张星
摘 要：近年来，随着我国社会经济的快速发展，人们提高了对用电的需求，由此对供电可靠性和经济性的要求逐渐提高。通过有载调压变压器的使用，在一定程度可以以实际需求为依据对复合潮流进行有效调节，以此有助于电压质量的改善。有载分接开关是组成有载调压变压器的重要部分，也是变压器回路中唯一运动部件，因此大大增加了故障的发生率。同时机械和电气性能有助于保障电压器的性能，二者的联系十分密切，具有一定的整体性，一旦分接开关机械产生故障，则极易诱发分接开关的电气故障。因此，强化对变压器有载分接开关故障的有效分析十分有必要。
关键词：变压器 有载分接开关 故障分析
中图分类号：TM407 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（b）-0033-02
随着不断扩大的电网规模和不断提高的电压质量要求，有载调压变压器的应用越来越普遍，其在一定程度上作为组成有载调压变压器的重要部件之一，在电能质量的约束下，如果操作过于频繁则极易增加故障的发生率。在此基础上，做好日常维护和检修有载分接开关的工作，有助于促进开关健康水平的显著提高，从而可以为开关运行的安全性和稳定性提供强有力的保障。
1 有载分接开关的工作原理
有载分接开关作为一种在励磁状态下能够对分接位置进行有效变换的重要电器装置，其基本原理便是在变压器绕组中将许多个分接头引出以后，在负载电流不中断的情况下，从一个分接头逐渐向另一个进行切换，以此有效匝数可以获得显著改变，即通过变压器电压比的改变来进行调压，在分接头变换的过程中，借助电阻的作用来顺利过渡，并且过渡时所产生的环流也可以得到有效限制。一般情况下有载分接开关以电阻式组合型为主，但是在实际工作中，电阻限流有载分接开关组成主要由切换开关、选择开关、操作结构组成，一旦哪个部分出现问题都会对变压器的正常有序运行造成直接影响。
2 有载分接开关的故障问题
2.1 机械故障
（1）紧固件松脱故障与诊断。针对电阻过渡的高速转换有载分接开关而言，紧固件的锁固性在一定程度上将会对工作的可靠性造成最直接的影响，在对操作进行不断变换的过程中，在快速释放机构储能的过程中切换机构的动、定触头系统可以在短时间内相遇并完成闭合撞击，由此机械振动产生。同时，变压器的电磁振动会影响到分接开关，若使用不当的连接传动构件和导电部件的紧固件，则在机械和电磁振动的影响下，松退和脱落的情况会出现，进而会对开关可靠且安全的工作造成不小的影响。
（2）快速机构动作故障与诊断。快速机构作为一种执行机构，可以根据实现制定好的速度与程序促使切换或选择开关完成快速切换，并且快速机构的性能直接决定着分接开关的技术性能指标，其本身所包含的动作故障主要有机构不切换、切换过快、切换过慢或失败等，极易将过渡电阻烧毁引发电压器事故，更有甚者会将触头系统烧毁，一旦将快速机构释放，则需要一刻不停地到达终点，且在数以万计的操作当中，不允许出现失败，不然会由于过长的过渡触头桥接时间而导致由于过渡电阻器烧毁而引发的严重事故，因此不切换的故障坚决不许出现。
2.2 电气故障
（1）由紧固件松动所造成的电气故障。对于定触头尤其是定弧触头的绝缘支座的引坡设计来说，来自切线方向的切换力在理论上可以完全承受。基于止退固定装置并没有设置在早期复合式分接开关定弧触头绝缘支座的背面，紧固定弧触头的螺纹或螺母一旦出现松动的情况，则在引坡的侧面上会出现一定的动弧触头的切换力，每次撞擊都会变动支座的位置，引发歪斜，即随着不断增加的切换次数，绝缘支座引坡出现断裂的可能性非常大，并且当歪斜到一定程度后极易引发动作卡刹的情况出现。
（2）有载分接开关在运行过程中所承受的破坏势力主要有3种，即电（电场）、热和力，且影响分接开关的状态分别为电致变态、热致变态和力致变态。当开关受到破坏势力时，状态就会造成质变，进而对导致电气故障，即热故障、电故障和形变故障。热故障一般主要是由于开关触头的不良接触，导致接触电阻的不断增大，进而诱发温度过高和局部过热的情况出现，以其严重程度为依据，可以将热故障的情况划分为4种，即轻度、中度、中温以及高温过热；电故障的类型主要有3种，即局部放电、火花放电和高能电弧放电；形变故障则主要是分接开关在电流短路的条件下，巨大的电动力会作用于载流导体或传动构件上，以此所造成的机械变形和损坏都是永久性的，进而会诱发熔焊与烧毁。
3 防止电力变压器有载分接开关故障的有效措施
（1）加速淘汰老式有载分接开关根据之前的描述，老式分接开关的设计并不合理，落后的结构性能，导致其在运行过程中发生故障的几率非常高，是一种急需要淘汰的产品。现阶段，老式分接开关在电网中的应用和检修中并没有多大的价值，为此需要选择那些具备良好性能的开关来代替。
（2）防止仿M型分接选择器的故障措施。仿M型分接选择器的机械强度和绝缘板条开裂存在严重的缺陷，随着不断升高的绝缘水平等级，再加上笼式结构刚度不足的影响，致使其存在诸多的缺陷，诸如极易引发受力变形和触头合上不到位的情况。
第一，促进笼式绝缘板条机械强度的不断增强。原3020酚醛层压纸板利用高强度环氧玻璃丝挤拉杆所取代，以此有助于在使用层压板条过程中分层开裂的情况可以得到彻底解决，进而机械的强度和介电性能都可以得到极大提升。
第二，促进分接选择器笼式结构刚性的不断增强。CM型D级分接选择器轴向的尺寸一般比较长，刚性非常差，在笼子中部通过添加绝缘支撑环的方式，在一定程度上可以有效避免由于动触头支架外变形而造成的不良接触，并且分接选择器笼子的刚性可以获得显著增加，受外部引线拉力而造成笼子扭曲变形的现象可以获得有效避免，闭合到位的动定触头，可以促进分接选择器触头工作可靠性的不断增强。
（3）加强日常的巡查与维护。日常巡查过程中需要做好记录各部件原始记录的参数工作，诸如电流的输出与输入、变压器的温度等。在对主轴部件进行巡查的过程中，可以通过手动调整，待机械闭锁动作恢复正常以后再进行必要的电动调整。
另外，还需要对有载分接开关的吊芯与绝缘油等进行定期检查，经过几次切换以后耐压力会不断下降，油的颜色也会变黑，一般情况下当绝缘油压下降到20～25kV时便需要进行新油的更换，并且通过对触头合快速机构磨损情况的检查，可以将其内部潜在的故障第一时间消除掉。
4 结语
近年来，设计有载调压分接开关控制电路已经取得突破性的进展，虽然由于厂家的不同所生产出来的开关控制电路，在结构上也有很大的不同，然而仍然十分简单，其在现代电力系统中得到了较为广泛的应用，并发挥着至关重要的作用。综上所述，本文通过客观分析变压器有载分接开关的故障，在此基础上提出了相应的解决措施。
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