田英华
国网东北分部绿源水力发电公司太平湾发电厂 辽宁 丹东 118000
摘要：本文对太平湾发电厂生活区变压器分接开关故障的原因进行了研究，分析了变压器分接开关产生故障的原因，明确了处理方法，提出了防范措施，在现场应用中取得了满意结果。
关键词：变压器；分接开关；防范措施
1引言
太平湾发电厂生活区变压器在生活区扩建后，长期运行在满负荷状态下，曾经多次发生高压侧熔断器熔断现象，为了防止变压器发生重大事故，对变压器进行了全面检修，发现了分接开关故障，进行恰当的分析处理，并提出了今后的预防措施及对策。本文的论述观点得到我厂检修、维护和生技部门的认可和肯定，在现场应用中取得了满意结果。
1.1太平湾发电厂生活区变压器基本参数
型号：S7—800/6.3 连接组别：Y，yn0 冷却方式: 油浸自冷
出厂时间：1993.11 生产厂家：丹东变压器厂
1.2变压器分接开关
此变压器分接开关调压方式为中性点调压无励磁分接开关。此种调压方式适用于中小型变压器多层圆筒式线圈或反接线调压的连续式线圈。三相共用一个分接开关，分接开关直接固定在变压器箱盖上，为手动操动结构。
分接开关调压原理如图1所示：
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2故障概况
2018年09月20日太平湾电厂生活区变压器春检预试，维护部变电班进行变压器断引、清扫。外观检查油位正常，变压器无渗漏，套管良好，但在切换分接开关时发现分接开关外部指示位置与内部实际位置不完全一致（定位螺丝无法安装）。高压班立刻对分接开关进行电气试验, 先对变压器正常运行位置(二档)进行直流电阻及绝缘试验，试验结果合格,三档试验时发现直流电阻波动，数值不稳定，无法读出准确数值。进行绝缘试验时，听见变压器内部有嗤嗤的放电声。对变压器进一步测试，再次进行分接开关三个档位的绝缘电阻试验，故障仍然存在。
3原因分析
3.1电气试验分析
电气试验项目主要有变压器绕组直流电阻试验和变压器绝缘电阻试验及吸收比、极化指数等检测。本文主要通过直流电阻和绝缘电阻测试来分析判断变压器分接开关产生故障原因及性质。
3.1.1直流电阻测试
变压器绕组直流电阻的检测是一项很重要的实验项目，规程规定它是变压器大修时，分接开关调级后等必试项目。它是一项较为方便而有效的考核绕组纵绝缘和电流回路连接状况的试验，它能反映绕组匝间短路、绕组断股、分接开关接触状态以及导线电阻的差异和接头接触不良等缺陷故障，也是判断各相绕组直流电阻是否平衡、调压开关（分接开关）档位是否正确的有效手段。
直流电阻试验结果如表1所示:
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直流电阻试验主要是检测三相变压器绕组的直流电阻值并通过计算得出相应的直流电阻不平衡率。在电气试验中变压器的直流电阻不平衡率是变压器一项重要的性能参数，《电力设备预防性试验规程》DL/T 596—1996 ，对于容量在1600kVA及以下的三相油侵式电力变压器，相间差别一般不大于三相平均值的4%，线间差别一般不大于三相平均值的2%。与以前相同部位测得值比较，其变化不应大于2%。
直流电阻平均值计
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式中： RZ——误差值、RD——最大电阻值、RC——最小电阻值
从试验数据可以看出变压器低压侧三相直流电阻值是一致的，然而高压侧3档相直流电阻不平衡率已高达 100％，已经超出试验规程中规定的要求，可以判断变压器高压侧内部已出现故障。
3.1.2绝缘电阻测试
绝缘电阻试验是对变压器主绝缘性能的试验，主要诊断变压器由于机械、电场、温度、化学等作用及潮湿污秽等影响程度，能灵敏反应变压器绝缘整体受潮、整体劣化和绝缘贯穿性缺陷，是变压器能否投运的主要参考判据之一。
测试数据如表2所示:
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试验班用2500V的摇表进行了绝缘电阻测试，发现高压侧绝缘电阻值偏大，初步判断是由于分接开关接触不良或有接地短路现象。
3.2油务试验
变压器油的品质是变压器运行的重要条件，因此根据不同要求，需要对变压器油进行油品质的不同项目的检测和分析判断。油常规试验会发现油有无问题，发现问题要采取相应处理措施确保变压器安全运行。
