1、变压器的有载分接开关变压器的有载分接开关江西鹰潭供电公司江炊福2011年9月?有载分接开关的作用?有载分接开关的结构?M型与V型分接开关的区别?工作原理?有载分接开关的试验电压是电力系统中的重要质量指标，由于供电网络的负荷波动性较大，往往会引起电压的变化。为了确保电能质量，对变压器适时进行调压，而有载分接开关能在不中断负载电流的情况下，实现变压器绕组中分接头之间的切换，从而改变绕组的匝数，即变压器的电压比，实现调压的目的，因此在电力变压器中得到了广泛应用。一、有载分接开关的作用一、有载分接开关的作用二、有载分接开关的结构二、有载分接开关的结构M型有载分接开关结构图M型切换开关触头系统?切换开关
2、包括快速机构、切换机构、过渡电阻器、油室、齿轮装置及绝缘传动轴。?切换开关触头系统分主通断触头、过渡触头、主触头三部分，其中主通断触头和过渡触头称为电弧触头。它是长期接通工作电流运行，所以要求接触良好。?过渡电阻安装在弧形板下部，并与切换开关过渡触头相连。它是由具有高耐热性能的镍络丝绕成回旋形状，用陶土夹片相互隔开装在绝缘框架内，过渡电阻的热量由变压器油介质冷却。?分接选择器是能承载电流，但不接通和开断电流的装置。因此，它实质上是个无励磁分接开关，仅与切换开关配套使用后形成有载调压。V型有载分接开关结构图三、三、M M型与型与V V型分接开关的区别型分接开关的区别M型V型选择开关与切换开关分开
3、的组合式。适用大容量、高电压，多分接位置。选择开关与切换开关组合成一体的复合式。结构简单，分接档位少。四、工作原理四、工作原理有载分接开关是在负载状态下调节变压器绕组分接位置，这就要求有载分接开关在变换分接位置过程中，既要保证负载电流的连续、不能开路，又要保证分接间不能短路。因此，在分接开关切换过程中，必然在某一瞬间同时桥接两个分接头，以保证负载电流的连续性。而桥接的两个分接间必须串接电阻以限制循环电流，保证不发生分接间短路，实现这一功能的电路为过渡电路。按照串接电阻的数量分为单电阻、双电阻及四电阻的开关类型。双电阻过渡电路的工作原理图K19123456789a101213141516179b
4、9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图Page 21K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接
5、选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代
6、号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代
7、号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择
8、器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分
9、接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头
10、层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电
11、气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气
12、原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0输出端子切换开关分接选择器极性选择器极性选择器主绕组分接选择器触头代号切换位置代号上分接选择器触头层下分接选择器触头层分接绕组电气原理图电气原理图机械原理图K19123456789a101213141516179b9c11123456789K123456789-+-13579468K20+-0五、变压器有载分接开关的试验五、变压器有载分接开关的试验?试验目的?试验仪器、设备的选择?危险点分析及控制措施?测试前的准备工作测试前的准备工作?现场试
