变压器有载分接开关交流测试技术
田景武 梁之林
(吉林省电力有限公司电力科学研究院 吉林 长春 130021)
摘 要：对供电系统有载电力变压器分接开关带绕组动作特性直流测试波形异常原因进行分析，阐述了直流测试产生电流弹跳断续、不能反映开关正常切换过程等现象的原因，介绍了变压器有载调压分接开关交流测试技术现场应用情况。
关键词：电力变压器；有载分接开关；触头；绕组；测试；波形
随着电网的发展和供电电能质量标准的要求和考核，电网内有载调压变压器越来越多，变压器有载调压开关事故也越来越多。据东北电网统计，1981年至2000年20年中，大型电力变压器有载调压分接开关故障导致的变压器事故占变压器事故的8.62%，有的事故后果比较严重，如河南某220kV变电站所用变有载调压装置验收切换档位时发生爆炸，全站失压，6名人员被烧伤。国家电网公司将变压器有载分接开关事故列入了防止重大事故电力设备事故的内容之一。
1 有载分接开关交换程序出厂试验
生产企业有载分接开关出厂一般采用裸开关试验方法，测量分接开关的交换程序。测试电气原理结线图如图1。
(a) 交流检示电路 (b) 典型波形示意图
图1 双电阻过渡旗循环法切换开关交流检示电路及典型示波图
提供用户共比对使用的波形如图2。
变压器生产厂、变压器现场安装、运行后的试验与出厂试验
条件不同，即使分接开关安装或大修时由变压器中吊出，一部分
触头接点也联接于变压器绕组上，无法测试开关全部全部触头的
接触、动作过程中的联接情况。变压器生产厂、变压器安装后和
运行中试验以带变压器绕组测试分接开关动作特性为宜。
2 变压器有载分接开关安装后试验
变压器生产厂、现场安装、运行后，目前国内一般使用
直流带绕组测试变压器有载分接开关动作特性，测试的内容
包括：过渡电阻测量、切换程序测量、三相不同步时间测试，
测试获得的波形的数据与分接开关出厂试验数据进行比对。
变压器有载分接开关动作特性直流带绕组测试存在以下
问题：
t1—单电阻工作时程(前半桥) t2—双电阻工程时程(桥接) t3—单电阻工作时程(后半桥) 图2 分接开关出厂试验标准波形
图3 分接开关现场带绕组直流测试波形1
1. 被测变压器受调压绕组结线形式限制。直流测试
只适用于调压绕组YN结线的变压器测试。
2. 测试过程受分接开关触头接触电阻影响，与分接
开关出厂测试波形比对波形变异较大，经常发生
分接开关动作特性不能可靠结论和不同技术人员
结论不一致，有的波形测试人中无法给出结论，
影响设备正常投入运行。图3、图4是两台变压器
有载分接开关带绕组直流测试获取的波形，测试图4 分接开关现场带绕组直流测试波形1 人员不能结论变压器分接开关交换程序状态，经
交流测试确认分接开关交换程序正常，变压器投入运行。
3. 对分接开关直流带绕组测试波形严重异常，交换程序无法判定的状态的变压器，试验单位为保证
变压器安全运行，要求改为无载调压变压器运行。
4. 对于直流测试波形异常的分接开关，多以分接开关生产厂质量承诺的方式投入运行，给安装、检
测、产品生产单位工作带来一定麻烦和不必要的成本支出。
5. 测试所获得的波形解析性不是唯一的，所出具的结论来为各国工程技术界认同。
6. 由于对直流带绕组测试变压器有载分接开关动作特性效果及结论的争议较大，有的检测单位甚至
拒绝使用直流方法测试。
3 变压器有载分接开关交流测试技术
为检验分接开关安装质量，准确判定变压器有载分接开关准动作特性，降低变压器分接开关事故，排除由于测试技术上不适应对无缺陷分接开关的误判断，科研部门投入一定力量研发变压器有载分接开关动作特性带绕组交流测试技术。
3.1 带绕组交流测试分接开关动作特性，有以下优势：
1. 模拟变压器的运行状态测试，能可靠发现分接开关动作过程存在的缺陷。
2. 可对调压绕组不同结线的变压器进行分接开关测试，填补变压器有载分接开关测试的空白区域。
3.2 国内变压器有载分接开关交流测试技术的研究情况
变压器有载分接开关现场测试是一个困挠供电系统多年的棘手问题，由
于现场试验需要与科研之间信息沟通不够，以及变压器分接开关交流测试技
术研发，特别是应用现场试验技术难度比较大，国内科研单位投入的研发资
金和力量较小。吉林省电力科学研究院经过2年多的研发，成功研制出变压
器有载分接开关交流测试装置(见图7)，并通过了省级专家鉴定，获吉林省电
力有限公司2008年科技进步一等奖，在生产实践中解决了很多疑难问题。图
8为吉林省220kV某变电站主变大修后分接开关带绕组三相交流测试波形图
