魏远航 佛山电力工业局,佛山528000
有载调压变压器在电网中可用于调压、电网联络、无功分配以及调整负荷潮流,所以,随着电力系统的发展,有载调压变压器已成为现代化电网不可缺少的关键设备之一。 分接开关是有载调压变压器的主要部件,它的质量直接关系到有载调压变压器的安全运行,由于分接开关的问题而引起变压器事故或故障的比例较大,所以,利用试验手段加强监察运行中变压器的分接开关状况,有着重要的意义。
1 故障情况 在佛山电力系统中,红星站和三水站各有1台主变压器的有载分接开关选择器的笼式结构由于长期受分接引线的荷载而发生倾斜,造成动、定触头接触不良。两台变压器均由沈阳变压器厂生产,电压等级为220 kV,容量150 MVA,采用德国MR公司生产的MⅢY500型有载分接开关,分接选择器型号为110 D。
2 M型有载分接开关的结构 M型有载分接开关,在电压等级220 kV以下、容量150 MVA以下的主变压器中普遍使用,它由切换开关、切换开关油室和分接选择器(带极性转换开关)组成。其选择器采用笼式“外套内引”的套轴结构,由内装有导电环的中心绝缘筒、带有定触头的绝缘板条、传动管和桥式触头组成。桥式触头为弯曲成“山”字型的上下夹片式结构,如图1所示,这种结构接触可靠,温升低,抗短路能力强。
图1 桥式触头结构示意图
3 故障分析和处理 3.1 三水220 kV站1号主变 在对本体油进行定期试验时,色谱分析结果表明该主变内部存在局部高能量放电故障,数据如表1。
表1 主变本体油溶气体的色谱分析含量 μL.L-1
CH4
C2H6
C2H4
C2H2
总径
H2
CO
CO2
245.4
42.5
444.5
74.5
806.9
321.0
702.6
1678.2
因此,我们立即将其退出运行并进行常规的高压试验和特性试验。在试验中发现高压侧三相直流电阻值相差超出2%的标准,且W相从第1至第9抽头由于电阻值太大,直流电阻测试仪输出功率有限,电流升不起,无法测量。另外,我们利用光线记录示波器记录了分接开关1~17抽头的切换波形,如图2。
图2 三水站1号主变有载分接开关切换波形图
由以上试验分析,初步判断主变有载分接开关存在故障。放掉主变油后揭开人孔观察发现由于选择开关承受不了变压器线圈分接引线的长期荷载而发生变形,造成U,V,W三相动触头行程不一致,三相高压线圈直流电阻相差大。其中W相第1~8档由于动、静触头接触面小而表面烧损,接触电阻大,直流电阻测试仪电流充不起,第8档动、静触头差不多处于分离状态。因此,在切换波形中,W相从第9抽头过渡到第8抽头时,波形发生跳跃(电流突然跳至零)。 后来,更换了有载分接开关,选择开关由型号110 D改为123 C型,两种型号的绝缘水平均符合IEC第214号(1976)《有载分接开关》和GB10230—88《有载分接开关》的要求,技术数据如表2。
表2 选择开关绝缘及尺寸 mm
型号
绝缘等级
最大、最小 分接间绝缘距离
相间绝缘 距离
粗调相间 绝缘距离
粗调最大、 最小间绝缘距离
C型
550 kV,1.2/50 230 kV,50 Hz,1 min
350 82
350 82
550 182
350 82
D型
550 kV,1.2/50 230 kV,50 Hz,1 min
490 105
490 146
590 225
490 105
注:C型和D型的高度分别为1.072 m和1.527 m
3.2 红星站220 kV1号主变 在运行中,发现有载分接开关的气体继电器内有气体,怀疑是由于气体继电器到油枕的导管向上倾斜度不够,造成分接开关切换时产生的气体无法排出而积累在气体继电器内。为进一步分析问题,我们将分接开关固定在第9档运行,仍有气体产生。 停止运行后,对该主变进行常规试验,发现分接开关的操作波形存在异常,如图3所示。在分接开关从第5切换到第4抽头和从第4切换到第3抽头的两个切换波形之间,电流波形有突变现象。在这期间,有载分接开关的选择开关动作而选择有关定触头,所以,初步分析是选择开关存在接触问题。
图3 红星站1号主变有载分接开关切换波形图
在对主变放油后,从主变人孔中清楚地看到选择开关的笼型结构由于主变分接引线长期过重荷载而发生扭曲变形,选择开关的各动、定触头接触不良,从n→1转换时动、定触头接触不良情况比从1→n转换时更严重,其中第3抽头动、定触头基本接触情况如图4所示。
图4 桥式触头接触不良
针对这种情况,我们采用了利用绝缘带固定主变线圈分接引线以减少其重量影响,利用绝缘带在反方向拉扯起纠正作用等临时措施,基本上将选择开关的笼型结构的变形纠正,经试验合格后投入运行。并且由有关厂家研究长久性的改造方案,在下一步对该主变选择开关的笼型结构进行修改,以保证主变的安全运行。
4 结论 a)MR公司生产的M型有载分接开关,其早期配置的110 D型选择开关,笼型结构相对较长,刚度不够,在受分接引线的长期荷载下,易变形而造成动、静触头接触不良,威胁主变的安全运行,必须引起运行单位的重视。 b)在交接、大修前后或预试时,利用记录示波器拍摄有载分接开关的切换开关、选择开关的动作情况,有助于及时发现、分析有载分接开关的故障情况。 c)变压器生产厂家在设计时,应考虑到此类问题,并采取如在分接开关底部加固、撑托分接引线等有效措施。
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