M系列有載分接開關(guān)講義

1、貴州長征電力設(shè)備有限公司M型有載分接開關(guān)簡介型有載分接開關(guān)簡介張 翊 堂1 概述2 開關(guān)結(jié)構(gòu)3 開關(guān)工作原理4 開關(guān)的出廠試驗及檢查5 開關(guān)的維護和檢修6 開關(guān)常見故障的判斷及處理M型有載分接開關(guān)1 概述概述 有載分接開關(guān)是一種用于調(diào)壓變壓器帶負載改變繞組匝數(shù)比的裝置，它主要用于電力系統(tǒng)中穩(wěn)定負載電壓、聯(lián)絡(luò)電網(wǎng)、挖掘設(shè)備無功和有功出力以及調(diào)節(jié)負荷潮流，還用于工業(yè)所用的特種變壓器上調(diào)節(jié)電壓、電流和功率。按其切換時的過渡方式可分為電阻式和電感式，按結(jié)構(gòu)形式可分為組合式和復(fù)合式。 國內(nèi)有載分接開關(guān)的生產(chǎn)、應(yīng)用起步于20世紀50年代末，那時的產(chǎn)品多為電感式套管形，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、技術(shù)經(jīng)濟指標落后，始終沒有形

2、成規(guī)模，直到70年代中期才開始仿制和廣泛使用電阻式埋入形分接開關(guān)。 M型有載分接開關(guān)是采用電阻過渡的組合式開關(guān)，是本公司1984年引進MR公司的M型有載分接開關(guān)制造技術(shù)后，進行國產(chǎn)化設(shè)計制造的產(chǎn)品，1987年產(chǎn)品樣機通過了MR公司型式試驗考核，性能指標符合GB10230、IEC214標準和MR公司的有關(guān)技術(shù)規(guī)范。 為滿足電力行業(yè)發(fā)展需要，20多年來，M型有載分接開關(guān)設(shè)計、制造水平不斷提高，工作可靠性大大增強，其電氣壽命從最初的5萬次提高到30萬次以上，機械壽命也從最初的50萬次提高到100萬次以上。產(chǎn)品規(guī)格齊全，應(yīng)用范圍廣泛。分接開關(guān)最高工作電壓40.5252kV，最大額定通過電流三相3006

3、00A，單相3001500A。三相開關(guān)適用于Y接變壓器中性點調(diào)壓，單相開關(guān)適用于任意接法的變壓器任意部位調(diào)壓。根據(jù)變壓器調(diào)壓線圈結(jié)構(gòu)設(shè)計需要，分接開關(guān)主要有線性調(diào)、正反調(diào)、粗細調(diào)、多級粗細調(diào)4種調(diào)壓方式。線性調(diào)最多調(diào)壓級數(shù)為32級，正反調(diào)、粗細調(diào)為35級，多級粗細調(diào)為106級。分接選擇器絕緣水平分為A、B、C、D、DE五種等級。多級粗細調(diào)開關(guān)產(chǎn)品型號說明M I I I 500500 126126/ /C C 10191W10191W分接開關(guān)聯(lián)結(jié)方式 （為D聯(lián)結(jié)，無標志為Y聯(lián)結(jié)）基本接線圖 分接開關(guān)最高電壓（kV）分接開關(guān)最大額定通過電流（A） 分接選擇器絕緣水平編號（A、B、C、D、DE） 分

4、接開關(guān)相數(shù)（I 、III ） 分接開關(guān)型號基本接線圖說明 基本接線圖標志由固有分接位置數(shù)、最大工作位置數(shù)、中間位置數(shù)及帶或不帶轉(zhuǎn)換選擇器符號所組成。 最大工作位置數(shù) 1010 1919 3 3 W W例如例如 轉(zhuǎn)換類別（其中W為正反調(diào)、G為粗細調(diào)、 沒有代號為線性調(diào)） 中間位置數(shù)（有0、1、3三種） 分接選擇器每相圓周平面的觸頭數(shù) 2 2 開關(guān)結(jié)構(gòu)開關(guān)結(jié)構(gòu) M型有載分接開關(guān)為組合式開關(guān)，由切換開關(guān)和分接選擇器兩部分組成。通過切換開關(guān)筒底齒輪機構(gòu)的基底和分接選擇器槽輪機構(gòu)的支座進行機械聯(lián)接，通過聯(lián)接導(dǎo)線進行電聯(lián)接。切換開關(guān)支座聯(lián)接導(dǎo)線分接選擇器基底2.1 切換開關(guān)切換開關(guān) 切換開關(guān)安裝方式分為箱