13、验步骤及要求?试验注意的事项?试验结果的分析1 1、试验目的、试验目的有载分接开关是变压器完成有载调压的核心部件,也是变压器中唯一频繁动作的部件。有载分接开关的性能状况直接关系到有载调压变压器的安全运行。据有关资料统计,有载分接开关的故障在有载调压变压器的故障中占有很大的比例。因此,开展有载分接开关的检测,对于减少有载分接开关故障,保证变压器的安全运行具有重要的意义。变压器投运前，检查有载分接开关的切换程序、过渡时间、过渡波形、过渡电阻等是否正常，可以发现变压器经过运输、安装后、开关内部有无变形、卡涉、螺栓松动等现象，同时也确定开关各部件所处位置是否正确。变压器在运行中检查有载分接开关，可以发
14、现触头的烧损情况，触头动作是否灵活、切换时间有无变化，主弹簧是否疲劳变形、过渡电阻值是否发生变化等缺陷。2 2、试验仪器、设备的选择、试验仪器、设备的选择单臂电桥双臂电桥有载分接开关测试仪接触电阻、过渡电阻选用的仪器过渡时间、过渡波形选用测试仪3 3、危险点分析及控制措施、危险点分析及控制措施?防止高处坠落：工作人员在进行套管拆、接线时，必须系好安全带。使用梯子必须有人扶持或绑牢。对于220kV及以上变压器套管拆、接线时，尽可能采用高处作业车或检修作业架，严禁徒手攀爬套管。?防止高处落物伤人：高处作业应使用工具袋，上下传物件应用绳索栓牢传递，严禁抛掷。?防止人员触电：拆接试验接线前，应将被试是
15、设备对地充分放电，以防止剩余电荷、感应电压伤人及影响测量结果。试验用电源的回路上应设有漏电保护器，使用前应对漏电保护器进行不少于三次跳闸试验。并应有明显的断开点。试验仪器的金属外壳应可靠接地，仪器操作试验人员必须站在绝缘垫上或穿绝缘鞋操作仪器。测试前应与检修人员负责人协调，不允许有交叉作业。4、测试前的准备工作?了解被试设备现场情况及试验条件?查勘现场，查阅相关技术资料，包括该分接开关历年试验数据及相关规程等，掌握该分接开关运行及缺陷情况。?测试仪器、设备准备：选择在检定合格期内有载分接开关测试仪、单臂电桥，双臂电桥、直流电阻测试仪、绝缘电阻测试仪、变压比测试仪试验用带剩余电流动作保护器的电源
16、拖线盘、放电棒、万用表、干湿温度计、安全帽、安全带、常用工器具、接地线、安全遮拦、标示牌等。?办理工作票并做好试验现场安全和技术措施：向所有试验人员交代工作内容、带电部位、现场安全措施、现场作业危险点，明确人员分工及试验程序。5 5、现场试验步骤及要求、现场试验步骤及要求（1）过渡电阻值的测量分接开关的过渡电阻，是安装在开关切换部分的辅助触头与工作触头之间，每相共有两个过渡电阻（U单、U双、V单、V双、W单、W双）。（一般在交接时、大修时、吊芯检查时进行），标准要求：与铭牌值比较偏差不大于10。分接开关切换部分工作触头辅助触头过渡电阻a a、试验步骤、试验步骤将单臂电桥的测试端子用测试线分别与
17、分接开关的辅助触头、工作触头相连接，测量时按单臂电桥操作说明书进行测量。分别测量（U单、U双、V单、V双、W单、W双）的过渡电阻值，共测6次。b b、试验接线（用单臂电桥测量过渡电阻）、试验接线（用单臂电桥测量过渡电阻）分接开关切换部分工作触头辅助触头过渡电阻单臂电桥（2）接触电阻的测量分接开关的接触电阻测量，对于M型开关可在它的切换部分进行测量（而V型开关一般不测）。测量部位在开关的中性点与工作触头之间，用双臂电桥进行测量。（一般在必要时进行），标准要求:每对触头的接触电阻不大于500。a a、试验步骤、试验步骤将双臂电桥P1和C1测量端子用测试线接在开关切换部位中性点上，P2和C2测量端子
