有载调压变压器开关的故障检测

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1、有载调压变压器开关的故障检测在电力系统电网设备当中，有这么一种设备叫做有载调压变压器，是调压变 压器完成有载调压的关键部件，其准确及时的动作，不仅可以减少和避免电压的 大幅度波动，而且可以强制分配负荷潮流，挖掘设备无功和有功出力，保证电力 系统安全可靠地运行，增加电网调度的灵活性。标签：电力系统；有载调压；变压器故障有载调压变压器在电力系统中发挥着联络电网、调节无功潮流和稳定负荷中 心电压的重要作用，在电网中得到了广泛地应用。有载调压开关随着有载调压变 压器在电网应用的增多，有载调压开关的故障也在增加。有载调压包括了电气性 能和机械性能，主要组成部件是选择开关、切换开关和电动机，而在有载调压开

2、 关工作程序中，机械故障的频发是造成设备损坏的主因，它甚至可以报废一台这 样的设备。那么既然存在这些的问题，我们在实际工作当中就得加以避免了，进 行设备的检测，预知未出状况，从而规避了风险，这一点在电网系统安全上是很 重要的。1、有载调压开关的故障类型1.1 有载调压开关本体渗漏油有载开关油室和变压器本体是相互密封的。在 安装及调试时，应对分接开关油室、附件、所有管道进行密封检查。运行中，当 有载调压变压器每天操作次数少于 300 次时，认为不会发生切换开关的过热问 题。然而，在电炉变压器中，每天正常操作的次数会多于300 次，这就造成切换 开关中的油发热，其结果将导致密封部位渗漏，同时油室内

3、压自然升高等原因也 会导致密封部位的渗漏。当有载调压变压器本体绝缘油的色谱分析数据出现异常 时（主要为乙炔和氢气的体积分数超标），应首先检查分接开关油位是否有异常 升高、降低。当怀疑有载调压开关油室渗漏时，应停止有载调压开关动作，调正 油位，可以根据油色谱的变化趋势进行跟踪分析和判断。更换油箱间的密封胶垫、 胶圈及各种油封，注油时使变压器的本体油位高于变压器有载调压开关油位。1.2 有载调压开关触头接触不良分接选择器或选择开关静触头支架弯曲变形造成触头接触不良，分接开关拒 动，或内部放电。其故障原因是由于有载调压开关绝缘支架材质不良，分接引线 受力所造成。此类故障具体表现为：操动机构动作后，测

4、量变压器连同分接开关 的绕组直流电阻，出现不平衡现象（排除测量其他影响因素）。应更换静触头绝 缘支架。1.3 操动机构质量不稳定操动机构内低压控制电器及辅助元件质量不稳定，造成有载调压开关拒动、 连动、电动机构仅能一个方向分接变化等问题。如出现此类问题，多是老型号机构，年久失修，设备老化造成。用替代产品局部更换或全部更换。1.4 切换开关过渡过程故障切换开关内部结构复杂，部件繁多，切换过程要求高，因此，它的故障占有 载调压开关故障很大比例，故障的形式多种多样，如：内部的触头系统、快速机 构、储能弹簧脱落老化，过渡电阻烧损，过渡电阻与辅助触头的软连接线断裂、 断轴，切换开关不切换或者中途失败等故

5、障。2、有载调压开关检测系统组成整个检测系统包括信号传感单元、信号采集单元、便携式计算机。振动传感 器选用集成了电荷放大器的压电式加速度传感器，将振动加速度信号转换为成正 比的电压信号，电流夹钳则直接将电流信号感应到系统中。所获得的振动信号及 驱动电机电流信号经过硬件方面的数据处理后通过 USB 存储到计算机中。为了 有效地比较三相分体变压器有载调压开关在动作过程中产生的振动信号。需将螺 母分别固定在三个上有载调压开关的主体的外壁上，即可同时提取三相 OLTC 动作时各接线端子上的振动信号。由信号适配器输出的电压模拟信号经过 A/D 采集卡转换为数字信号。并送入便携式计算机进行数据处理。OLT

