。
4有载分接开关因维护不当出现的问题及预防
4.1切换开关故障及预防
如果变压器调压频繁,负荷电流较大,变压器的接触头之间易造成机械磨损,电腐蚀,和触头污染。弹簧的弹性会因电流的熱效应变弱,动、静触头的接触压力下降,接触电阻增大,导致该处的发热量增大。而发热又会加剧触头表面的氧化腐蚀和机械变形,导致接触电阻不断增大,热效应不断增强,动、静触头逐渐溶化、脱落的恶性循环,引起有载分接开关损坏。如果检查发现电流过大,弹簧弹性变弱等造成开关损坏,要立即切断开关,将开关切换到完好档位运行,并立即退出故障设备更换使用新的备用变压器,调换时应按照变压器铭牌图解进行,检查分接头螺丝松动情况。
4.2过渡电阻常见故障及运行维护
过渡电阻在运行中起着至关重要的作用。一是在切换开关的一瞬间保证负载电流的连续性,对负载电流起着“桥联”的作用;二是在“桥联”运行中阻碍分接线段的循环电流,控制触头的开断容量,预防分接线段的极间短路。如果在过渡电阻异常状态下带负载切换,不但会切断负载电流,而且在过渡电阻切口和动、静电阻的开断口处出现全部相电压。该电压会在动、静触头进行开断动作时产生极强电弧,会穿透电阻的断口,使得两个分接头在切换过程中出现短路。两个分接线各自就会产生很大的短路电流,迫使分接线烧毁。由于电压产生的极强电弧会使开关室中的油分解,产生气体,如果此时安全保护装置不能发挥作用立即将气体排出,就会导致开关坏损,过渡电阻影响到整个变压器。在平时的运行中应注意:一是电阻在运行一段时间后要进行检查过渡电阻材质是否腐蚀、风化,紧固性是否良好等情况,出现故障及时维护。利用测流仪器检查电阻的额定电流,电压波动情况。二是严格检测变压器过渡电阻在两倍以上额定电流下切换,控制电流大小,防止电阻烧坏。三是在机器运行前应检测快速机构主弹簧器的安全程度,用扳手较紧螺丝,预防螺丝松动。在平时工作中应意机器的维护修理,及时清理,更换破损零件,焊接修理部分零件,及时预防机器突然损坏、卡死、烧坏过渡电阻。
4.3分接开关储油桶漏油及预防措施
变压器和有载分接开关的油系统分别独立运行,互不干扰。但是有载分接开关在调压过程中,切换开关时,动、静触头间会放电,有载分接开关储油桶中的油会出现溶解现象。如果密封效果不好,绝缘油就会渗透到变压器油箱中。究其原因有:一是设备制造工艺不良密封不好和取油样过程中未对放油阀紧固导致发生渗漏;二是有载分接开关绝缘桶装配过程中遭受意外损坏。预防措施主要有:在日常工作中应紧固好油箱底部的放油阀,防止绝缘油的渗漏;在有载分接开关绝储油桶外侧包裹一层保护套,选用工艺优良,材质理想,尺寸合适的油箱密封胶垫;随时用色谱分析检查储油桶内的油位是否有升高降低的异常情况,用以预测油桶是否漏油,防止油渗透到变压器,影响变压器绝缘效果。
4.4有载分接开关的油维护
有载分接开关在运行中,频繁出现的电弧会使少量的绝缘油分解,产生游离碳,油垢等固态杂质和氢气、乙炔、甲烷等气体。气体会直接从绝缘油中挥发溢出,但固体杂质只能沉积在绝缘件表面。另外还有一部分触头融化后遗留的金属微粒,和固体杂质共同沉积在绝缘体表面。当达到一定程度,这些固体杂质会增加电流的泄漏,降低开关元件的绝缘程度,油会沿着绝缘件表面放电,致使开关损坏。通过以上的分析可知,油质量的好坏影响着开关的操作,继而影响油的绝缘程度。因此。我们应加强有载分接开关的油维护,定时的更换污油,对绝缘件表面进行清理工作,以预防绝缘油的绝缘水平下降,对开关造成损坏。
5结论
除以上故障外,有载分接开关切换时间过长,过短或是不切换,气体继电器在运行中频繁发出信号等故障的都会造成设备损坏。因此,从源头上解决问题是首要的,我们在日常工作中一定要加强员工的专业技能和素质的培训,确保员工掌握各种开关的运维方法以及注意事项,全面提升故障处理水平。根据变压器的运行时间和运行次数及时安排进行维护检修工作,保证有载分接开关安全可靠的运行。
参考文献:
[1]严向坤,张伟贤,吴泳航.有载开关参数测试仪测量结果的不确定度评定分析[J].广东科技,2018,27(05):62-65.
