有载分接开关操动机构故障及维护分析

有载分接开关操动机构故障及维护分析 电业局 摘要:本文根据作者所在电力局的变压器有载开关电动机构在运行中的各类故障、缺陷的归类分析,针对某一实例进行了故障分析，并提出了改进 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,特写此篇文章，希望为电力系统的供电的可靠性、安全性和日常维护、检修带来方便。 关键词:有载电动操动机构、故障、分析、处理 0引言 电压是电力系统中一个重要的质量指标，由于发电和用电不可能保持平衡，所以电网中电压是不稳定的，为了保证各级电压保持在额定电压范围，就需要对变压器进行调压。随着电网中变压器容量的不断增大，越来越多的变压器采用了有载调压方式，它能在运行状态下带负荷进行电压调节，无须停电，非常适用于较频繁调压的变电站。 所谓有载分接开关操动机构，是一种能带动切换开关，选择开关在励磁状态下使触头变换分接位置。这套装置既可远方电动操动，也可就地手动操作，使选择开关和切换开关始终按一定的顺序切换。 有载分接开关能随电网电压波动而频繁地调节电压，是方便有效控制电压质量的方法之一，在电力变压器中被广泛应用。但在实际运行中，有载分接开关故障时有发生，调压失败轻则影响电压合格率和变压器可用率，重则可能造成某一电网或某一区域停电，给当地工农业生产和人民生活造成损失。因此保证变压器安全可靠运行、正确快速处理变压器有载分接开关故障和及时正确维护显得尤为重要。 1 有载调压分接开关的工作原理 有载分接开关调压的基本原理，就是在变压器绕组中引出若干分接头后，通过它在不中断负载电流的情况下，由一个分接头切换到另一个分接头，来改变有 效匝数，即改变变压器的电压比，从而实现调压的目的。 有载分接开关在操作过程中，首先要保证负载电流的连续性，同时要求在切换分接的动作中具有良好的断弧性能。通常使用的电阻限流有载分接开关的结构可分为3个部分，即切换开关、选择开关和操作机构。哪一部分出问题，都会影响变压器的正常运行。 图1是触点的分合过程，图2中阴影面积 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示触点闭合时间段。t2至t3时刻，a、b抽头同时接通时，触点K2、K3同时闭合，过渡电阻起限制回路中环流的作用。从t0到t的过程，线圈抽头a调整到抽头b的过程中的任一时刻，至少有一个触点处于闭合位置，因此实现了连续、不停电调压。 图1 触点分合示意图 图2 触点闭合时间段示意图 1.1 CMA型有载开关电动机构的结构和功能 (1)结构 CMA型电动机构由箱体、传动机构、位置指示机构和电气控制等部分组成。箱体用耐腐蚀的轻金属铸造成型，能达到防雨、防尘和防虫等要求。传动机构包括皮带轮、皮带轮盒、电动机、两个终点位置保护的机械离合器和手动操作的传 动装置。位置指示机构包括凸轮行程开关的凸轮盘、分接变换指示轮以及机构位置指示器、远方位置讯号发送器等。电气控制包括各种控制和保护电气元件。 (2)功能 其功能如下: 采用了性能好、质量稳定的电气元件，可确保电动机构性能可靠、质量稳定。 连动保护跳闸:机构中加装了时间继电器，保证在电动机构发生连动时将电动机构电源切断，可确保开关不出现失控。 对于有超越连动要求的电动机构，可通过接入中间超越接点来实现。这个超越接点是利用远方位置信号发送器上增加的接点来实现的。 2 有载分接开关的故障 正常情况下，有载变压器进行调压时应采用电动操作。每操作调压按钮一次，只许调节一个档位。操作时当调压指示灯亮，应立即松开按钮返回，此时应注意空制室内的电流表，电压表的变化，与档位指示变化相对应。一个档位调整完毕后，方可调下一个档位。当电动机构出现故障时，概括为如下情况: 2.1调压操作时变压器输出电压没有变化 (1) 操作时，变压器输出电压没有变化，调压指示灯亮，分接开关档位指示也无变化。可判断为电动机空转，而操作机构未动作。此情况大多数发生在有检修工作后，忘记把水平涡轮上的连接套装上，使电动机空转，也可能是频繁多次调压操作，传动部分连接插销脱落。此时只要将连接套或插销装好即可继续操作，我局曾发生110KV明楼1号变压器电动机构水平插销脱落引起电动机构调档时开关没有切换的情况。 (2) 操作时，变压器输出电压无变化，调压指示灯不亮，分接开关的档位指示也不变化。属无操作电源或控制回路不通。出现这种情况时，应进行如下检查处理:(以CMA9为例) A. 先检查调压操作熔丝是否熔断或接触不良。若有问题，更换处理后可继 续调压操作 B. 