5、頂式和鐘罩式兩種，箱頂式開關(guān)只有1個不可拆卸的頭部法蘭，鐘罩式開關(guān)有1個可卸開的頭部法蘭和1個中間支撐法蘭。分別適用于箱頂式變壓器和鐘罩式變壓器安裝。 切換開關(guān)分三相和單相，三相開關(guān)切換機構(gòu)有三組觸頭，單相開關(guān)有由一組觸頭和由三組觸頭并聯(lián)作一組使用兩種形式。三相開關(guān)僅用于Y接中性點調(diào)壓，單相開關(guān)可用于任意聯(lián)結(jié)、任意部位調(diào)壓。切換開關(guān)由油室、切換芯子兩部分組成。支撐法蘭支撐法蘭 油室由頭蓋、頭部齒輪傳動盒、頭部法蘭（鐘罩式還有中間法蘭）、聯(lián)結(jié)彎管、絕緣筒、筒底等幾部分組成。其主要作用是將分接開關(guān)的絕緣油與變壓器的絕緣油隔離。 頭蓋安裝在頭部法蘭上，封閉油室，同時安裝頭部齒輪傳動機構(gòu)、輸入操作力矩

6、。上面設(shè)計有爆破蓋，用于當切換開關(guān)內(nèi)部故障引起油室內(nèi)壓力增大時，破壞并釋放壓力，以防止油室因超壓而損壞。還可以根據(jù)需要在上面安裝壓力釋放閥。頭蓋上還設(shè)計有分接位置觀察窗和溢油排氣螺釘。分接開關(guān)與電動機構(gòu)連接時，兩者分接位置必須一致。 頭部齒輪傳動盒相當于1個蝸輪、蝸桿減速器，其功能是將電動機構(gòu)的驅(qū)動力矩減速后再驅(qū)動切換芯子進行分接變換操作。 頭部法蘭用于與變壓器箱蓋連接，上有三個彎管：R、S、Q及變壓器油箱溢油排氣孔E。彎管R通過氣體繼電器與開關(guān)儲油柜相連；吸油管S 是切換開關(guān)換油時從油室底部內(nèi)抽油用的，它通過分接開關(guān)頭部法蘭與一根伸至油室底部的絕緣管連結(jié)；注油管Q是油室的加油管。所有連接彎管

7、根據(jù)安裝需要可以自由旋轉(zhuǎn)角度，最后用壓圈固定。旁通管E是變壓器溢油排氣孔。安裝了分接開關(guān)的變壓器在干燥和運輸過程中，必須將E與Q用旁通管連通，保證油室內(nèi)壓力與變壓器油箱內(nèi)壓力一致，避免油室損壞。R管和Q管安裝時可以根據(jù)需要將其功能互換 絕緣筒與頭部法蘭（或中間法蘭）、筒底固裝為一體，絕緣筒上裝有單、雙數(shù)觸頭和中性點觸頭，分別與切換芯子上的觸頭對應(yīng)聯(lián)接。單、雙數(shù)觸頭引出端分別與分接選擇器的單、雙數(shù)動觸頭連接。 筒底上安裝有驅(qū)動位置指示盤的傳動齒輪機構(gòu)和驅(qū)動分接選擇器槽輪機構(gòu)的傳動齒輪。并通過它將切換開關(guān)與分接選擇器聯(lián)為一體。 切換芯子是切換開關(guān)的關(guān)鍵部件，主要由托板、支撐絕緣筒、絕緣轉(zhuǎn)軸、儲能機

