探讨变压器无励磁开关故障
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【摘要】在实际工作中，变压器无励磁开关若出现故障，将对整个电力系统的安全产生重大影响，因此做好变压器无励磁开关故障分析尤为重要。本文对某具体案例进行分析，希望能为以后避免变压器无励磁开关故障提供一些合理的建议。
【关键词】分接开关；直流电阻；接触不良
大型变压器室电力系统中的重要设备之一，当它发生故障时，对电力系统的安全发供电影响很大，而且造成的后果也极为严重，因此充分利用各种检测手段，提前发现故障，将变压器故障造成的影响降低至最低限度，是各个设备运行单位所追求的目标。下面通过介绍本单位的一起变压器有载调压开关故障发现及处理过程，对类似故障进行了简要的进行总结归纳。
1、故障概述
某变压器为南京电力变压器厂生产，型号为SFSZ8-31500/110，接线组别为YN，yn0d11，额定容量31500kVA，额定电压为（110±8×1.25%）/38.5±2×2.5%/10.5，1998年12月开始投运。
在6月21日进行油中溶解气体分析时发现总烃含量发生突变，总烃达到1016.0μL/L，通过计算相对产气速率，判断主变存在故障，进而使用改良三比值法初步判断变压器存在过热性故障。当日晚上紧急申请停电，进行诊断性电气试验。在测量中压侧使用档的直流电阻时，发现在运行档位三相不平衡率为36.22%，严重超标，判断为中压侧分接开关接触不良。由于此时为迎峰度夏关键时期，不能立即停电进行吊罩检查，采取换挡运行，并加强色谱跟踪分析的监视方式，及时掌握变压器在此期间故障的发展情况。对该主变压器进行吊罩检查，吊起主变上节油箱后，发现中压侧分接开关动静触头存在碳化，鉴于大修后运至万寿变电站使用，采用了直接短接的办法进行处理，固定于额定档。
2、故障的分析判断过程
2.1故障的识别
某变压器在6月21日油中溶解气体分析，总烃达到1016.0μL/L，但在2011年12月13日测得的总烃为235μL/L，为了进一步确定数据的准确性，排除其他因素影响，2012年6月22日重新采样进行油中溶解气体分析，总烃为1022.4μL/L，数据基本跟6月21日试验结果吻合。
仅仅根据分析结果的绝对值是很难对故障的严重性做出正确判断的。因此，必须考虑故障的发展趋势，也就是故障点的产气速率。产气速率与故障消耗能量的大小、故障部位、故障点的温度等情况有直接关系。按照DL/T722-2000《变压器油中溶解气体分析和判断导则》推荐的两种产期速率，计算如下：
（1）绝对产气速率：即每运行日产生某种气体的平均值，计算得知该主变压器，总油量重15.38t，油密度0.893t/m。经过计算，2011年6月17日到2011年12月13日，共180天，总烃绝对产气速率为6.5mL/d，乙炔绝对产气速率为0.03mL/d，氢绝对产气速率为0.46mL/d，均未超过注意值。2011年12月13日到2012年6月21日，共190天，总烃绝对产气速率为71.0mL/d，乙炔绝对产气速率为0.29mL/d，氢绝对产气速率为8.79mL/d，其中总烃远远超过注意值12mL/d，乙炔超过注意值0.2mL/d（均为隔膜式变压器的绝对产气速率注意值）。
（2）相对产气速率：即每运行月（或折算到月）某种气体含量增加原有值的百分数的平均值，经过计算，2011年6月17日到2011年12月13日（约5.87个月），总烃相对产气速率为6.9%
所以，此时完全有理由认为设备存在故障。
2.2故障类型的判断
由于此次故障，除了一氧化碳、二氧化碳外，油中溶解气体各组分均显著增加，可以肯定故障不涉及到固体绝缘。为了进一步确定故障类型，用改良三比值法进行分析：
改良三比值法是采用五种气体（H2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6）的三对比值作为判断充油电气设备故障的方法。只有在气体各组含量或产气速率超过注意值，判断设备可能存在故障时，才能进一步使用三比值法判断其故障类型。
述比值范围编码为（0，2，2），由此推测，故障性质为“高于700 高温范围的过热故障”，用经验公式计算故障源温度：
其估算温度为799.66℃，也与上述结论相符。
可见满足判据条件，可判断是变压器过热故障。故障可能为分接开关接触不良，引线夹件螺丝松动或接头焊接不良，涡流引起铜过热，铁芯漏磁，局部短路，层间绝缘不良，铁芯多点接地等。
2.3电气试验
2012年6月21日晚，紧急申请停电做诊断性电气试验，绝缘性试验数据无异常，排除了变压器整体绝缘故障，在做线圈直流电阻试验时发现中压侧数据异常，经过反复调档、磨合后，中压侧直流电阻试验数据合格。
初次测量值不平衡率达到36.22%，远远大于标准规定的2%，严重超标。由此可以判断中压侧，动静触头氧化，接触电阻过大。但是经过反复切换后，不平衡率下降到0.79%。
此种情况多出现在非使用档，且不平衡率数值一般都在4%以下，极少出现使用档三相直流电阻不平衡率严重超标的情况。但在2005年12月28日的试验中也出现了该现象，说明在运行过程中该主变压器中压侧分接开关出现接触不良，导致油中溶解气体分析时总烃超标。
通过以上两组停电试验数据可以判断，该主变压器中压侧分接开关动静触头间存在接触故障，需要申请停电大修或者更换处理。由于此时为迎峰度夏关键时期，不能立即开展吊罩检查，采取加强色谱跟踪分析的监视方式。
3、吊罩检查、处理
根据现场变压器的实际运行情况和分析结果，制定了检查、处理方案，于11月20日对龙潭2号主变进行放油，吊起主变上节油箱，对分接开关进行检查，发现动静触头间存在碳化痕迹，与之前的判断相吻合。
由于动静触头均有损坏，现场无法对动静触头同时更换，鉴于该主变压器大修后调剂至无35千伏出线的万寿变电站使用，对35千伏侧并无输出要求，因此采用了直接短接的方式进行处理，固定于3档。缺陷处理以后，对中压侧直流电阻进行了复测，测试数据合格，主变可以安全投运。
4、结束语
经过有关人员的共同努力，成功地消除了该变压器分接开关接触不良的故障，同时也为今后类似的电力变压器故障的判断与解决积累的以下经验：
（1）对油中溶解气体分析数据，在超过注意值后要进一步分析判断，计算产气速率能更准确的反应故障存在情况和发展趋势；
（2）数据横向与纵向对比结合，横向比较能发现不平衡情况确定缺陷存在相别，纵向比较能发现发展趋势判断缺陷发生时期。
参考文献
[1]王音音，孙成平，曹永，李传江.一起基于油色谱分析的变压器潜伏性故障诊断[J].安徽电力，2012（01）
[2]王世阁.变压器分解开关的故障分析[J].变压器，2003（06）