- 頭條有載分接開關在線濾油裝置的應用2021-01-14 作者：董征森 | 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語通過對當前電網有載調壓電力變壓器分接開關運行狀況的分析，闡述了有載分接開關檔位轉換操作、調節變壓器繞組分接位置時產生電弧，游離碳、氫氣、可燃性烴類氣體及微量金屬顆粒，嚴重影響分接開關的整體絕緣水平，危及變壓器安全運行；提出解決分接開關內油質的絕緣強度提高的有效辦法是安裝有載分接開關在線濾油裝置；進一步深入分析在線濾油裝置的運行原理及應用，詳細論述了在線濾油裝置的優點和特點。
近年來，電網以及電力用戶對電壓質量的要求越來越高，有載調壓電力變壓器在電力系統（電網）中被廣泛的應用。
為保證系統電壓的穩定，變壓器有載分接開關的動作次數明顯增多，而這種頻繁切換動作將使絕緣油的油質下降，油質下降又導致了開關絕緣件絕緣性能下降，因此變壓器有載調壓開關事故也隨之升高。那么，如何使絕緣油的油質不下降，降低有載分接開關的事故率呢？安裝有載分接開關在線濾油裝置是解決這一難題的有效辦法，它可有效提高有載分接開關的可用率，提高電網以及電力用戶的供電可靠性。
一、有載調壓開關的運行狀況
有載分接開關是在變壓器勵磁或負載狀態下進行檔位轉換操作、調節變壓器繞組分接位置，從而改變變壓器二次輸出電壓的裝置。目前，曹縣電網運行的變壓器有載調壓開關上海華明廠家生產的M型為主，它們基本上均用電阻過渡元件。
然而，有載開關在調整電壓方便的同時也給變壓器的維護添加了麻煩，有載分接開關在帶負荷快速切換時產生電弧，絕緣油在電弧的作用下分解產生出游離碳、氫氣、可燃性烴類氣體，切換動作將產生微量金屬顆粒，其中游離碳及金屬顆粒帶雜質的一部分附積在分接開關絕緣件表面，特別附積在電場集中的帶電觸頭附近，另一部分懸浮于油中，而大部分積沉將被切換到油室箱底。
分布在絕緣表面的顆粒雜質將降低絕緣件的絕緣強度，懸浮于油中的顆粒雜質則影響油的擊穿強度，特別在油中微水含量增加時，切換油室中雜質顆粒的數量也隨著增多，這將嚴重地影響分接開關的整體絕緣水平。
研究表明，在一定微水量的情況下，顆粒大小及其數量與擊穿電壓的關系成正比。油中顆粒數由10000顆/mL過濾凈化至10顆/mL時，顆粒直徑大于5um的擊穿電壓可以從24kV上升38kV，對顆粒直徑大于2um的擊穿電壓可以從21kV上升49kV。
如超期不濾油也不清洗絕緣件，則絕緣水平將持續下降，隨著開關切換的增加，游離碳及重金屬顆粒越聚越多，這將嚴重影響分接開關的整體絕緣水平，特別是隨著懸浮在油中的碳粒和微水含量的增加，油的絕緣強度將大大降低，由此而產生分接開關相間擊穿甚至爆炸，危及變壓器安全運行！
為此，設備維護人員需要花大量的時間經常對變壓器停電進行調壓裝置的絕緣油處理，而這些將會對電力系統的另外一個指標——供電可靠性產生不利影響，加裝在線濾油裝置是改善分接開關內油質的一種必要手段。
二、在線濾油裝置的運行原理分析
有載分接開關在線濾油裝置主要用于35kV及以上浸油式變壓器有載分接開關絕緣油的循環過濾。
它是由一臺高性能油泵和兩臺過濾裝置組成，油回路與有載開關切換室中油成為一體，通過與有載開關的無源常開觸點相連組成驅動回路，在有載開關動作時便產生閉合信號并及時檢測倒計時數秒后開始投入運行過濾，油從有載開關油室中抽出先經除雜濾芯，然后再將絕緣油返回油室，整個過程都是密封閉路循環，沒有殘留空氣。
在變壓器正常運行的情況下，分接開關在進行切換動作時，會自動啟動在線濾油裝置，有效地去除分接開關內油中的游離碳及金屬顆粒并可降低微量水份，確保油的擊穿電壓和使用壽命，有效地提高有載分接開關工作的安全性和可靠性，大大減少停電檢修次數，延長維修周期，提高供電質量，增長油的使用壽命。
三、在線濾油裝置應用
兩年來，由于供電環境、經濟等方面的因素，公司先后在110kV變電站安裝了四臺變壓器有載分接開關在線濾油裝置，實現了變壓器有載分接開關絕緣油運行狀態下的循環過濾。在線濾油裝置作為有載分接開關的重要部件，充分發揮其在線凈油的作用，確保主變壓器處于完好和運行狀態。兩年來，通過對在線濾油裝置應用，在線濾油裝置有以下優點和特點：
1、安裝簡單，結構緊湊，整體式油路，雙道密封，密封可靠。
2、實現瓦斯在線放氣和在線補油技術。
在設備巡檢時，巡檢人員通過濾油裝置自身的瓦斯在線放氣機構直接將分接開關內的氣體放盡；當有載開關長期工作油位下降時，可通過濾油裝置本身的注油機構，將合格的同型號絕緣油補充注入到有載分接開關本體內。
3、在維護、調試在線濾油裝置，更換濾芯時操作簡單。
在維護、調試在線濾油裝置時應首先關閉控制電源開關，工作結束及時恢復合上自動啟動控制電源開關；運行中調整油位，添加油，更換濾芯其它濾油機調試，工作開始前，應觀察有載分接開關氣體繼電器是否有氣體存在，有明顯積氣時應放盡氣體繼電器中氣體；更換時，首先斷開在線濾油裝置電源開關，關閉切換油室進出油閥，然后拆卸失效濾芯。注滿合格絕緣油，就位復裝旋緊，再開啟切換油室進出油閥，即可恢復在線濾油裝置電源開關，投入正常使用。
4、在有載分接開關維修的同時應對在線濾油裝置進行檢修。
在線濾油裝置進行檢修可以安排在主變有載分接開關維修時進行，這樣可以達到減少停電時間、次數的要求。
5、裝置設計的保護功能完善。
具有過壓失效報警停機功能，一旦濾芯阻塞失效，其壓力保護將動作，設備面板顯示并報警遠傳信號；具有狀態檢測和故障報警功能，內部裝有相序保護器，防止電機反轉；空氣短路器，防止短路接地；具有系統故障監測，如果系統發生故障可及時發現；可自動控制內部溫度，運行可靠。
四、結束語
經過兩年多的運行，在線濾油裝置的使用可以達到減少停電次數，從而達到提高供電可靠性及電能質量的目的。今后，將對新建變電站主變在簽訂定貨合同中要求廠家加裝線濾油裝置，對列入大修技改工程的主變改造時加裝線濾油裝置，逐步推廣實現全部35 kV及以上浸油式變壓器加裝分接開關在線濾油裝置，提高我縣電網變壓器安全運行性能，滿足電網以及電力用戶對電壓質量的要求。
（編自《電氣技術》，作者為董征森。）