及分析。
该装置在研发设计中，以现场试验需要为前提，将现代计算机技术、传
感技术、交流高压试验理论结合在一起，在单相220V工作电源输入标准三
相试验电源输出、基础量自动获取和比较、高电压单相试验及零序大电流测
试接口、人机界面友好交流、后台分析软件等多方面创新，以较高起点实现
变压器有载分接开关动作特性带绕组交流测试技术现场应用，将对国内外变
压器有载分接开关动作特性测试产生重要影响。 图7 分接开关动作 特性交流测试装置
图8 220kV变压器大修后M型分接开关动作特性交流测试波形
3.3 变压器有载分接开关交流测试技术应用
3.1 由于吉林省电力科学研究院研发变压器有载开关交流测试技术是基于现场实践普遍遇到问题，在研制
过程中即应安装、试验单位要求进行变压器分接开关现场测试中疑难问题诊断性试验。一年中，先后判定多台变压器生产待出厂变压器、新安装变压器、变压器大修后分接开关试验等所遇到的直流测试不能结论的问题，发现和结论变压器缺陷性。被检测的变压器包括了三相YN结线、Y结线、单相、消弧线圈等各种变压器类设备，均取得理想效果。
3.2 通过交、直流分接开关测试波形比较，证明无缺陷分接开关切换过程中不会出现电流的断续和跳跃，
分接开关切换过程中触头冲击不会使导电回路发生接触不良。
3.3 保证分接开关安全切换的核心是切换全过程没有电流断续现象，交流测试可以准确反映分接开关切换
过程中电流是否连续。
4 结束语
变压器有载分接开关交流测试技术作为一种检测新技术应用于实践，澄清和解决了多年来在分接开关测试工作中的模糊认识和不能结论的问题。随着变压器有载分接开关交流测试技术的研究和发展，将更为准确的检验分接开关动作特性，为国家、行业标准完善提供技术支撑。
作者简介：田景武(1954-)，男，吉林电力学院电机系毕业，高级工程师，现从事高电压试验技
术研究工作。
梁之林(1950-)，男，东北电力学院电力系统自动化专业毕业，高级工程师，现从事高电压试验技术研究工作。
联系人：梁之林 电话：0432－2403337 [1**********] Email: [email protected] 通讯地址：吉林省吉林市上海路50号 邮编：132001
变压器有载分接开关交流测试技术
田景武 梁之林
(吉林省电力有限公司电力科学研究院 吉林 长春 130021)
摘 要：对供电系统有载电力变压器分接开关带绕组动作特性直流测试波形异常原因进行分析，阐述了直流测试产生电流弹跳断续、不能反映开关正常切换过程等现象的原因，介绍了变压器有载调压分接开关交流测试技术现场应用情况。
关键词：电力变压器；有载分接开关；触头；绕组；测试；波形
随着电网的发展和供电电能质量标准的要求和考核，电网内有载调压变压器越来越多，变压器有载调压开关事故也越来越多。据东北电网统计，1981年至2000年20年中，大型电力变压器有载调压分接开关故障导致的变压器事故占变压器事故的8.62%，有的事故后果比较严重，如河南某220kV变电站所用变有载调压装置验收切换档位时发生爆炸，全站失压，6名人员被烧伤。国家电网公司将变压器有载分接开关事故列入了防止重大事故电力设备事故的内容之一。
1 有载分接开关交换程序出厂试验
生产企业有载分接开关出厂一般采用裸开关试验方法，测量分接开关的交换程序。测试电气原理结线图如图1。
(a) 交流检示电路 (b) 典型波形示意图
图1 双电阻过渡旗循环法切换开关交流检示电路及典型示波图
提供用户共比对使用的波形如图2。
变压器生产厂、变压器现场安装、运行后的试验与出厂试验
条件不同，即使分接开关安装或大修时由变压器中吊出，一部分
触头接点也联接于变压器绕组上，无法测试开关全部全部触头的
接触、动作过程中的联接情况。变压器生产厂、变压器安装后和
运行中试验以带变压器绕组测试分接开关动作特性为宜。
2 变压器有载分接开关安装后试验
变压器生产厂、现场安装、运行后，目前国内一般使用
直流带绕组测试变压器有载分接开关动作特性，测试的内容
包括：过渡电阻测量、切换程序测量、三相不同步时间测试，
测试获得的波形的数据与分接开关出厂试验数据进行比对。
变压器有载分接开关动作特性直流带绕组测试存在以下
问题：
t1—单电阻工作时程(前半桥) t2—双电阻工程时程(桥接) t3—单电阻工作时程(后半桥) 图2 分接开关出厂试验标准波形
图3 分接开关现场带绕组直流测试波形1
1. 被测变压器受调压绕组结线形式限制。直流测试
