摘要：近年来，设计有载调压分接开关控制电路已经取得突破性的进展，虽然由于厂家的不同所生产出来的开关控制电路，在结构上也有很大的不同，然而仍然十分简单，其在现代电力系统中得到了较为广泛的应用，并发挥着至关重要的作用。综上所述，本文通过客观分析变压器有载分接开关的故障，在此基础上提出了相应的解决措施。
关键词：换流变压器；有载分接开关控制系统；分析和改进
1有载分接开关的工作原理
有载分接开关作为一种在励磁状态下能够对分接位置进行有效变换的重要电器装置，其基本原理便是在变压器绕组中将许多个分接头引出以后，在负载电流不中断的情况下，从一个分接头逐渐向另一个进行切换，以此有效匝数可以获得显著改变，即通过变压器电压比的改变来进行调压，在分接头变换的过程中，借助电阻的作用来顺利过渡，并且过渡时所产生的环流也可以得到有效限制。一般情况下有载分接开关以电阻式组合型为主，但是在实际工作中，电阻限流有载分接开关组成主要由切换开关、选择开关、操作结构组成，一旦哪个部分出现问题都会对变压器的正常有序运行造成直接影响。
2有载分接开关控制系统异常问题与改进
2.1调压开关拒动
远方或就地操作选择开关、手动或自动选择开关等操作方式选择开关位置不正确时，应将它们置于正确位置上;已在最高位继续调增、或已在最低位继续调减等操作超越极限位置时，应向发令人报告，改正错误。操作回路直流电源不正常时应恢复电源。操作机构交流电源不正常的情况一般有机构动力电源三相或两相无电压电动机不能启动、操作动力电源有一相无电压，电动机两相受电引起过电流使电源接触器跳闸;机构交流控制电源无电压，控制回路不能动作;操作交流电源三相相序错误，使电动机反向旋转，有关保护动作使电源接触器跳闸。这种情况一般将三相电源中两相互换，调正电源相序即可重新操作。
2.2有载分接开关机械故障
有载分接开关机械故障包括切换开关或分头选择器故障、操作机构机械故障在内，是一种严重故障。分头选择器带负荷转换，这种情况与带负荷分合隔离开关相似，将使变压器本体主瓦斯继电器动作跳闸。切换开关拒动或切换不到位，假如切换开关在切换中途长时间停止在某一中间位置，会使过渡电阻因长期通电而过热，可能使切换开关瓦斯继电器动作，将变压器跳闸。切换开关或分头选择器触头接触不良过热。出现上述问题时，应及时申请将变压器退出运行，进行检修。
2.3有载分接开关失步
变压器有载分接开关三相应在同一位置，所谓“失步”，是指调压中由于某种原因，使三相分头位置不一致。在这种状态下，由于次级电压三相不平衡，会产生零序电压和零序电流。在变压器调压过程中，短时不一致是可能的，如长时间不一致，可能使变压器过热或者跳闸。有载分接开关失步的原因，可能是其中一相或两相由于电气或机械故障而拒动，或启动后中途停止。发生有载分接开关失步故障时，运行人员应立即到现场，检查变压器三相分接开关的实际位置，查明拒动原因，予以处理，使三相恢复同步。
3防止电力变压器有载分接开关故障的有效措施
3.1加速淘汰老式有载分接开关
老式分接开关的设计并不合理，落后的结构性能，导致其在运行过程中发生故障的几率非常高，是一种急需要淘汰的产品。现阶段，老式分接开关在电网中的应用和检修中并没有多大的价值，为此需要选择那些具备良好性能的开关来代替。
3.2防止仿M型分接选择器的故障措施
仿M型分接选择器的机械强度和绝缘板条开裂存在严重的缺陷，随着不断升高的绝缘水平等级，再加上笼式结构刚度不足的影响，致使其存在诸多的缺陷，诸如极易引发受力变形和触头合上不到位的情况。
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3.2.1促进笼式绝缘板条机械强度的不断增强
原3020酚醛层压纸板利用高强度环氧玻璃丝挤拉杆所取代，以此有助于在使用层压板条过程中分层开裂的情况可以得到彻底解决，进而机械的强度和介电性能都可以得到极大提升。