8、構(gòu)、觸頭切換機構(gòu)和過渡電阻器組成。芯子裝在油室內(nèi)，并采用抽出式結(jié)構(gòu)，便于檢修。 電動機構(gòu)的操作力矩通過頭部齒輪傳動機構(gòu)減速，至每級分接變換操作絕緣轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動1/2圈，絕緣轉(zhuǎn)軸帶動主軸旋轉(zhuǎn)，裝在主軸上的偏心輪驅(qū)動儲能機構(gòu)的上滑板左右移動，壓縮儲能彈簧，完成儲能后使其釋放，快速驅(qū)動觸頭切換機構(gòu)按程序切換，實現(xiàn)電流的轉(zhuǎn)移。 M型開關(guān)的儲能機構(gòu)采用槍機釋放原理，初始力矩大，定位準確，安裝在開關(guān)觸頭切換機構(gòu)上部，主要由上滑板、下滑板、導(dǎo)軌、彈簧、爪卡、凸輪盤等零件組成。進行切換操作時，偏心輪旋轉(zhuǎn)帶動上滑板沿導(dǎo)軌左右移動，壓縮安裝在上、下滑板之間的導(dǎo)軌上的彈簧儲能。彈簧完成儲能后，上滑板的撥指撥動爪卡，釋放

9、凸輪盤，凸輪盤在受壓縮彈簧推動的下滑板作用下快速轉(zhuǎn)動，通過凸輪盤的慣性轉(zhuǎn)矩驅(qū)動切換開關(guān)觸頭系統(tǒng)動觸頭按程序順序進行開閉動作。儲能機構(gòu)絕緣轉(zhuǎn)軸偏心輪偏心輪 觸頭切換機構(gòu)是切換開關(guān)的心臟，包括三相動觸頭系統(tǒng)、驅(qū)動裝置及靜觸頭系統(tǒng)。每相觸頭都有單數(shù)側(cè)及雙數(shù)側(cè)的主觸頭組、主通斷觸頭組、過渡觸頭組、中性點引出觸頭組。在動觸頭系統(tǒng)，三相的主觸頭（俗稱“羊角觸頭”）通過螺栓、襯套安裝在導(dǎo)板上，通過安裝在中心套軸上的夾板驅(qū)動。由于結(jié)構(gòu)原因，絕緣距離很小，為此將它們用導(dǎo)電環(huán)聯(lián)結(jié)在一起，僅用于三相Y接中性點調(diào)壓。主通斷觸頭組和過渡觸頭組安裝在絕緣性能良好的上、下導(dǎo)板的導(dǎo)槽內(nèi)，與轉(zhuǎn)換扇形件曲槽內(nèi)的滾銷相連，并由絕緣

10、板組成的滅弧室將其相互隔開，以防止切換時各觸頭組之間飛弧擊穿。轉(zhuǎn)換扇形件裝有尾推補償彈簧，以觸頭燒損后切換程序不變，提高觸頭電氣壽命。觸頭切換機構(gòu)過渡電阻器 靜觸頭系統(tǒng)與動觸頭系統(tǒng)相對應(yīng)，裝在絕緣弧形板上，并安裝固定在上、下導(dǎo)板上。觸頭切換機構(gòu)動作原理為：儲能機構(gòu)凸輪盤在下滑板的推動下快速旋轉(zhuǎn)74，并驅(qū)動安裝動觸頭系統(tǒng)的套軸旋轉(zhuǎn)，套軸帶動一組夾板和一組托架旋轉(zhuǎn)，夾板驅(qū)動主觸頭左右擺動，托架驅(qū)動轉(zhuǎn)換扇形件左右擺動，按切換程序要求依次接通單（或雙）數(shù)側(cè)觸頭組和雙（或單）數(shù)側(cè)觸頭組，將負載電流從單（或雙）數(shù)側(cè)轉(zhuǎn)換到雙（或單）數(shù)側(cè)輸出。 過渡電阻是是切換過程中，單、雙數(shù)過渡觸頭同時接通時，用于限制變壓