6、C切换过程中 的典型事件是开关触头碰撞。开关触头碰撞产生的振动信号。不仅标志着触头的 分合，还包含着三相触头是否同期、触头表面是否平整以及切换是否到位等信息。 OLTC操作还会产生弹簧储能。整个系统同时检测两种信号，一种是通过加速度 传感器检测有载调压开关动作时的振动信号，另一种是通过电流夹钳检测驱动电 机的电流信号。对于两种信号的检测可以发现多种有载调压开关的机械故障。2.1 电机驱动电流信号分析OLTC 切换过程中若储能弹簧性能发生改变或储能过程中存在机构卡塞等 现象，必然伴随着电机驱动力矩的变化，从而使驱动电机的转速发生变化，本项 目将研究电机驱动电流信号分析与特征提取方法，以达到实时跟

7、踪驱动电机旋转 性能变化以及有效判断操动机构机械运行状态的目的。2.2 机械振动特性分析由于机械振动易受各种随机因素的影响，往往会表现为一定的混沌特性，实 际工程中很多非线性系统之振动，要用混沌理论才能得到恰当的解释。本项目将 从混沌动力学的角度去观察 OLTC 的机械振动模式变化，并研究能反映 OLTC 操作时不同振动模式变化的混沌动力学特征参数，为实现 OLTC 机械状态的在 线监测与故障诊断提供新的科学依据。通过对有载调压开关驱动电机电流及其动 作过程中产生的振动信号的检测可以判断其运行状况的好坏。2.3 典型故障波形的比较。电机电流轨迹显示的是运行结束时电机电流的明显波动。驱动机构润滑

8、不足。驱动机构润滑不足会严重影响电机的压力，有时候导致电机保护启动并因此 造成运行停止 3. 4 现场测试图谱为了验证有载调压开关检测技术的有效性特选 取了某变电站 1#主变有载调压开关进行现场测试工作，达到了良好的效果。该 技术的应用为我局有载调压开关的的状态检修提供了理论基础和判断依据，现场 测试图谱可说明以下信息：1) 该档位切换机械动作包络波形动作点、持续时间符合分接开关正常动作 规律。2) 驱动电机电流与振动信号时序配合正确。3) 驱动电机涌入电流幅值正常，平均运行电流平稳，制动电流切换正常， 持续时间正常。3、有载调压开关的检测由于有载调压开关的原理、构造的特殊性，危害较大的缺陷往

9、往发生在触头 系统和过渡电路中，当有载调压开关处于静止状态时进行检查难以发现其缺陷。 每台变压器有属于自己的特有的振动信号特征，通过不断补充完善相关的数据内 容，可以达到将测试的数据进行检索对比，从而得出正确结论。当有载调压开关 存在故障隐患时，由于触头动作而引起的其表面的振动信号与正常状态时相比会 不同。因此，可以通过离线测录这些动作过程产生的波形变化，反映出有载调压 开关的具体状况。目前，国内对于运行中的有载调压开关基本不进行试验，主要采用测试变压 器直流电阻进行有载调压开关的调档来检测有载开关的好坏，运行检修仍采用离 线定期维修方式，定期检修的缺点主要如下： 试验检查的工作量大，有些缺陷

10、不易发现，特别是某些型号的复合式有载 开关满足不了状态检修的需要； 对有载开关工作顺序发生变化的故障无法检测； 目前的检查及试验周期与实际运作有矛盾。因此，需要采取有效的手段， 合理地检测有载调压开关的运行状态，对有载调压开关的工作状态做出正确估 计，以便能科学地安排维修计划。4、结束语长期以来，变压器有载调压开关采用计划检修体制，定期检查保证其正常工 作，在一定程度上起到了防止或延迟故障的作用。但这种不根据变压器有载调压 开关的实际运行情况，只按规定时间间隔对设备进行检修的方法，会造成有效利 用时间的损失和浪费，通过检测分析有载调压开关动作时产生的振动声学信号及 驱动电机电流信号，对有载调压开关运行状况进行诊断评估，能够及时发现早期 机械问题，避免突发事故，保证安全供电，无疑具有重要的经济和社会效益，将 具有广阔的应用前景。参考文献1 姜益民.上海电网有载分接开关运行分析J.上海电力.2006 (04)2 咸日常.变压器有载分接开关常见故障的综合判断与现场处理J.高压电 器. 2002( 05)3 胡惠然，魏光华.湖北电网110kV及以上有载分接开关统计分析J.湖北 电力. 2001(01)9 樊永康，贺耕 .有载调压开关控制装置的异常处理 J. 电力安全技术 .2006(10)