如无上述问题，应再次操作，观察接触器动作与否，区分故障。 a. S1或S2接触器均不动作 可能的原因为:接线端子上的并线松动或脱落，使控制电源失电;Q1空气开关未和上;手动保护开关S8未复位或失效断开;某处接线头松动或断线;远控/就地开关位置不对。 b. 一送电即跳Q1 可能的原因为:外接远方停止按钮误接常闭(情况为新变压投产时常见故障);空气开关Q1跳闸线圈或某处电源短接，特别是国产机构因操作机箱的密封不好，常有雨水漏进造成短路;S8手动保护开关的接点异常闭合，我局的仕港变的3号主变就出现这种故障。 c. 运转中的Q1跳闸 可能的原因为:当转盘刚转三圈即跳闸多为三相电源相序接反引起相序保护动作跳闸。此类故障多为变压器吊罩大修后，三相电源相序接错、所变改造等原因造成。我局110KV莫枝变1号主变在调档中发现Q1动作，现在和不上，检修人员在拉开电源后检查，电动操作机构电器回路和机械系统都完好，合上电源试运转，发现上升、下降都在转盘转二至三圈时Q1动作，怀疑相序保护动作，查变电所工作 记录 混凝土 养护记录下载土方回填监理旁站记录免费下载集备记录下载集备记录下载集备记录下载 ，发现前一天所变改造刚结束，试换相序，运转正常。 d. 运转一档，停止时跳闸。 可能的原因为:凸轮开关S12或S14触点释放不同步;凸轮开关的十字复位弹簧弹力过大，而引起凸轮复位时反敲凸轮开关使S12或S14瞬间导通，使Q1跳闸;时间继电器整定时间出问题动作使Q1跳闸。 e. 单方向不吸合 可能的原因为:按钮未复位，因两个按钮是互锁的，一个方向的按钮失灵往往是由另一个按钮的未复位引起的;按钮本身失效;限位开关S16(上升)或S17(下降)未复位或失效断开;限位S6(上升)或S7(下降)未复位或失效，使其S-- V触点断开;接触器K2(上升)或K1(下降)的常闭的辅助触点21--22失效断开;控制回路部分的某处接线头松动或断开。 f. 若接触器动作，但在运行过中停止。 可能的原因为:外接电源断线;凸轮开关S14(上升)或S12(下降)位置太开，使其常开触头不能正常闭合;凸轮开关S12，S13，S14的动作顺序不对; 电动机构极限位置时极限停止挡块靠前，S6或S7在一级变换未完成时断开;电动机构与开关连接不当(如档位不对)造成开关极限位置时，机械限位起作用;若接触器动作，电动机不转，可能是接触器接触不良，卡涩，也可能是电动问题或行程开关S6，S7，S8或K1，K2，K3的某触点不能正常闭合，测量电动机接线端子上的电压，若不正常，属接触器或行程开关的问题;反之，属电动机问题。 (3) 操作时变压器输出电压无变化，调压指示灯亮，分接开关的档位指示已变化，说明操作机构已动作，可能属过死点机构(即快速机构)问题。选择机构已动作，但切换开关未动作，此时切不可再次按下调压按钮，否则选择开关会拉弧烧坏。处理办法为:断开电源，迅速用手柄将机构先恢复到原来的档位上。汇报上级有关领导，同时应仔细倾听，有载调压装置内部有无声音。若有异常，投入备用变压器或备用电源，将故障变压器停电检修(若无异常，需取油样，作色谱分析)。也存在切换开关和选择开关均已动作，但由于过死点机构问题而停主变的情况。98年12月我局就发生110KV范市变1号主变有载分接开关故障使瓦斯继电器动作，急停主变事故。同时值班人员在主变旁聆听时有载开关内有像水沸腾的声音。现场吊出切换开关及选择开关(V型复合式有载分接开关)后发现，选择开关动，静触头表面均被烧毛，有碳黑，触头表面严重烧坏。现场测试与分析主要原因为切换弹簧疲劳使开关触头接触不良，引起拉弧。 2.2一次调压操作时发生连续多档位调压 出现这种情况，分接开关可能会一直调到“终点”位置，操作机构实现机械闭锁限位。原因大多属接触器保持接点打不开。造成这些问题的原因有: 凸轮开关S13位置太开，在一次变换操作中其常闭触头始终未闭合造成中间继电器K20未吸合。 凸轮开关S13失效其常闭接点不能正常闭合。 凸轮开关复位十字弹簧变形或断裂使它不能正常复位。 接触器K1或K2失电到释放有延时，当进入下一次分接变换至S13或S14再次闭合时仍未释放。 不论以上哪种情况机构是否调压动作到“终点”位置，应迅速地切断调压电动机的电源(时间应选在刚好一个档位调整的动作完成时，或在终点档位时)。然后使用操作手柄，手动调压操作，调到适当档位，不使变压器输出电压过高或 过低。此后处理接触器不返回缺陷。同时应倾听变压器内部有无异音，若有异常，应投入备用变用变压器或备用电源，将故障变压器停用检修。