变压器楔形无载开关在实际使用过程中由于操作不当引起的常见故障、原因分析、检查处理方法。
楔形无载开关接触可靠、质量稳定、价格低廉被广泛应用于无励磁调压变压器,在实际使用过程中,每年都有因操作不正确引起无载开关损坏或接触不可靠导致变压器故障。笔者结合开关原理、结构特点分析了常见故障产生的原因并提出相应的检查、处理方法,希望能够对提高楔形无励磁分接开关的运行维护有所帮助。
1楔形无载开关结构特点(以保定乾达生产5分接无载开关为例)
楔形无励磁分接开关定触头为多柱触头式,动触头合理的选择了最佳楔合角度,嵌入两个相邻触头之间,并跨接两分接头(见图1,图2),具有操作力矩小,触头接触压力大,磨损小,接触稳定可靠和操作限位的优点。
楔形无励磁分接开关的动触头是利用圆柱形弹簧压紧产生的触头压力,其自定位功能较差,当动触头在正确位置时,开关接触良好,如果开关操作不当,不能保证动触头的圆柱形弹簧压力满足要求,会造成接触不良,如不及时处理,则会引发变压器事故。
图1楔形开关动、定触头实物图2楔形开关原理图2使用过程中常出的问题
(1)操作机构的齿轮定位指针、齿轮损坏。
(2)操作机构内部进水导致齿轮等部件锈蚀(图3),影响操作机构使用寿命。
(3)操作不正确,开关动、定触头接触不好,导致开关在运行中过热烧灼(图4、5)。
图3操作机构锈蚀图4动触头烧灼图5定触头烧灼3常见问题产生的原因
楔形无载开关分为上传动(操作机构安装在变压器油箱顶部)和下传动(操作机构安装在变压器下节油箱)两种操作方式。开关有6个档位,5个为使用档,一个为空档。
上传动楔形无载开关的档位调整顺序:1、2、3、4、5、空档、1…,下传动楔形无载开关的档位调整顺序:5、4、3、2、1、空档、5…。主轴(图6(b)项1)旋转°调整一个档位(如5到4)。
需要强调的是:档位调整时操作机构主轴(图6项1)的旋转方向为顺时针,如果逆时针旋转进行调整档位,会遇到明显阻挡,力矩超过N(57kg)时可导致无载开关损坏。
下面以图解(下传动操作机构、由1分接调整到4分接)档位操作步骤结合楔形开关特点说明常见故障产生的原因及检查、处理方法。具体操作步骤如下:
图6楔形无载开关(1)拆除护罩6个固定螺栓(图6(a)项1)打开开关操作机构护罩,打开后见图6(b)。
(2)拆除定位指针的固定螺钉(图6(b)项1),顺时针旋转主轴(图6(c)项2)。
(注:导致定位指针损坏、齿轮偏移的原因是在不拆除定位指针的固定螺钉(图6(b)项1)直接旋转主轴所致。发现损坏后应及时进行损坏部件的更换,否则将导致无法识别档位或操作不到位,危及变压器的安全运行。)
(3)调整到需要档位,定位指针螺孔对正后(图7(a)项1)继续顺时间旋转主轴,直到定位指针到达或超过红色圆圈区域(图7(b)项1)(注:不超过半圈)停止顺时针旋转主轴,然后逆时针旋转主轴直到遇到明显阻挡,此时开关调整到位。
图7主轴调整据了解操作不到位的情况通常是定位指针螺孔对正后(图7(a))就停止操作,认为调整到位。此时开关不到位的原因及所处的状态如下:
楔形无载开关由回动轴(图8)的限位轮(图8项1)和限位螺柱(图8项2)完成定位。
理论上定位指针旋转°(1圈)对应主轴旋转°。实际上由于齿轮的配合公差导致开关主轴旋在°~°之间。此时开关的回动轴可能存在以下三种状态:
(1)正确位置(图10)。特征:回动轴限位轮和限位螺柱之间没有缝隙,逆时针旋转操作机构主轴有明显阻挡。
(2)不到正确位置(图9)。特征:回动轴限位螺柱没有超过限位轮的限位,逆时针旋转操作机构的主轴,可以退回上一个档位。
(3)超过正确位置(图11)。特征:限位轮和限位螺柱之间有缝隙,逆时针旋转操作机构的主轴,旋转几毫米后遇到明显的阻挡。
图8-图11操作不正确后,无载开关多数情况会处于不到或超过正确位置(图9、11),此时开关回动轴对动触头的压紧力达不到要求,导致动触头与定触头的接触面减少或部分动触头接触不可靠。上述情况不影响直阻试验,做试验无法检查开关是否调整到位,变压器正常运行时通过开关的电流远超试验电流,此时由于接触面小,会引起开关过热,严重时危及变压器安全运行。
判断楔形无载开关是否到位的方法:变压器逆时针旋转主轴(停机状态),旋转不动为操作正确(图10);能转动即未开关到位,只能转动几毫米即遇到明显阻挡为超过正确位置(图11)。如果能转动超过10mm(此种情况均能转回上一个档位)不到正确位置(图9)。
(4)由于齿轮机构的公差,开关调整到位后定位指针可能出现偏孔(图12(a)项1),需要强调的是:此时严禁用旋转主轴的方式调整定位指针的螺孔与定位件螺孔对应。为确保齿轮与主轴不转动,只能松动定位指针的固定螺丝(图12(b)项1)进行调整,并安装定位螺钉(图12(b)项2)。
图12主轴齿轮机构的调整(5)开关调整到位后根据实际情况适量涂抹黄油,安装护罩。
在潮湿多雨的地区,密封不好,进入雨水或潮气后,容易出现锈蚀,因此需要在操作后的此轮上涂抹黄油,并把护罩安装到位以免出现锈蚀情况。如果发现操作机构已经锈蚀,需要对齿轮进行更换处理。
4结论
目前有大量采用楔形无载分接开关的变压器,为提高楔形无载开关的可靠性,一方面需要加强该类分接开关的结构培训,需调整楔形无载分解开关时候,尽量选择有经验的人进行操作,防止出现因操作不当出现的上述问题。
另一方面为清除分接开关触头接触部分氧化膜及油污等,建议检修时对无载开关最少转动5周,并在无载调压变压器倒换分头后,必须测量直流电阻,以检查分接开关内动静触头接触情况,防止出现由于触头由于存在油污、氧化膜等不清洁物,造成分接开关接触不良缺陷。
(编自《电气技术》,作者为李刚、王文英等。)