[2]罗贤.电力变压器有载分接开关的常见问题及处理办法的研究[J].科技创新导报,2018,15(06):19-20.
[3]武志强.试论电力变压器无弧有载调压技术[J].化工管理,2017(30):116.
[4]刘颖,刘彬.城镇有载调压电力变压器高压中部出线新型结构[J].山西农经,2017(16):129.
[5]杜梁亮.电力变压器有载调压技术的新进展[J].南方农机,2017,48(08):14+36.
[6]范会亮.110 kV变压器有载分接开关故障分析[J].农村电气化,2017(03):31.
关键词:电力变压器;有载分接开关;运行维护;检修;分析
1导言
随着社会现代化进程的不断推进,用电需求的快速增长促进了电网的快速发展。而输变电设备的核心装置电力变压器投入电网运行也在呈几何数据增长。变压器在电网运行中发挥着至关重要的作用。为了使由于负荷变化及系统波动(谐波扰动和无功投切)引发的电压变化迅速恢复到额定值,同时又要保证供电的连续性,故采用有载调压成为必要的手段。自引入有载调压技术后,近年来有载调压变压器在国内得到了广泛的应用。有载开关是变压器中唯一存在运动的部件,也是调压变压器的主要部件,它的制造工艺、运行维护及检修水平直接关系到有载调压变压器的安全运行。
2有载分接开关目前使用中存在的问题
有载分接开关由选择器、切换开关和电动机构组成,其性能包括电气性能和机械性能两个方面。电气性能主要指触头接触电阻,当触头接触电阻增大时,会引起触头过热,甚至烧损。机械性能是指有载分接开关操作过程中选择开关和切换开关等部件的动作顺序和时间配合,以及切换过程中是否存在卡塞和触头切换不到位等。机械故障是电力变压器有载分接开关的主要故障类型,它可能会导致有载分接开关和电力变压器的损坏。有载分接开关目前使用中存在的问题有:一在切换过程中过渡电路会出现燃弧,产生的电弧会严重侵蚀触头表面,影响触头寿命,满足不了频繁调整分接头的要求,同时电弧也会污染变压器中的绝缘油,而定期更换绝缘油将会增加检修工作量;二在切换过程中,过渡电阻和分接绕组间会产生环流,这必然造成换接过程中有瞬时压降和电能的损耗。
3缩短有载分接开关检修周期的必要性
有载分接开关担负着带负荷变更分接位置的任务,在运行中承受着电气和机械的双重考验。因此,确定有载分接开关的检修周期,缩短检修周期,对确保其安全运行显得尤为重要。新投的有载分接开关由于动、静触头处于磨合状态,尽管生产厂家在加工工艺上采取了相关措施,但仍会在变换分接过程中的机械和电弧作用下,产生较多的游离碳,致使绝缘油的劣化加快。对于日负荷或网络电压变动较大的变电站,为满足电压合格率的要求需频繁的调整分接位置,每日调压常常达到数十次之多,所以缩短有载分接开关检修周期显得尤为重要。
4有载分接开关因维护不当出现的问题及预防
4.1切换开关故障及预防
如果变压器调压频繁,负荷电流较大,变压器的接触头之间易造成机械磨损,电腐蚀,和触头污染。弹簧的弹性会因电流的熱效应变弱,动、静触头的接触压力下降,接触电阻增大,导致该处的发热量增大。而发热又会加剧触头表面的氧化腐蚀和机械变形,导致接触电阻不断增大,热效应不断增强,动、静触头逐渐溶化、脱落的恶性循环,引起有载分接开关损坏。如果检查发现电流过大,弹簧弹性变弱等造成开关损坏,要立即切断开关,将开关切换到完好档位运行,并立即退出故障设备更换使用新的备用变压器,调换时应按照变压器铭牌图解进行,检查分接头螺丝松动情况。
4.2过渡电阻常见故障及运行维护
