摘要：有载分接开关是主变压器中重要的组成部分，是确保在不停电的条件下完成电压调节的重要装置。其中，有载分接开关的机构是控制调档操作的核心部件，现场运行的设备由于制造工艺、零部件质量以及运行工况等原因，经常出现在调档过程中，电源空气开关跳闸导致调档失败的现象。本文针对一起主变有载分接开关因滑档导致电机电源空气开关跳闸的缺陷进行分析，并提出处理方法和预防控制措施。
关键词：有载分接开关；空气开关跳闸；分析及处理
0 引言
有载分接开关，是一种为变压器在负载变化时提供恒定电压的开关装置。其基本原理就是在保证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，最终实现调压的目的。在现今输变电行业中，大型变压器都广泛地安装了有载调压开关，其对保证系统和用户的电压质量起到了重要的作用。
1 有载分接开关调压过程中电源空开跳闸故障
2014年01月19日，220kV某变电站#1主变有载调压开关在2档升至3档过程中，电机电源空气开关Q1跳闸，分接变换指示器显示调档操作并未完全到位，（指针未停留在阴影区域内），当重新投入电机电源空气开关Q1后，档位不断上升，存在“滑档”现象，直至电机电源开关Q1再次跳闸。
通过查询该有载调压开关机构的维护记录，发现有如下历史记录：在2010年07月，电动机构有进水受潮情况，K2接触器动作有异响；在2010年09月，现场更换K2继电器；在2013年01月，电动机构空气开关Q1跳闸，现场检查发现K1接触器释放迟缓。当时更换了K1的辅助接点后，故障排除；在2013年5月，电动机构空气开关Q1跳闸，现场更换S12、S13、S14行程开关后，故障排除。
2 现场检查情况
1）由1档位逐档升到17档位的过程中，每升一档，电机电源空气开关Q1都会跳闸一次。Q1跳闸的时间节点：本次升档位置指针到位后电机不停自动进入下一次升档工作，但在分接变换指示器指针转出阴影区两到三格后Q1跳闸，如图1所示。
2）由17档位逐档降到1档位的过程中，电机电源空气开关Q1并无跳闸现象，降档过程顺畅并无明显异常现象。
3）恢复到故障时的3档位，反复几次升一档降一档操作，发现每次升档操作Q1均跳闸，但每次将降档操作Q1均未出现跳闸。结合1）、2）的检查结果初步判断升档回路存在“滑档”现象导致频繁跳Q1空气开关的故障。
4）对机构内部机械部件进行检查并未发现机械卡涩问题，但在电机固定座表面处发现局部严重锈迹。
5）检查凸轮控制的微动开关组（S1、S2、S13A/S13B）在一次分接变换操作中的动作顺序，符合厂家技术要求，可排除因S1、S2的故障导致调档操作“滑档”的故障。
6）观察升档过程中，各电气元件的动作情况，发现升档位置指针到位后接触器K1、步进继电器K20并没立即复位，电机电源空气开关Q1跳闸后，K1也没随即复位，但K20随即复位，待3至7秒后K1才自动复位；断开Q1后手动反复推合K1并没有明显的机械卡涩感；手动合上Q1后，在升档过程中全程测量K1线圈端电压，电压正常，在Q1跳闸K1线圈失电后K1的吸合状态并没有立即复位。由此排除电源回路、电压值异常的可能，导致K1释放慢的原因，初步判断是由于K1接触器铁芯的剩磁所引起，K20在升档到位后没有复位的原因是K1延时复位导致的，说明如图2所示。
7）拆下K1的二次连接线，发现所有二次线耳的金属部分均有严重的氧化情况，可判断K1曾受潮（K1外壳并没有明显的积水与水痕），如图3所示。
8）拆解K1后，发现K1的衔铁表面有严重的锈蚀情况，在上下衔铁的对接部位锈蚀最为严重，如图4所示。