11、器級間循環(huán)電流的元件，由具有高耐熱性能的鎳鉻扁絲繞制。級進槽輪機構(gòu)轉(zhuǎn)換選擇器雙數(shù)單數(shù)ABC2.2 分接選擇器分接選擇器 分接選擇器采用籠式“外套內(nèi)引”結(jié)構(gòu)，聯(lián)接導(dǎo)線從裝有接觸環(huán)的中心絕緣柱內(nèi)引出，一端與接觸環(huán)連接，一端與切換開關(guān)單、雙數(shù)觸頭連接。 分接選擇器分三相和單相，三相開關(guān)有三組觸頭，單相開關(guān)有由一組觸頭和由兩組或三組觸頭并聯(lián)作一組使用三種形式。 分接選擇器由級進槽輪機構(gòu)和接觸系統(tǒng)組成。線性調(diào)開關(guān)不帶轉(zhuǎn)換選擇器，正反調(diào)、粗細調(diào)開關(guān)則帶轉(zhuǎn)換選擇器。 分接選擇器的動作，是通過筒底齒輪的聯(lián)軸器與槽輪機構(gòu)上撥槽件的傳動軸上部的扇形塊進行滑動聯(lián)結(jié)實現(xiàn)的。 級進槽輪機構(gòu)是一個由2個槽輪和1個撥槽件組

12、成的級進傳動裝置。進行一次分接變換時，撥槽件轉(zhuǎn)動半圈，同時它的滾子帶動單（或雙）數(shù)槽輪作不規(guī)則的72的或少于72的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動，把分接選擇器橋式動觸頭從一個分接端子移到相鄰的另一個分接端子上。2個槽輪交替間歇工作，以保證切換動作是單雙單雙方式進行。 接觸系統(tǒng)由裝有接觸環(huán)的中心絕緣柱、裝有靜觸頭的絕緣板條、帶動橋式動觸頭的傳動桿等組成。動觸頭是聯(lián)接靜觸頭與接觸環(huán)的觸橋，通過固定在單、雙數(shù)槽輪上的傳動桿驅(qū)動。 轉(zhuǎn)換選擇器是依靠裝在級進槽輪機構(gòu)上的換向件驅(qū)動的，用于正反調(diào)開關(guān)改變調(diào)壓線圈極性和粗細調(diào)開關(guān)轉(zhuǎn)換粗調(diào)分接頭位置。3 開關(guān)工作原理開關(guān)工作原理 分接開關(guān)每次調(diào)壓的分接變換操作由電動操作機構(gòu)驅(qū)動，分

13、接開關(guān)分二步完成，動作程序始終遵循先選擇后切換的原則。首先由分接選擇器的一組不帶電流的動觸頭動作，預(yù)選擇與工作分接相鄰的分接位置，然后由切換開關(guān)把負載電流從原來的工作分接位置上轉(zhuǎn)換到預(yù)選擇好的分接位置上來，完成一級分接變換操作。 (a)RRR(b)R(c)RRR(d)R(e)RRRR(f)(g)RR M型有載分接開關(guān)采用雙電阻過渡的旗循環(huán)法變換，電弧觸頭變換程序為“1-2-1” 程序，即動弧觸頭先接觸1個定弧觸頭，然后再同時接觸2個定弧觸頭，交替動作直到切換完畢。K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3Ic K1K2K4RRK

14、3 K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3Ic K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3Ic K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3 K1K2K4RRK3 4 開關(guān)的出廠試驗及檢查 裝配完工的切換開關(guān)和分接選擇器，要按照出廠試驗要求進行檢驗，合格后方能出廠。出廠試驗項目包括：a. 觸頭壓力測量 測量切換芯子上單、雙數(shù)引出觸頭、中性點引出觸頭與油室上對應(yīng)觸頭的接觸壓力；測量分接選擇器動、靜觸頭接觸壓力；測量轉(zhuǎn)換選