目前，在变压器故障诊断中，单靠电气试验方法往往很难发现某些局部故障和发热缺陷，而通过变压器油中气体的色谱分析这种化学检测的方法，对发现变压器内部的某些潜伏性故障及其发展程度的早期诊断都非常灵敏而有效，这已为大量故障诊断的实践所证明。
油常规化验结果如表3所示；油色谱试验结果如表4所示。
表3 油常规化验
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从油试验数据分析各项指标符合试验规程数据要求，因为油色谱是通过检测溶解在油中的烃类和一氧化碳、二氧化碳、氢气等故障气体含量来判断变压器内部有无故障的。由于变压器内部的绝缘油、纸布，木头等绝缘材料都为碳氢化合物或碳水化合物，在分子结构中碳氢键最多，其键能最低，因此在分解时最容易断裂，而氢气生产热最小，因此在变压器内部发生放电故障时碳氢键断裂后氢气最容易生产，同时烃类气体也会瞬间增加。在变压器正常运行时氢气的含量几乎都为零，因此以氢气为监测对象应是局部放电故障检测最理想依据。初步判断变压器运行期间内部未发生放电故障。
表4 生活区变压器油色谱试验记录
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4故障查找及处理
4.1故障查找
从电气试验分析可以初步判断变压器的分接开关接触不良或内部有接地短路。为了确保变压器安全，将该变压器退出运行，并进行分解并吊芯检查。4月1日进行器身吊出检查。检查发现分接开关外部调压手柄指示位置与内部实际位置不完全一致，引起星形动触头位置不完全接触，错位的动、静触头使两抽头间的绝缘距离变小，并在两触头之间的电势作用下发生了放电。
所以造成分接开关放电原因是分接开关接触不良。分接开关接触不良原因是静触头支持绝缘管紧固螺栓松动，静触头移位。同时，静触头卡板间距太大，使静触头止动螺栓起不到止动作用。当止动螺栓被卡板挡住时，静触头已位移出与动触头有效接触区，造成动、静触头虚接，发生放电。因此属设计不合理造成分接开关接触不良。
变压器从1994年1月投运以来一直未进行吊芯检修，运行多年，内部各紧固螺栓由于受电动力、电磁力、变压器合闸冲击力等影响造成螺栓松动。上述两个原因是造成分接开关接触不良，导致有效接触面积减小的主要因素。
分接开关接触不良具体情况如图3、图4、图5、图6所示：
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4.2故障处理
故障查出后，立即进行处理。紧固松动的螺栓，固定分接开关静触头的绝缘管上螺丝并紧固后，接触良好，指示正确。进行高压试验，试验数据符合规程要求。对卡板间距过大进行改进，在卡板上安装一绝缘垫木块，使止动螺栓与卡板无间隙，保证止动螺栓真正起到止动作用。结合故障处理对变压器进行A级检修。更换胶圈，器身检查，油箱检修，分接开关各档位试验，变压器喷漆。试验各项指标符合要求。加装垫木块具体见图7所示。
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5 防范措施
通过本次故障分析，结合现场实际，提出以下措施：
5.1此次故障的检出，给我们敲响了警钟，今后要加强配电变压器的检修管理，做到应修必修，这次如不进行分接开关换档试验，此缺陷还无法发现，再运行一段时间，极易造成螺栓脱落发生变压器内部短路的重大事故。
5.2对配电变压器应按规定周期进行大修，大修时进行吊芯检查，对调压开关等部位做好重点检查并做好详细记录。重要厂用配电变压器增加油色谱试验项目。今后如有条件将现有油浸配电变压器更型为干式变压器，从根本上避免分接开关故障，保证变压器安全稳定运行。
5.3通过利用电气试验和油试验的全部数据进行综合分析能够准确地判断出变压器运行状态的好坏、是否有故障、故障的性质以及故障的程度，设备部门将根据综合分析的结果制定相应的处理方案，从而使设备隐患能及时得到处理，有效地控制重大设备事故的发生。
5.4加强检修人员责任心和工作技能，充分利用工作经验进行变电检修工作，提高检修人员技术水平，认真执行检修工艺，相关单位做好培训工作,将工作的内在风险控制到最小。
6 结束语
综上所述，导致变压器分接开关故障的原因是多方面的，例如设备制造和设计问题、设备老化与维护问题、变压器所带负荷影响稳定运行等，需要采取的预防措施也较多。为了确保变压器的稳定运行，避免重大事故的发生，在具体工作中应先对分接开关存在的实际情况进行调查后，再确定具体防范措施。这样才能保障变压器在长期运行中供电的安全性和可靠性。
参考文献
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