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有載分接開關(guān)在線濾油裝置的使用分析
點擊次數(shù)：771 發(fā)布時間：2012-1-5
通過故障分析，得出運行中變壓器有載分接開關(guān)因頻繁切換產(chǎn)生大量游離碳及少量金屬微粒等雜質(zhì)，這將降低油的擊穿強度，影響切換次數(shù)與使用壽命。為了保證供電電壓質(zhì)量和實現(xiàn)不間斷供電，進行了在線濾油技裝置的應(yīng)用，對在線凈油裝置的功能特點作了分析，并在一臺有油質(zhì)惡化的主變壓器上進行了安裝和運行效果跟蹤。通過試驗，證明了在線濾油裝置運行效果良好。
2009年8月份，35kV馮樓變電站1#主變壓器有載重瓦斯和差動保護同時動作，原因分析為有載分接開關(guān)運行時產(chǎn)生一定的電弧，油室內(nèi)絕緣油絕緣等級降低，絕緣油在電弧的作用下，分解出的部分雜質(zhì)（金屬顆粒）附著開關(guān)絕緣件的表面，與懸浮在絕緣油中的金屬顆粒造成開關(guān)三相短路。同時有載分接開關(guān)油箱內(nèi)的密封膠墊在電弧的作用下老化，造成有載分接開關(guān)油室與變壓器本體油室連通，有載分接開關(guān)油室內(nèi)的油進入了變壓器本體油箱，造成變壓器內(nèi)部故障。
目前東平縣供電公司所轄變電站中35kV及以上電壓等級變壓器32臺，均為有載調(diào)壓變壓器。有載調(diào)壓變壓器上安裝的有載分接開關(guān)在運行和操作中難免會出現(xiàn)故障，這些故障可能是制造廠質(zhì)量問題，也有可能是運行維護不當(dāng)引起的。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，2009年全國35kV及以上變壓器非計劃停運中，有載分接開關(guān)導(dǎo)致的非計劃停運次數(shù)占非計劃停運總時間的10.343%，而有載分接開關(guān)油室絕緣油絕緣降低導(dǎo)致的非計劃停運次數(shù)占有載分接開關(guān)停運次數(shù)的60%以上。因此，對變壓器有載分接開關(guān)油室內(nèi)絕緣油的安全運行要求越來越高。
一、變壓器油的作用
變壓器油有以下幾種主要作用：
?。?）絕緣作用：變壓器油具有比空氣高得多的絕緣強度。絕緣材料浸在油中，不僅可提高絕緣強度，而且還可免受潮氣的侵蝕。
?。?）散熱作用：變壓器油的比熱大，常用作冷卻劑。變壓器運行時產(chǎn)生的熱量使靠近鐵芯和繞組的油受熱膨脹上升，通過油的上下對流，熱量通過散熱器散出，保證變壓器正常運行。
?。?）消弧作用：在變壓器的有載調(diào)壓開關(guān)上，觸頭切換時會產(chǎn)生電弧。由于變壓器油導(dǎo)熱性能好，且在電弧的高溫作用下能分觸了大量氣體，產(chǎn)生較大壓力，從而提高了介質(zhì)的滅弧性能，使電弧很快熄滅。
二、有載分接開關(guān)動作對絕緣水平的影響