3.2.2促进分接选择器笼式结构刚性的不断增强
CM型D级分接选择器轴向的尺寸一般比较长，刚性非常差，在笼子中部通过添加绝缘支撑环的方式，在一定程度上可以有效避免由于动触头支架外变形而造成的不良接触，并且分接选择器笼子的刚性可以获得显著增加，受外部引线拉力而造成笼子扭曲变形的现象可以获得有效避免，闭合到位的动定触头，可以促进分接选择器触头工作可靠性的不断增强。
3.2.3加强日常的巡查与维护
日常巡查过程中需要做好记录各部件原始记录的参数工作，诸如电流的输出与输入、变压器的温度等。在对主轴部件进行巡查的过程中，可以通过手动调整，待机械闭锁动作恢复正常以后再进行必要的电动调整。
另外，还需要对有载分接开关的吊芯与绝缘油等进行定期检查，经过几次切换以后耐压力会不断下降，油的颜色也会变黑，一般情况下当绝缘油压下降到20~25kV时便需要进行新油的更换，并且通过对触头合快速机构磨损情况的检查，可以将其内部潜在的故障第一时间消除掉。
4换流变压器有载分接开关控制的意义。
4.1换流变压器分接开关调档功能优化后，具有较高的运行可靠性，有效地保障了直流系统的安全稳定运行。
4.2换流变压器分接开关调档功能采取改进措施后，减少了分接开关档位不一致事故发生的可能性，降低了运维人员的生产压力。
4.3换流变压器分接开关调档功能优化，充分考虑了工程运行工况和现场环境条件，具有一定的科学性和实用性。
4.4换流变压器分接开关调档功能优化改进后，不仅完善了有载分接开关的控制逻辑，降低了换流变压器的设计成本，而且提高了有载分接开关的设计自由度，为后续直流输电工程在换流变压器有载分接开关运行、维护、设计等方面提供了参考依据。
结论：在特高压直流输电系统中，换流变压器处于交、直流系统相互连接的关键位置，主要承担交、直流变换、交、直流系统电气隔离和抑制直流故障电流等重要作用，是直流输电系统的核心设备，其可靠运行对直流输电系统有着重要意义。常规交流变压器有载分接开关主要用于调整负荷侧电压以提升供电质量，其调压范围相对较窄，分接头动作不频繁。与之相比，换流变压器需要通过有载分接开关长期实现阀侧直流电压恒定不变、网侧交流电压波动补偿、直流系统降压运行以及直流功率调整等操作功能，其分接头动作极为频繁。因此，为了维持直流换相电压，换流变压器需要及时进行有载分接开关调压，一旦发生过电流、低温-25℃以及BCD模块导通特性不一致等因素导致有载分接开关调档功能闭锁，将严重影响直流系统运行的安全性和经济性。
参考文献:
[1]袁清云.特高压直流输电技术现状及在我国的应用前景[J].电网技术，2005，29(14):1-3.
[2]刘雪丽，李金忠，高飞，等.±800kV换流变压器用真空式有载有载分接开关关键技术研究[J].中国电机工程学报，2016，36(19):5350-5356.
[3]韩洪刚，王海宽，杨衡，等.电力变压器分接开关故障及其检测技术[J].变压器，2004，41(12):35-38.
[4]沈大中，KRAEMERA，DOHNALD.真空有载有载分接开关在高压直流换流变压器中的应用[J].变压器，2007，44(1):58-59.
[5]王瑶.特高压直流输电控制与保护技术的研究[J].电力系统保护与控制，2009，37(15):53-58.
[6]浙江大学直流输电科研组.直流输电[M].北京:水利电力出版社，1985:120-135.
[7]张志朝，刘涛，宋述波.云广特高压直流工程换流变分接头切换控制研究[J].电力系统保护与控制，2010，38(20):205-208.
论文作者:李天博,孙钦佩,刘金鑫,姚原
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/20
标签：变压器论文; 故障论文; 电压论文; 操作论文; 位置论文; 选择器论文; 电源论文; 《电力设备》2018年第14期论文;