18、用测试线接在工作触头上。按电桥操作说明书分别测量（U单、V单、W单），测试完毕后，将分接开关进行切换，再分别测量（U双、V双、W双），共测6次。b b、试验接线（用双臂电桥测量过渡电阻）、试验接线（用双臂电桥测量过渡电阻）分接开关切换部分工作触头中性点触头双臂电桥（3 3）过渡时间、过渡波形的测量）过渡时间、过渡波形的测量M型分接开关测量过渡时间，可以在开关的切换部位进行，也可以连同变压器绕组一起进行测量。测量时，只需测出单也可以连同变压器绕组一起进行测量。测量时，只需测出单双（1-2）、双）、双单（单（2-1）的过渡波形和过渡时间。而V型分接开关只能连同变压器绕组一起测量。标准要求：正反方向
19、的切换程序与时间 均应符合制造厂要求;无开路现象，其主弧触头分开与另一侧过渡弧触头闭合的时间不得小于10ms。a a、单独对分接开关进行过渡波形、过渡时间测量、单独对分接开关进行过渡波形、过渡时间测量首先将分接开关的U1与U2、V1与V2、W1与W2的端子分别进行短接，使用有载开关测试仪，将测试仪的接地端子良好接地，测试线按黄、绿、红颜色顺序分别对应接在分接开关U1、V1、W1三相触头上，黑色测试线接在中性点端子上，要求接触良好并牢固。避免在分接开关切换动作时，线夹松动或脱落。a1 试验接线选择开关切换开关U1W2U2中性点有载分接开关测试仪U1触头短接a2 a2 试验步骤试验步骤测试线连接完
20、毕后，严格按测试仪说明书进行操作，首先打开测试仪电源，选择波形测试，调整仪器对应开关所处的档位（N-1或1-N），按键至测试仪进入测量（待触发）状态，用电动方式进行分接开关的切换，此时测试仪自动显示出分接开关的过渡波形。需要分别测出单双、双单的过渡波形和过渡时间。b b、连同变压器绕组一起测量分接开关的过渡波形、连同变压器绕组一起测量分接开关的过渡波形使用有载开关测试仪，将测试仪的测试线按黄、绿、红颜色顺序分别对应接在变压器高压绕组A、B、C三相的套管上，黑色测试线接在高压绕组的中性点套管上，要求接触良好、牢固。避免在分接开关切换动作时，线夹松动、脱落。其它非被试绕组各相分别短路接地。b1 b
21、1 绕组为绕组为Y Y形带中性点接法的试验接线形带中性点接法的试验接线其它非被试绕组各相分别短路接地其它非被试绕组各相分别短路接地（4 4）有载分接开关动作顺序的测量）有载分接开关动作顺序的测量退出开关机构箱的操作电源，利用摇手柄慢慢摇动进行档位变换，静听开关选择器分开时动作的发出的声音，并记录转动的圈数。继续转动摇手柄，静听开关选择器合上的动作时发出的声音，记录转动的圈数。继续转动摇手柄，此时会听到一声清脆的响声（切换开关动作），记录转动的圈数。继续转动摇手柄，观察机构箱中计数器盘上的窗口显示，直到“绿色”（最好是红线）出现，则完成档位变换过程，并记录摇手柄转动的圈数。为了准确测量分接开关的
22、动作顺序，应从1N和N1各测量4个到位变换，记录每档变换的圈数，便于分析。（5 5）测量连同分接开关的变压器绕组绝缘电阻）测量连同分接开关的变压器绕组绝缘电阻一般连同变压器绕组一并进行，有条件时，单独测量对地、相间及触头间绝缘电阻值。（一般在交接时、大修时、吊芯检查时进行），标准要求：单独测量时不作规定。例行试验时按照变压器的规定。（6 6）测量连同分接开关的变压器绕组回路直流电阻）测量连同分接开关的变压器绕组回路直流电阻主要检查变压器各相绕组的引线与分接开关的连接，各分接开关的触头接触是否良好，以及分接开关各档位是否正确。一般测量所有分接位置，如在切换开关吊芯检查复装后，在转换选择器工作位置
23、不变的情况下至少测量3个连续分接位置。测量前应分接变换3个循环。一般在交接时、大修时、吊芯检查时必须进行，在例行试验时也必须。标准要求：?1600 kVA 以上变压器相电阻2%；线电阻1%；1600 kVA及以下变压器相电阻4%；线电阻2%。?与出厂值比较（或不同时期测量值比较）?不应出现相邻二个分接位置直流电阻相同或2倍级电阻。（7 7）测量连同分接开关的变压器绕组变比）测量连同分接开关的变压器绕组变比检查有载分接开关各档位是否正确，一般在交接时、大修时进行。标准要求：?额定分接电压比偏差在0.5%以内。?其他分接的电压比偏差在阻抗的1/10以内，但不超过1%，或按协议。?35kV级以下，电