个别也有因刹车片磨损老化严重，刹车不灵，当开关切换结束马达由于惯性继续运转，但又未到达下一档，出现这种情况，轻则引起空气开关跳闸，重由由于位置切换未到位，造成拉弧使开关烧蚀甚至主变烧毁的严重事故。 实例:故障过程:2008年10月，110 kV 小山变l,主变( 型号 pcr仪的中文说明书矿用离心泵型号大全阀门型号表示含义汽车蓄电池车型适配表汉川数控铣床 :SFZ7—31500,110，投运日期:l994—05，生产厂家:宁波电力变压器厂，有载调压装置型号CMA9，生产厂家:上海华明)有载调压机构先后发生2次连调故障，一次由3档升至4档及由4档升至5档时档位控制不住，升压时滑过其他档位，直接升到最高档，降压时直接降到最低档，在用电高峰及低谷时电压质量严重不合格。 原因分析:该变压器有载调压机构为上海华明电力设备制造有限公司的CMA7型电动操作机构， 电机驱动控制采用级进原理，即在变换动作启动后，不管升压按钮与降压按钮是否按下，都是自动的，不可撤销的完成一级操作(紧急停止除外)。只有当控制系统重新处于停止位置，才能进行另一次变换操作，控制系统重新处于停止位置由控制凸轮的运行周期控制。 处理办法:故障发生后，检修人员对有载调压机构进行认真检查与分析，发现控制凸轮的材料为塑料，有载调压机构多次动作后，凸轮突出部分磨损，造成控制凸轮在有载机构动作后，到达凸轮运行周期不能可靠顶开控制回路的行程开关，使有载调压机构升压时滑过其他档位，直接升到最高档，降压时直接降到最低档。故障发生直接原因为控制凸轮磨损，对该控制凸轮进行更换。为防止类似问题再次发生，结合控制回路原理图，对有载调压电动机构的控制部分进行改进完善。 改进的指导思想:在控制凸轮发生故障时，由增加的控制部分使控制系统重新处于停止位置。现场实际测试控制凸轮的运行周期为13 S(即有载机构动作一次的时间)，增加一只时间继电器，整定15 S，时间继电器的电源接在电机的驱动回路中。有载调压机构动作一次，从驱动电机得电计时，若控制凸轮正常，机构13 S后处于停止状态，时间继电器返回，整个有载调压控制回路恢复至初始状态，准备下一次动作;若控制凸轮发生故障，13 S后有载调压机构不能自动停止，越过该档位向下一档位进行，到达15 S，时间继电器动作，其常闭接点断开，使有载调压机构的控制系统重新处于停止状态，时间继电器动作的同时，使新增的中间继电器动作并自保持，发出有载机构故障的信号。 图6 电机控制回路图 图7 增加继电器控制电机原理图 问题的解决保证了电压合格率，有效减轻了运行值班人员的劳动强度，同时还保障了系统的电压合格率及用户电器的正常使用，节省了电能，获得了良好的经济效益。 此外，尚有其它一些原因，需在运行或检修过程中加强这方面的巡视和维护，以确保主变得安全运行。 3 实例分析 我局慈城变电所有载调压开关型号为CVIII-350-63-/1007)，配装变压器容量为35000kVA。在2004年5月，1号主变压器试验中，有载调压分接开关14到15试验波形如图2所示(标尺每格:2ms)。 图1 有载调压分接开关试验波形 由图1可见，有载调压开关动作时间不同期，最大同期差U、W两相达18ms;切换开关变换时程过长，达200ms以上;电阻过渡桥接曲线混乱，桥接过程中曲线有过零值:U相50ms;V相40ms;W相10ms，说明其在过渡过程中有开路现象。根据以上现象判断此有载调压开关为故障状态。经吊心检查，发现其切换开关快速机构内的爪卡位置脱槽，造成过渡过程的开路故障。上述有载调压开关经技术处理后，试验波形如图2a、b所示。数据分析:总过渡时间近50ms;动作同期小于5ms;单、双电阻过渡时间平衡;桥接时间小于10ms;过渡电阻正常。此有载调压分接开关经处理后试验合格，可以投入运行。 (a)分接14到13 (b)分接13到14 图2 4有载开关的维护 加强对有载开关的管理，尽可能地减少开关操作次数，熟悉设备性能，掌握检修工艺，将事故消除在萌芽阶段。以预防为主，将事后管理变为全过程管理。 3.1 选型 选型的目的是:设备运行安全可靠、各项技术参数指标好、经久耐用。 3.2提高系统设备的维护水平 (1) 提高系统设备的检修、维护水平;最大限度地减少其它设备如隔离开关、断路器、整流器、二次控制回路等故障的发生，从而减少有载开关在异常态下的操作次数 (2) 加强设备的动态管理，注重设备的点检、巡检质量;严密监控设备的各种信号，发现问题及时分析处理，并采用举一反三类推法，使有载开关的各种故障控制在萌芽状态 3.3 加强有载开关定检 严格按有载开关制造厂家提出的检修周期定检开关，把好检修工艺纪律关，提高检修质量。