M系列有载分接开关讲义

贵州长征电力设备有限公司M型有载分接开关简介张翊堂1概述2开关结构3开关工作原理4开关的出厂试验及检查5开关的维护和检修6开关常见故障的判断及处理M型有载分接开关1概述有载分接开关是一种用于调压变压器带负载改变绕组匝数比的装置，它主要用于电力系统中稳定负载电压、联络电网、挖掘设备无功和有功出力以及调节负荷潮流，还用于工业所用的特种变压器上调节电压、电流和功率。按其切换时的过渡方式可分为电阻式和电感式，按结构形式可分为组合式和复合式。国内有载分接开关的生产、应用起步于20世纪50年代末，那时的产品多为电感式套管形，结构复杂、技术经济指标落后，始终没有形成规模，直到70年代中期才开始仿制和广泛使用电阻式埋入形分接开关。M型有载分接开关是采用电阻过渡的组合式开关，是本公司1984年引进MR公司的M型有载分接开关制造技术后，进行国产化设计制造的产品，1987年产品样机通过了MR公司型式试验考核，性能指标符合GB10230、IEC214标准和MR公司的有关技术规范。为满足电力行业发展需要，20多年来，M型有载分接开关设计、制造水平不断提高，工作可靠性大大增强，其电气寿命从最初的5万次提高到30万次以上，机械寿命也从最初的50万次提高到100万次以上。产品规格齐全，应用范围广泛。分接开关最高工作电压40.5~252kV，最大额定通过电流三相300~600A，单相300~1500A。三相开关适用于Y接变压器中性点调压，单相开关适用于任意接法的变压器任意部位调压。根据变压器调压线圈结构设计需要，分接开关主要有线性调、正反调、粗细调、多级粗细调4种调压方式。线性调最多调压级数为32级，正反调、粗细调为35级，多级粗细调为106级。分接选择器绝缘水平分为A、B、C、D、DE五种等级。多级粗细调开关产品型号说明MIII500□—126/C—10191W分接开关联结方式（△为D联结，无标志为Y联结）基本接线图分接开关最高电压（kV）分接开关最大额定通过电流（A）分接选择器绝缘水平编号（A、B、C、D、DE）分接开关相数（I、III）分接开关型号基本接线图说明基本接线图标志由固有分接位置数、最大工作位置数、中间位置数及带或不带转换选择器符号所组成。最大工作位置数10193W例如转换类别（其中W为正反调、G为粗细调、没有代号为线性调）中间位置数（有0、1、3三种）分接选择器每相圆周平面的触头数2开关结构M型有载分接开关为组合式开关，由切换开关和分接选择器两部分组成。通过切换开关筒底齿轮机构的基底和分接选择器槽轮机构的支座进行机械联接，通过联接导线进行电联接。切换开关支座联接导线分接选择器基底2.1切换开关切换开关安装方式分为箱顶式和钟罩式两种，箱顶式开关只有1个不可拆卸的头部法兰，钟罩式开关有1个可卸开的头部法兰和1个中间支撑法兰。分别适用于箱顶式变压器和钟罩式变压器安装。切换开关分三相和单相，三相开关切换机构有三组触头，单相开关有由一组触头和由三组触头并联作一组使用两种形式。三相开关仅用于Y接中性点调压，单相开关可用于任意联结、任意部位调压。切换开关由油室、切换芯子两部分组成。支撑法兰油室由头盖、头部齿轮传动盒、头部法兰（钟罩式还有中间法兰）、联结弯管、绝缘筒、筒底等几部分组成。其主要作用是将分接开关的绝缘油与变压器的绝缘油隔离。头盖安装在头部法兰上，封闭油室，同时安装头部齿轮传动机构、输入操作力矩。上面设计有爆破盖，用于当切换开关内部故障引起油室内压力增大时，破坏并释放压力，以防止油室因超压而损坏。还可以根据需要在上面安装压力释放阀。头盖上还设计有分接位置观察窗和溢油排气螺钉。分接开关与电动机构连接时，两者分接位置必须一致。头部齿轮传动盒相当于1个蜗轮、蜗杆减速器，其功能是将电动机构的驱动力矩减速后再驱动切换芯子进行分接变换操作。头部法兰用于与变压器箱盖连接，上有三个弯管：R、S、Q及变压器油箱溢油排气孔E。弯管R通过气体继电器与开关储油柜相连；吸油管S是切换开关换油时从油室底部内抽油用的，它通过分接开关头部法兰与一根伸至油室底部的绝缘管连结；注油管Q是油室的加油管。所有连接弯管根据安装需要可以自由旋转角度，最后用压圈固定。旁通管E是变压器溢油排气孔。安装了分接开关的变压器在干燥和运输过程中，必须将E与Q用旁通管连通，保证油室内压力与变压器油箱内压力一致，避免油室损坏。