15、擇器觸橋接觸壓力。b. 接觸電阻測量 測量每對觸點接觸電阻不大于500。c. 壓力試驗 在室溫下，切換開關(guān)油室應(yīng)能承受610-4Pa壓力，24h無滲漏。d. 絕緣試驗 開關(guān)在1055溫度中干燥24h后，放入耐壓強度大于45kV/2.5mm的變壓器油中，排盡空氣后進行工頻耐壓試驗。e. 順序試驗 測量分接選擇器動觸頭離開及合上時間、切換開關(guān)動作時間及切換波形。f. 機械試驗 在觸頭不帶電情況下，進行10個以上完整循環(huán)的電動操作（不少于2000次），應(yīng)無故障。5 維護與檢修維護與檢修5.1定期維護定期維護 切換開關(guān)油室內(nèi)的絕緣油在切換后會有碳化現(xiàn)象，引起耐壓下降，為保證分接開關(guān)工作可靠性，應(yīng)定期進

16、行油樣化驗，檢查絕緣油應(yīng)符合要求，否則應(yīng)濾油或更換新油。分接開關(guān)的維護，通?？梢栽谧儔浩髂隀z時進行，即一年一次，維護內(nèi)容包括以下幾部分： 油枕及硅膠去濕器 分接開關(guān)油室內(nèi)取油樣作試驗 分接開關(guān)維護注意事項：（1）、 維護有載分接開關(guān)通?？梢栽谧儔浩鞑煌Ｖ惯\行的情況下進行，因此，必須強調(diào)注意安全，由具有專業(yè)知識并經(jīng)過培訓(xùn)合格的人員來完成，必須遵循電力部門制定的安全操作規(guī)程，工作現(xiàn)場不能少于2人。（2）、工作現(xiàn)場不能有明火（如抽煙等），因為有載分接開關(guān)在切換過程中產(chǎn)生電弧而生成的可燃性氣體會經(jīng)油枕上的去濕器排出，這樣油枕周圍可能有可燃性氣體。 油枕及硅膠去濕器維護 觀察油枕上的油位計指示的油位高度

17、是否正常（與溫度有關(guān)），觀察硅膠去濕器上的硅膠顏色，如果硅膠有一半以上已經(jīng)變色，那么必須更換硅膠或?qū)枘z進行干燥處理。檢查油枕與呼吸器的密封是否良好。 分接開關(guān)油室內(nèi)油樣化驗 打開與抽油彎管相連的管子上的閥門，先將管子內(nèi)的油放入一容器，估計管道內(nèi)的油放光了（可從油的顏色來判斷：油室內(nèi)部的油顏色偏黑），然后用一干凈的并可密封的試瓶存放油樣，供擊穿電壓試驗與含水量測定使用。 油樣的擊穿電壓試驗與含水量的測定，按國家規(guī)定的絕緣油試驗方法進行。 當油的擊穿電壓下降到30kV/2.5mm以下，含水量超過40PPm時，對中性點調(diào)壓分接開關(guān)則必須更換或處理油；中性點調(diào)壓之外的分接開關(guān)，當油的擊穿 電壓下降到

18、40kV/2.5mm以下，含水量超過30PPm時，則必須濾油或更換新油。5.2 定期檢修 有載分接開關(guān)在長期運行過程中，只有切換開關(guān)需要定期檢修，分接選擇器一般情況下不需檢修。分接開關(guān)的檢修必須由具有一定的專業(yè)知識，并經(jīng)過培訓(xùn)合格的人員來完成。 下表所列作為判定檢修周期的分接開關(guān)操作次數(shù)是基于使用常規(guī)油質(zhì)的經(jīng)驗數(shù)字。 有載分接開關(guān)規(guī)格變壓器額定電流分接開關(guān)操作次數(shù)（萬次）不用濾油機用濾油機MIII350YMIII600Y350A以下1015600A以下815MI601600A以下1015MI800500 A以下1015800 A以下815MI1200800 A以下8151200 A以下714M

19、I15001200 A以下7141500 A以下612 分接開關(guān)運行5年之后，即使操作次數(shù)沒有達到間隔次數(shù)也需要檢修。操作大約80萬次以后，分接開關(guān)的切換開關(guān)芯子要更換新的。 常規(guī)的檢修包括如下內(nèi)容： 吊出和復(fù)裝切換開關(guān)芯子； 清洗切換開關(guān)油室和切換開關(guān)芯子，必要時還要清洗切換開關(guān)油枕； 檢查切換開關(guān)油室和切換開關(guān)芯子； 檢查觸頭燒損量； 測量過渡電阻； 更換開關(guān)絕緣油； 檢查保護繼電器、電動機構(gòu)、傳動軸、控制器、濾油機等部件。 檢修期間，保持小心謹慎的態(tài)度，保持清潔，且檢修過程不應(yīng)中斷。切換開關(guān)芯子暴露在空氣中的時間不得超過10小時（在相對濕度不大于65%的情況下），否則應(yīng)按規(guī)定干燥處理。