只适用于调压绕组YN结线的变压器测试。
2. 测试过程受分接开关触头接触电阻影响，与分接
开关出厂测试波形比对波形变异较大，经常发生
分接开关动作特性不能可靠结论和不同技术人员
结论不一致，有的波形测试人中无法给出结论，
影响设备正常投入运行。图3、图4是两台变压器
有载分接开关带绕组直流测试获取的波形，测试图4 分接开关现场带绕组直流测试波形1 人员不能结论变压器分接开关交换程序状态，经
交流测试确认分接开关交换程序正常，变压器投入运行。
3. 对分接开关直流带绕组测试波形严重异常，交换程序无法判定的状态的变压器，试验单位为保证
变压器安全运行，要求改为无载调压变压器运行。
4. 对于直流测试波形异常的分接开关，多以分接开关生产厂质量承诺的方式投入运行，给安装、检
测、产品生产单位工作带来一定麻烦和不必要的成本支出。
5. 测试所获得的波形解析性不是唯一的，所出具的结论来为各国工程技术界认同。
6. 由于对直流带绕组测试变压器有载分接开关动作特性效果及结论的争议较大，有的检测单位甚至
拒绝使用直流方法测试。
3 变压器有载分接开关交流测试技术
为检验分接开关安装质量，准确判定变压器有载分接开关准动作特性，降低变压器分接开关事故，排除由于测试技术上不适应对无缺陷分接开关的误判断，科研部门投入一定力量研发变压器有载分接开关动作特性带绕组交流测试技术。
3.1 带绕组交流测试分接开关动作特性，有以下优势：
1. 模拟变压器的运行状态测试，能可靠发现分接开关动作过程存在的缺陷。
2. 可对调压绕组不同结线的变压器进行分接开关测试，填补变压器有载分接开关测试的空白区域。
3.2 国内变压器有载分接开关交流测试技术的研究情况
变压器有载分接开关现场测试是一个困挠供电系统多年的棘手问题，由
于现场试验需要与科研之间信息沟通不够，以及变压器分接开关交流测试技
术研发，特别是应用现场试验技术难度比较大，国内科研单位投入的研发资
金和力量较小。吉林省电力科学研究院经过2年多的研发，成功研制出变压
器有载分接开关交流测试装置(见图7)，并通过了省级专家鉴定，获吉林省电
力有限公司2008年科技进步一等奖，在生产实践中解决了很多疑难问题。图
8为吉林省220kV某变电站主变大修后分接开关带绕组三相交流测试波形图
及分析。
该装置在研发设计中，以现场试验需要为前提，将现代计算机技术、传
感技术、交流高压试验理论结合在一起，在单相220V工作电源输入标准三
相试验电源输出、基础量自动获取和比较、高电压单相试验及零序大电流测
试接口、人机界面友好交流、后台分析软件等多方面创新，以较高起点实现
变压器有载分接开关动作特性带绕组交流测试技术现场应用，将对国内外变
压器有载分接开关动作特性测试产生重要影响。 图7 分接开关动作 特性交流测试装置
图8 220kV变压器大修后M型分接开关动作特性交流测试波形
3.3 变压器有载分接开关交流测试技术应用
3.1 由于吉林省电力科学研究院研发变压器有载开关交流测试技术是基于现场实践普遍遇到问题，在研制
过程中即应安装、试验单位要求进行变压器分接开关现场测试中疑难问题诊断性试验。一年中，先后判定多台变压器生产待出厂变压器、新安装变压器、变压器大修后分接开关试验等所遇到的直流测试不能结论的问题，发现和结论变压器缺陷性。被检测的变压器包括了三相YN结线、Y结线、单相、消弧线圈等各种变压器类设备，均取得理想效果。
3.2 通过交、直流分接开关测试波形比较，证明无缺陷分接开关切换过程中不会出现电流的断续和跳跃，
分接开关切换过程中触头冲击不会使导电回路发生接触不良。
3.3 保证分接开关安全切换的核心是切换全过程没有电流断续现象，交流测试可以准确反映分接开关切换
过程中电流是否连续。
4 结束语
变压器有载分接开关交流测试技术作为一种检测新技术应用于实践，澄清和解决了多年来在分接开关测试工作中的模糊认识和不能结论的问题。随着变压器有载分接开关交流测试技术的研究和发展，将更为准确的检验分接开关动作特性，为国家、行业标准完善提供技术支撑。
作者简介：田景武(1954-)，男，吉林电力学院电机系毕业，高级工程师，现从事高电压试验技
术研究工作。
梁之林(1950-)，男，东北电力学院电力系统自动化专业毕业，高级工程师，现从事高电压试验技术研究工作。
联系人：梁之林 电话：0432－2403337 [1**********] Email: [email protected] 通讯地址：吉林省吉林市上海路50号 邮编：132001