R管和Q管安装时可以根据需要将其功能互换绝缘筒与头部法兰（或中间法兰）、筒底固装为一体，绝缘筒上装有单、双数触头和中性点触头，分别与切换芯子上的触头对应联接。单、双数触头引出端分别与分接选择器的单、双数动触头连接。筒底上安装有驱动位置指示盘的传动齿轮机构和驱动分接选择器槽轮机构的传动齿轮。并通过它将切换开关与分接选择器联为一体。切换芯子是切换开关的关键部件，主要由托板、支撑绝缘筒、绝缘转轴、储能机构、触头切换机构和过渡电阻器组成。芯子装在油室内，并采用抽出式结构，便于检修。电动机构的操作力矩通过头部齿轮传动机构减速，至每级分接变换操作绝缘转轴转动1/2圈，绝缘转轴带动主轴旋转，装在主轴上的偏心轮驱动储能机构的上滑板左右移动，压缩储能弹簧，完成储能后使其释放，快速驱动触头切换机构按程序切换，实现电流的转移。M型开关的储能机构采用枪机释放原理，初始力矩大，定位准确，安装在开关触头切换机构上部，主要由上滑板、下滑板、导轨、弹簧、爪卡、凸轮盘等零件组成。进行切换操作时，偏心轮旋转带动上滑板沿导轨左右移动，压缩安装在上、下滑板之间的导轨上的弹簧储能。弹簧完成储能后，上滑板的拨指拨动爪卡，释放凸轮盘，凸轮盘在受压缩弹簧推动的下滑板作用下快速转动，通过凸轮盘的惯性转矩驱动切换开关触头系统动触头按程序顺序进行开闭动作。储能机构绝缘转轴偏心轮触头切换机构是切换开关的心脏，包括三相动触头系统、驱动装置及静触头系统。每相触头都有单数侧及双数侧的主触头组、主通断触头组、过渡触头组、中性点引出触头组。在动触头系统，三相的主触头（俗称“羊角触头”）通过螺栓、衬套安装在导板上，通过安装在中心套轴上的夹板驱动。由于结构原因，绝缘距离很小，为此将它们用导电环联结在一起，仅用于三相Y接中性点调压。主通断触头组和过渡触头组安装在绝缘性能良好的上、下导板的导槽内，与转换扇形件曲槽内的滚销相连，并由绝缘板组成的灭弧室将其相互隔开，以防止切换时各触头组之间飞弧击穿。转换扇形件装有尾推补偿弹簧，以触头烧损后切换程序不变，提高触头电气寿命。触头切换机构过渡电阻器静触头系统与动触头系统相对应，装在绝缘弧形板上，并安装固定在上、下导板上。触头切换机构动作原理为：储能机构凸轮盘在下滑板的推动下快速旋转74º，并驱动安装动触头系统的套轴旋转，套轴带动一组夹板和一组托架旋转，夹板驱动主触头左右摆动，托架驱动转换扇形件左右摆动，按切换程序要求依次接通单（或双）数侧触头组和双（或单）数侧触头组，将负载电流从单（或双）数侧转换到双（或单）数侧输出。过渡电阻是是切换过程中，单、双数过渡触头同时接通时，用于限制变压器级间循环电流的元件，由具有高耐热性能的镍铬扁丝绕制。级进槽轮机构转换选择器双数单数ABC2.2分接选择器分接选择器采用笼式“外套内引”结构，联接导线从装有接触环的中心绝缘柱内引出，一端与接触环连接，一端与切换开关单、双数触头连接。分接选择器分三相和单相，三相开关有三组触头，单相开关有由一组触头和由两组或三组触头并联作一组使用三种形式。分接选择器由级进槽轮机构和接触系统组成。线性调开关不带转换选择器，正反调、粗细调开关则带转换选择器。分接选择器的动作，是通过筒底齿轮的联轴器与槽轮机构上拨槽件的传动轴上部的扇形块进行滑动联结实现的。级进槽轮机构是一个由2个槽轮和1个拨槽件组成的级进传动装置。进行一次分接变换时，拨槽件转动半圈，同时它的滚子带动单（或双）数槽轮作不规则的72°的或少于72°的旋转转动，把分接选择器桥式动触头从一个分接端子移到相邻的另一个分接端子上。2个槽轮交替间歇工作，以保证切换动作是单→双→单→双方式进行。接触系统由装有接触环的中心绝缘柱、装有静触头的绝缘板条、带动桥式动触头的传动杆等组成。动触头是联接静触头与接触环的触桥，通过固定在单、双数槽轮上的传动杆驱动。转换选择器是依靠装在级进槽轮机构上的换向件驱动的，用于正反调开关改变调压线圈极性和粗细调开关转换粗调分接头位置。3开关工作原理分接开关每次调压的分接变换操作由电动操作机构驱动，分接开关分二步完成，动作程序始终遵循先选择后切换的原则。首先由分接选择器的一组不带电流的动触头动作，预选择与工作分接相邻的分接位置，然后由切换开关把负载电流从原来的工作分接位置上转换到预选择好的分接位置上来，完成一级分接变换操作。(a)RRR(b)R(c)RRR(d)R(e)RRRR(f)(g)RRM型有载分接开关采用双电阻过渡的旗循环法变换，电弧触头变换程序为“1-2-1”程序，即动弧触头先接触1个定弧触头，然后再同时接触2个定弧触头，交替动作直到切换完毕。