20、準備工作a通常將分接開關(guān)停止在整定工作位置后進行檢修。b必要的設(shè)備 用來裝臟油及新油的空桶； 一個用來放油和注油的油泵； 一個用來裝滴油的盤子； 清洗用的各種刷子、吸收劑和不掉絨的抹布； 起吊設(shè)備； 檢修工具； 各種備件。注意：彈簧墊圈和自鎖螺母拆卸后即不可再用，應(yīng)更換新的。c. 安全措施現(xiàn)場用戶一定要采取如下安全措施：變壓器一定要從網(wǎng)路中切除并確保不再合閘，所有套管端子必須醒目接地（使用接地線或接地開關(guān)）。一定要明確標志出作業(yè)區(qū)域。安全措施未落實之前，不得開始檢修工作。具體檢修步驟及檢修方法見檢修光盤。6 開關(guān)常見故障的判斷及處理開關(guān)常見故障的判斷及處理故障現(xiàn)象：直流電阻不合格故障現(xiàn)象：直流

21、電阻不合格故障原因：1、分接選擇器靜觸頭產(chǎn)生氧化膜： 由于變壓器中存在微量的水分，長時間未使用的檔位上的靜觸頭在油溫作用下產(chǎn)生氧化膜。2、分接開關(guān)內(nèi)部某一部分接觸不良： 切換開關(guān)芯子主觸頭與靜觸頭接觸不良。油室靜觸頭與芯子觸頭接觸不良。切換開關(guān)絕緣筒與選擇器之間連接導(dǎo)線接觸不良。選擇開關(guān)動靜觸頭之間接觸不好。選擇器受外力變形變壓器引線抽頭與選擇器接線端子緊固不良。檢查與排除方法：檢查與排除方法：提高每天的操作次數(shù)，每年結(jié)合變壓器小修，進行3個循環(huán)的分接變換。檢查導(dǎo)電回路各接觸部位，查出原因?qū)ΠY處理。故障現(xiàn)象：分接開關(guān)儲油柜油位異常升高或降低至變壓器儲油柜油位。故障現(xiàn)象：分接開關(guān)儲油柜油位異常升

22、高或降低至變壓器儲油柜油位。故障原因：如調(diào)正分接開關(guān)儲油柜油位后仍繼續(xù)出現(xiàn)類似故障現(xiàn)象，應(yīng)判斷為油室密封缺陷，造成油室中油與變壓器本體油互相滲漏。油室內(nèi)放油螺栓未擰緊，也會造成滲漏油。檢查與排除方法：吊出切換芯子，抽盡油室中絕緣油，在變壓器本體油壓下，觀察絕緣筒與法蘭和基底鉚接處、靜觸頭處、轉(zhuǎn)軸密封處、放油螺栓處等是否有滲漏油。然后，更換密封件或進行密封處理。故障現(xiàn)象：變壓器本體內(nèi)絕緣油的色譜分析中氫、乙炔和總烴含量異常超故障現(xiàn)象：變壓器本體內(nèi)絕緣油的色譜分析中氫、乙炔和總烴含量異常超標。標。 故障原因：停止分接變換操作，對變壓器本體絕緣油進行色譜跟蹤分析，如溶解氣體組分含量與產(chǎn)氣率呈下降趨勢，則判斷為分接開關(guān)油室的絕緣油滲漏到變壓器本體中。檢查與排除方法：先停電檢查油室，確認油室是否存在滲漏。若這個原因排除后，則應(yīng)檢查、排除選擇器是否有接觸不良引起放電的地方。 故障現(xiàn)象：輕瓦斯動作故障現(xiàn)象：輕瓦斯動作