24、压比小于3的变压器，偏差为1%。（8）辅助回路的绝缘试验检查分接开关电动操作机构二次回路的绝缘状况。一般选用5001000V兆欧表测量，当回路绝缘电阻在10M以上时，可用2500V兆欧表代替交流耐压持续1min。在例行试验时仅测量二次回路的绝缘电阻。标准要求：标准要求：绝缘电阻不小于1M，工频交流耐压1000V，持续1min。（9 9）切换开关或选择开关油室绝缘油的击穿电压）切换开关或选择开关油室绝缘油的击穿电压一般在交接时、大修时、每6个月至1年或分接变换2000-4000次时进行。标准要求：?符合制造厂规定?交接或大修时与变压器本体相同?运行中油的击穿电压不小于30kV，小于30kV时停止
25、使用自动控制器，小于25kV时停止分接变换。（1）感应电压的影响，测量波形时应拆除变压器引流线。（2）静电及剩余电荷的影响，非测试绕组短路接地。（3）触头表面油膜及杂质对接触电阻的影响，测量前分接开关需进行多个循环的切换。（4）过渡电阻测量应包含整个回路，可以检查电阻与连线及触头之间有无螺栓松动、脱落等现象。（5）用双臂电桥测量开关接触电阻时，测试线等长，截面积电流线不小于2.5mm2，电压线不小于1.5mm2。被测电阻与电桥连接导线电阻不大于0.01（6）测量分接开关动作顺序时，必须退出机构的操作电源，圈数记录不考虑电机空转的圈数。6、试验注意的事项7、试验结果分析及试验报告的编写、试验结果
26、分析及试验报告的编写?国家电网公司输变电设备状态检修试验规程（Q/GDW188-2008）；?电气装置安装工程 电气设备交接试验标准（GB50105-2006）；?有载分接开关运行维修导则（DL/T574-1995）；?过渡电阻值应符合制造厂的规定，与铭牌值比较偏差不大于10。?每对触头的接触电阻不大于500。（1）标准及要求?分接开关过渡时间应符合制造厂的要求，主弧触头分开与另一侧过渡弧触头闭合的时间不小于10ms，三相同步、切换时间的值及正反向切换时间的偏差符合制造厂的技术要求，在过渡波形上，曲线应平滑、无开路现象。?测量有载开关动作顺序，转换选择器（极性开关）、切换开关或选择器（开关）触
27、头的全部动作顺序，应符合产品技术要求。a a、测量波形的分析标准波形严格地说应该是理论波形，它应该确切地描述分接开关在切换过程中的过渡过程。比如说，动触头在脱离(或接通)主通断触头后，过渡电阻串入(或退出)回路。在这一瞬间整个回路就由一种状态瞬变到另一种状态。其波形应如下图所示：（2 2）测试结果的分析测试仪显示的波形波形中三条线从上到下顺序为ABC三相，每条曲线下有一水平直线为零电流线。当切换中有断点时曲线将与零电流线重合，最下行是标尺，每格1ms。在显示屏左侧有两条垂直“光标线”，可以按“选择”键，选择移动哪一条线。按键可以移动光标，这时可以看到，随着光标的移动，屏幕上方中部有一数字在随之
28、变化，这个数值反映的是两光标之间的时间，单位是o.1ms。调节光标位置就可以观察某一段时间。实际测试的波形与理想波形比较都存在不同的差距。即便是同一厂家同一型号的开关体现在时间和幅值上也不会完全一样，特别是抖动现象。不同厂家生产的分接开关，对应各切换程序的时间不同，波形各段的幅值也因过渡电阻值不同。使用测试仪得到的波形在与理想波形进行比较时应着重以下几点：a、测试的波形应与理想波形相似；b、对应于各切换程序的时间误差应在制造厂提供的误差允许范围内;c、不完全以波形各点幅值的高低作为判断过渡电阻值大小的依据，而应结合移动光标线到要测的位置，看屏幕中显示的数字或打印出过渡电阻值；d、要和同型号的比