K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图4→5K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图4→5K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图4→5K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图4→5K1K2K4RRK3IcM型有载分接开关分接变换顺序图4→5K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图4→5K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图4→5K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图5K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图5→6K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图5→6K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图5→6K1K2K4RRK3IcM型有载分接开关分接变换顺序图5→6K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图5→6K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图5→6K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图6K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图6→5K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图6→5K1K2K4RRK3IcM型有载分接开关分接变换顺序图6→5K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图6→5K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图6→5K1K2K4RRK3M型有载分接开关分接变换顺序图54开关的出厂试验及检查装配完工的切换开关和分接选择器，要按照出厂试验要求进行检验，合格后方能出厂。出厂试验项目包括：a.触头压力测量测量切换芯子上单、双数引出触头、中性点引出触头与油室上对应触头的接触压力；测量分接选择器动、静触头接触压力；测量转换选择器触桥接触压力。b.接触电阻测量测量每对触点接触电阻不大于500μΩ。c.压力试验在室温下，切换开关油室应能承受6×104Pa压力，24h无渗漏。d.绝缘试验开关在105±5℃温度中干燥24h后，放入耐压强度大于45kV/2.5mm的变压器油中，排尽空气后进行工频耐压试验。e.顺序试验测量分接选择器动触头离开及合上时间、切换开关动作时间及切换波形。f.机械试验在触头不带电情况下，进行10个以上完整循环的电动操作（不少于2000次），应无故障。5维护与检修5.1定期维护切换开关油室内的绝缘油在切换后会有碳化现象，引起耐压下降，为保证分接开关工作可靠性，应定期进行油样化验，检查绝缘油应符合要求，否则应滤油或更换新油。分接开关的维护，通常可以在变压器年检时进行，即一年一次，维护内容包括以下几部分：——油枕及硅胶去湿器——分接开关油室内取油样作试验分接开关维护注意事项：（1）、维护有载分接开关通常可以在变压器不停止运行的情况下进行，因此，必须强调注意安全，由具有专业知识并经过培训合格的人员来完成，必须遵循电力部门制定的安全操作规程，工作现场不能少于2人。（2）、工作现场不能有明火（如抽烟等），因为有载分接开关在切换过程中产生电弧而生成的可燃性气体会经油枕上的去湿器排出，这样油枕周围可能有可燃性气体。油枕及硅胶去湿器维护观察油枕上的油位