有载调压分接开关

1、有载分接开关在线监测的新方法 摘要分析了有载分接开关离线测试的局限性，详细介绍了有载分接开关在线监测系统开发背景、系统原理、系统技术性能、系统程序流程，阐述了有载分接开关状态检修的高效经济性。关键词 电力变压器 有载分接开关（OLTC）加速度传感器 电流传感器 GSM网络1 引言随着国民经济的发展，电力工业发展迅速，电力设备容量和电力网络规模日益增大，人们对电力系统中设备运行的可靠性的要求也不断提高。在现代电力设备的运行和维护中，有载调压变压器是电力系统变电站中非常重要的输配电设备，它通过有载调压分接开关(On-load Tap Changer,OLTC)的逐级动作，实现对高压输配电电网的有载

2、调压，使工业供电和居民供电的系统电压保持稳定。有载调压变压器在电力系统中发挥了联络电网、调节有功与无功潮流以及稳定负荷中心电压的重要作用，在电网中得到了愈加广泛的应用，通常在高压输电变压器上和重要负载的配电变压器上均施行有载调压。 有载分接开关是有载调压变压器中唯一的可动部件，也是关键部件之一。依靠有载分接开关准确及时的动作，不仅可减少和避免电压的大幅度波动，而且可以强制分配负荷潮流，挖掘设备无功和有功出力，保证电力系统安全可靠运行，增加电网调度的灵活性。有载分接开关的制造质量和运行、检修技术水平直接关系到有载调压变压器的运行安全。随着智能电网的快速发展，有载调压变压器在电网中应用增多，有载分

3、接开关（OLTC）调节频率比过去大大提高，有载分接开关的故障也在增加。如果对变压器分接开关的故障机理不进行深入的研究，没有可靠的监测与诊断系统（或装置），对未来的电力系统将产生不可预估的后果。所以，迫切需要对OLTC的故障进行研究。有载分接开关（OLTC）由选择器、切换开关和电动机构组成，其性能包括电气性能和机械性能两个方面。电气性能主要指触头接触电阻，当触头接触电阻增大时，会引起触头过热，甚至烧损。机械性能是指有载分接开关（OLTC）操作过程中选择开关和切换开关等部件的动作顺序和时间配合，以及切换过程中是否存在卡塞和触头切换不到位等。有载分接开关的故障模式有多种，具体包括：传动轴断裂，选择开

4、关触头间接触不良，操作机构失灵造成的拒动和滑档现象，限位开关失灵，切换开关拒切、中止或动作滞后，内部紧固件松动和脱落，以及内部渗漏等。2 传统测试方法传统测试方法一般分为两种2.1 在变压器大修时，将有载分接开关内的开关切换部分吊出，与光线示波器连接后，用手柄转动传动机构，待抢机快释放时，人工启动光线示波器录波，待开关完成切换后，停止操作，观察记录结果，并判断开关工作的好坏。2.2 采用有载分接开关测试仪测量分接开关的过渡时间、过渡电阻、三相同期性等参量，显示过渡波形，分析开关的好坏。但这些方法只能用于停电检修或出厂试验，随着国家电网智能化发展的不断推进，用更加合理、经济和可靠的检测方法来判断

5、设备的正常与否势在必行。3 有载分接开关在线监测系统的开发背景国内平均统计数据表明，有载分接开关（OLTC）的故障占变压器故障的20%以上，仅次于绕组故障。电力变压器作为供电网络中的主要设备之一，其工作状态关系到整个供电网络的运行安全。而作为变压器中的重要部件有载调压开关的工作状态，将直接影响变压器的运行状况。与绕组故障不同的是，人们对分接开关故障认识不够，这主要是因为过去分接开关动作并不频繁，因此其研究不够深入，到目前为止，国内有载分接开关（OLTC）的运行检修仍采用离线定期维修方式，比较完善的检测和诊断系统在生产实际中应用还非常少，且很不成熟。定期检修的缺点是工作量大，效率低，测量精度不高

6、等。有载分接开关（OLTC）的操作过程包含一系列的动作事件，其中含有丰富的振动指纹，因此基于振动信号采用振动传感器检测振动事件的时域和频域特性，然后利用有效的音频鉴别手段进行监测与诊断，及早地诊断出有载分接开关（OLTC）的故障，对有载分接开关（OLTC）的工作状态做出科学的估计，以便能科学地安排维修计划，避免不必要的解体检查和大量的人力和物力浪费，对防止潜伏性故障和保证电力系统的经济可靠运行，有重要意义。4 有载分接开关在线监测系统的原理4.1 振动信号在机理分析的基础上，选择传感器安装的方位，安装加速度传感器之后，分别在触头磨损、触头烧损、触头松动、触头脱落以及触头正常的情况下进行振动信号

7、的采集，经过大量的分析研究之后，发现在某个固定的频率范围内，故障特征较明显，并且具有良好的重复性和唯一性，据此来判别变压器分接开关的运行状态。在寻找有价值的振动信号故障特征量过程中，根据计算，将特殊频率范围内的能量计算出来，给出正常和不同故障下的阈值范围，可以判别出变压器分接开关的运行状态和相应的故障类型。 4.2电流信号电流信号用来检测分接开关在档位切换时，驱动电机的工作状态。正常情况下，驱动电机工作时的电流为2A左右。如果发生卡涩堵转，电机电流将增大到正常情况下的510倍，用电流传感器将采集到的信号波形进行分析，与正常阈值进行比对，从而判断驱动电机的运行状态。5 有载分接开关在线监测系统的

8、技术性能5.1精确的采样技术，系统的采样频率50 kHz，位移幅值分辨率可以达到16位。5.2能够采集20Hz20KHz的振动信号，完全满足分析需求。5.3实现对电机电流信号的采集。5.4实现对有载分接开关在线实时监控。5.5能够分辨出有载分接开关触头的各种状态。包括正常状态、触头松动、触头烧毁。5.6能够检测分接开关传动机构的卡涩故障。5.7发生故障时通过GSM网络发出警告。6 有载分接开关在线监测系统的程序流程在测试模式下系统检测开关量信号，当分接开关动作时产生开关量信号，系统检测到开关量信号后，系统切换至信号显示界面并对电流和震动信号进行采集，采集后对这两种信号进行分析，分析完成后系统切换至主界面，并显示故障类型。在阀值设置模式下用户可以对各种阀值进行设置，设置完成后按确定键返回到测试模式。7 结束语 有载分接开关在线监测系统满足智能电网状态检修的发展要求，实时动态了解有载分接开关的振动信号及电流信号，并通过GSM网络发到管理员手机上，及时预知有载分接开关的各种故障可能性和判别其故障类型预防，对电力系统安全运行具有重要的现实意义和良好的应用前景。参考文献：1DLT5741995，有载分接开关运行维修导则S 2张国强;有载分接开关机械性能