过渡电阻在运行中起着至关重要的作用。一是在切换开关的一瞬间保证负载电流的连续性,对负载电流起着“桥联”的作用;二是在“桥联”运行中阻碍分接线段的循环电流,控制触头的开断容量,预防分接线段的极间短路。如果在过渡电阻异常状态下带负载切换,不但会切断负载电流,而且在过渡电阻切口和动、静电阻的开断口处出现全部相电压。该电压会在动、静触头进行开断动作时产生极强电弧,会穿透电阻的断口,使得两个分接头在切换过程中出现短路。两个分接线各自就会产生很大的短路电流,迫使分接线烧毁。由于电压产生的极强电弧会使开关室中的油分解,产生气体,如果此时安全保护装置不能发挥作用立即将气体排出,就会导致开关坏损,过渡电阻影响到整个变压器。在平时的运行中应注意:一是电阻在运行一段时间后要进行检查过渡电阻材质是否腐蚀、风化,紧固性是否良好等情况,出现故障及时维护。利用测流仪器检查电阻的额定电流,电压波动情况。二是严格检测变压器过渡电阻在两倍以上额定电流下切换,控制电流大小,防止电阻烧坏。三是在机器运行前应检测快速机构主弹簧器的安全程度,用扳手较紧螺丝,预防螺丝松动。在平时工作中应意机器的维护修理,及时清理,更换破损零件,焊接修理部分零件,及时预防机器突然损坏、卡死、烧坏过渡电阻。
4.3分接开关储油桶漏油及预防措施
变压器和有载分接开关的油系统分别独立运行,互不干扰。但是有载分接开关在调压过程中,切换开关时,动、静触头间会放电,有载分接开关储油桶中的油会出现溶解现象。如果密封效果不好,绝缘油就会渗透到变压器油箱中。究其原因有:一是设备制造工艺不良密封不好和取油样过程中未对放油阀紧固导致发生渗漏;二是有载分接开关绝缘桶装配过程中遭受意外损坏。预防措施主要有:在日常工作中应紧固好油箱底部的放油阀,防止绝缘油的渗漏;在有载分接开关绝储油桶外侧包裹一层保护套,选用工艺优良,材质理想,尺寸合适的油箱密封胶垫;随时用色谱分析检查储油桶内的油位是否有升高降低的异常情况,用以预测油桶是否漏油,防止油渗透到变压器,影响变压器绝缘效果。
4.4有载分接开关的油维护
有载分接开关在运行中,频繁出现的电弧会使少量的绝缘油分解,产生游离碳,油垢等固态杂质和氢气、乙炔、甲烷等气体。气体会直接从绝缘油中挥发溢出,但固体杂质只能沉积在绝缘件表面。另外还有一部分触头融化后遗留的金属微粒,和固体杂质共同沉积在绝缘体表面。当达到一定程度,这些固体杂质会增加电流的泄漏,降低开关元件的绝缘程度,油会沿着绝缘件表面放电,致使开关损坏。通过以上的分析可知,油质量的好坏影响着开关的操作,继而影响油的绝缘程度。因此。我们应加强有载分接开关的油维护,定时的更换污油,对绝缘件表面进行清理工作,以预防绝缘油的绝缘水平下降,对开关造成损坏。
5结论
除以上故障外,有载分接开关切换时间过长,过短或是不切换,气体继电器在运行中频繁发出信号等故障的都会造成设备损坏。因此,从源头上解决问题是首要的,我们在日常工作中一定要加强员工的专业技能和素质的培训,确保员工掌握各种开关的运维方法以及注意事项,全面提升故障处理水平。根据变压器的运行时间和运行次数及时安排进行维护检修工作,保证有载分接开关安全可靠的运行。
参考文献:
[1]严向坤,张伟贤,吴泳航.有载开关参数测试仪测量结果的不确定度评定分析[J].广东科技,2018,27(05):62-65.
[2]罗贤.电力变压器有载分接开关的常见问题及处理办法的研究[J].科技创新导报,2018,15(06):19-20.
[3]武志强.试论电力变压器无弧有载调压技术[J].化工管理,2017(30):116.
[4]刘颖,刘彬.城镇有载调压电力变压器高压中部出线新型结构[J].山西农经,2017(16):129.
[5]杜梁亮.电力变压器有载调压技术的新进展[J].南方农机,2017,48(08):14+36.
[6]范会亮.110 kV变压器有载分接开关故障分析[J].农村电气化,2017(03):31.