29、较，更要与上一次测试的波形进行比较，通过前后几次测试的波形对比，更便于发现缺陷。b、测试分接位问题、测试分接位问题对于M型开关，其切换开关总是在单双之间作往返动作，所以测一次单到双(如12)，再测一次双到单(如23)即可。对于V型开关，它是复合式的，其动触头与每一分接位的静触头的切换都不重复，上行和下行也有区别，状态也就略有差异。因此要从1分接位开始连续测完所有分接位(1n)，再反方向测完所有分接位(n1)。c、各程序段时间的确定、各程序段时间的确定基本原则是：起始时间从曲线向下的拐点开始；结束时间从曲线向上的拐点终止。如下图所示：(MR公司V、M型双电阻)d、各程序段电阻的确定基本原则是：要
30、看那一点的电阻值，就把两条垂直光标线移动到那一点。当波形有抖动时，应尽可能找比较平直段。如下图所示：第1点为R1过渡电阻值；第2点为R1和R2并联值；第3点为R2过渡电阻值。测电阻时还应注意，M型有一些是并联双断口结构，这时测试的电阻值是铭牌标定值的12。当波形出现过零点且持续2毫秒以上时，应看看那一点的电阻值，如果阻值超过50欧，很可能存在接触不良或有松动，此时应慎重对待多测几次。(MR公司V、M型双电阻)e e、三相不同期问题三相不同期问题三相有载分接开关的切换不同期问题，规程并没有明确规定。一般不大于5毫秒。假设测到一台开关波形如下，测试仪显示屏有两个可移动的光标，先把第一光标线移到B相
31、起始位，把第二光标线移到A相起始位，按F1键保存。再把第一光标线移到C相起始位，把第二光标线移到B相起始位，按F2键保存。再按F8键，打印出A、B相的过渡时间。此时A相的“过渡时间”就是比B相早的时间，B相的“过渡时间”就是比C相早的时间。（2）测试报告编写填写报告时，应包括试验时间、试验地点、设备的参数、试验用仪器的型号和编号、天气情况（包括温度、湿度）、试验人员、试验性质、试验数据、试验结论以及其它需要备注的内容等。案例案例1 1110kV变压器复合型有载分接开关，型号为FY30 350-Y/60-10193，2000年9月出厂2009年4月大修计划安排对此分接开关进行换油换油前过渡波形如
32、图单到双7-6双到单6-7该波形与图3标准波形相比较，变换程序基本相同，波形存在的差别主要表现在两过渡电阻桥接阶段波形出现震荡，切换过程完成后波形存在不规则的抖动，这些差别并不意味着这台分接开关存在故障。产生这种现象的主要原因有：触头闭合产生的机械冲击力使波形抖动，又由于测量是在带绕组的情况下进行的，绕组电感的影响使波形产生震荡，在分析时这些抖动可以忽略。吊芯检查发现：此分接开关内油质差，存在油泥，但触头表面光滑无烧伤痕迹，换油后过渡波形如图，此波形较换油前略有好转。双到单6-7案例案例2：某变电站1#主变，有载开关：常州M型对照单到双(34)和双到单(43)可以看出：单到双时C相动作早，桥接
33、前这一段时间比B、A时间长，桥接后三相差不多是同时。反方向双到单时C相动作晚，桥接后这一段时间比B、A相时间长，桥接前三相的时间差不多。由此可以判断，问题出在C相的单数侧，动触头和主通断静触头的接触配合上，脱离时早，接通时晚。有可能是主通断静触头松动或烧蚀严重。单到双(34)双到单(43)案例3：某变电站1#主变，有载开关：遵义长征电器一厂在波形图中，可以看到A相从单到双(34)和从双到单(23)有对称的过零段，是在单数侧。且过渡电阻值从仪器上观察远大于40欧(超过40欧可以看成开路)。这是典型的过渡电阻缺陷。吊检发现单数侧过渡电阻已断裂。单到双单到双(32)双到单(23)案例4：某变电站2#主变，有载开关：上海华明开关厂对照12和21的波形图，可以看到单到双时C相桥接后有抖动，而双到单时正常。它反映了由R1R2并联向R2过渡时，R1有接触不良现象(瞬间松动)。但是并不严重，可以运行。在以后的检测中，应注意对照，看是否有所发展。单到双(12)双到单(21)谢 谢！