有載分接開關(guān)在帶負(fù)荷快速切換時，絕緣油在電弧的作用下，將分解產(chǎn)生游離碳、氫氣和可燃性烴類氣體，還將產(chǎn)生微量金屬顆粒。其中一部分游離碳及金屬微粒等雜質(zhì)附積在分接開關(guān)絕緣件表面，特別在電場集中的帶電觸頭附近，一部分懸浮于油中，余下部分積沉在切換油室箱底。分布在絕緣件表面的顆粒雜質(zhì)將降低絕緣件的絕緣強度，懸浮于油中的顆粒雜質(zhì)則影響油的擊穿電壓，特別是當(dāng)油中微水含量增加時，將加速降低油的擊穿電壓，影響有載分接開關(guān)的絕緣水平。在東平縣供電公司的變壓器有載分接開關(guān)全部是復(fù)合式分接開關(guān)，而顆粒雜質(zhì)的存在對復(fù)合式分接開關(guān)的影響尤為明顯，因為此類開關(guān)的切換與分接選擇合為一體，處于同一油室，選擇部分的絕緣件直接受到污油的影響。顆粒雜質(zhì)的數(shù)量隨著切換次數(shù)的增加而增多，這將越來越嚴(yán)重地影響分接開關(guān)的整體絕緣水平。《有載分接開關(guān)運行維修導(dǎo)則》規(guī)定，運行中每切換5000～10000次或1～2年或油中擊穿電壓低于25kV時應(yīng)開蓋清洗換油或濾油一次，每6月至1年或分接變換2000～4000次至少采樣一次。如超期不濾油也不清洗絕緣件則絕緣水平將繼續(xù)下降，危及安全運行。有載分接開關(guān)切換油室中油的擊穿電壓主要與油中懸浮性顆粒及油中微水含量有關(guān)。水分可以由加強油室結(jié)構(gòu)密封與補充油來控制，而顆粒雜質(zhì)的產(chǎn)生是不可避免的。研究表明，在一定微水量的情況下，顆粒大小及其數(shù)量與擊穿電壓的關(guān)系如圖2所示。其中油中顆粒數(shù)由10000顆／mL過濾凈化至10顆／mL時，顆粒直徑大于5μm的擊穿電壓可以從24kV上升至38kV，對顆粒直徑大于2μm的擊穿電壓可以從21kV上升至49kV。
三、解決方案
我們在馮樓變電站變壓器故障處理過程中，首先對變壓器油做了色譜分析，分析結(jié)果顯示絕緣油中氫氣和水分含量明顯超標(biāo)。為了更好地解決這個問題，我們對變壓器有載分接開關(guān)拆開檢查，發(fā)現(xiàn)油箱底部殘留了很多黑色碳化物，表面有很多水珠。并且有載分接開關(guān)油箱內(nèi)的密封膠墊老化，造成有載分接開關(guān)油室與變壓器本體油室連通，有載分接開關(guān)油室內(nèi)的油進入了變壓器本體油箱，引起本次故障的發(fā)生。zui后，更換了有載分接開關(guān)及變壓器油，安裝了有載分接開關(guān)在線濾油裝置。
四、在線濾油裝置的功能特點
1） 聯(lián)合使用過濾精度小于等于1μm的濾芯及除水濾芯，除去油中顆粒雜質(zhì)，降低微水。
2） 有現(xiàn)場手動啟動、分接開關(guān)變換自動啟動、集控中心遙控分接變換啟動等三種啟動方式。我們采用分接開關(guān)變換自動啟動裝置的方式，即分接開關(guān)每次動作后馬上自動啟動凈油裝置的方式，它能將切換產(chǎn)生的游離碳等雜質(zhì)及時過濾除凈，*凈化。
3） 有累計計數(shù)功能，可正確累計有載分接開關(guān)切換動作次數(shù)，能存儲、累加，具有記憶功能。
4） 裝置動作持續(xù)工作時間是指從*次切換動作開始，至整定持續(xù)工作時間內(nèi)zui后一次切換的整定持續(xù)工作時間為止。我們采取的整定時間為30min，確保每次切換的過濾持續(xù)時間，及時*凈化切換產(chǎn)生的游離碳等顆粒，防止沉積于箱底而無法過濾除凈。
5） 閉合循環(huán)回路油中殘留空氣的排除。利用有載分接開關(guān)油枕對該裝置油壓差產(chǎn)生的靜壓力，從在線凈油裝置頂部的放氣溢油閥排盡油中殘留空氣。