9）K1内部电磁吸合结构只有衔铁部分出现锈蚀，线圈及其他部件完好，清理所有氧化层和除锈后重新装配K1并通电对其测试，K1动作可靠。在刮除锈迹的时候发现刮下的物质有磁性，吸附在金属刮具上。由此，可判断衔铁氧化后产生的铁锈（氧化铁）被磁化后产生永久磁性，导致K1产生剩磁引起失电后延时复位，如图5所示。
3 原因分析及解决方法
3.1 解决方法
1）经过除锈处理后的K1如下图所示，将上下衔铁接触面处的磁性锈蚀物质清除干净并作轻微打磨后，复装并通电测试，K1动作可靠，如图6所示。
2）查询缺陷处理和维护记录：2013年01月，电动机构Q1跳闸，现场检查发现K1继电器释放迟缓，当时更换了K1的辅助接点后，故障排除；在2013年01月，K1已经有释放迟缓的问题了，但当时只更换辅助接点部件，没有检查或更换主接点部件，遗漏问题导致这次有载调压开关的“滑档”引起空气开关Q1频跳故障，如图7所示。
3.2 原因分析
1）K1接触器延时复位原因分析
接触器K1延时复位是由于接触器的铁心氧化而造成，接触器K1失电后复位的功能是由上下衔铁之间的复位弹簧实现的。K1得电吸合后，由于上下衔铁接触面的氧化层具有磁性，增大了复位的阻力，因而导致延时复位，如图8所示。造成电器元件氧化的原因，是由于机构箱内进入灰、油或水，使得接触器失电后不能立即复位，导致凸轮组合的行程开关动作，接触器又通电引起“滑档”，并最终使到Q1得点跳闸。
2）电机“滑档”及Q1跳闸原因分析
通过有载分接开关控制回路图可知，当K1一直处于动作状态时，K20亦处于动作状态，导致本次升档到位后，K1：83-84触点、K20：83-84触点一直处于闭合状态，使K1励磁线圈保持得电，K1在电机拖动回路中的常开触点保持闭合，无法在本次升档到位后自动停机，接着进入下一次升档，由于升档时S2：C-NO触点先于S1：C-NO触点闭合，导致空气开关Q1脱扣线圈得电，使Q1跳闸（详见附图：红色回路为Q1得电回路），电机拖动回路失电，电机才停止。
4 预防控制措施及建议
4.1 工程验收时，应仔细检查机构箱内各电器元件是否有受潮的痕迹；通过1→n和n→1的电动和手动往复操作各一次进行确认，同时，检查“急停”功能，并在手动操作的时候对照凸轮组合动作顺序表逐一核对必须符合厂家的技术要求。
4.2 日常巡视时应注意有载分接开关机构箱内的恒温加热器是否投入，分接开关调档到位后分接变换指示器指针是否在阴影区内（无需正对12点位置，在阴影区内即可）。
4.3 在运行中，如发生Q1跳闸的情况时，应记录的内容有：（1）Q1是在升档还是降档过程中跳闸；（2）调档前的运行档位和Q1跳闸时的档位指示（要求拍照）；（3）Q1跳闸后分接变换指示器指针所指的位置（要求拍照）；（4）Q1复位前拍下面板上两指针位置的照片；（5）Q1合闸后，机构的操作情况。
4.4 日常维护和检查时应对有载开关做全档位单向逐档升档、降档检查确保其能在工作范围内正常运行，定期核查凸轮组合形成开关的动作逻辑是否符合厂家技术要求，测试各电器元件的动作情况及其工况是否良好。
5 结束语
该主变的有载分接开关经过缺陷处理后，至今没有再发生过同类缺陷，效果明显。在本次缺陷处理的过程中，着重分析Q1得点动作的条件，结合分接开关动作逻辑原理进行二次回路分析，找出空开跳闸的症结，采取恰当的方法予以消缺，并提出了可行的预控措施，这是日常设备缺陷分析、处理和预控措施制定的有效方法。
作者简介：
黎汉（1969-），男，大专，变电检修高级技师，主要从事变电设备技术管理工作。
附图：
论文作者:黎汉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第16期
论文发表时间:2017/10/24
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