變壓器重瓦斯保護(hù)動(dòng)作原因分析

近年來(lái)各電力企業(yè)時(shí)常發(fā)生由于變壓器本體瓦斯保護(hù)誤動(dòng)而引起變壓器跳閘的故障，使電力系統(tǒng)和變壓器可靠性運(yùn)行水平和電力用戶供電可靠性都受到影響；

同時(shí)鑒于瓦斯保護(hù)裝置對(duì)反映變壓器繞組匝間短路或內(nèi)部絕緣電弧的故障高度靈敏性和重要作用，一旦誤動(dòng)必須徹底查清誤動(dòng)原因，變壓器本體無(wú)故障后方可投運(yùn)，從而增加了大量現(xiàn)場(chǎng)工作，因此必須采取措施杜絕瓦斯保護(hù)誤動(dòng)。

1原因分析

1.1瓦斯繼電器動(dòng)作行為

　　目前在我國(guó)電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用開(kāi)口杯擋板式瓦斯繼電器，QJ型。

1.1.1正確動(dòng)作情況

　　a．當(dāng)油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障，瓦斯繼電器上開(kāi)口杯旋轉(zhuǎn)干簧觸點(diǎn)閉合，發(fā)“輕瓦斯”信號(hào)。

　　b．變壓器本體內(nèi)部嚴(yán)重故障，瓦斯繼電器內(nèi)油流速度大于1.0~1.4 m/s，即油流沖擊擋板干簧觸點(diǎn)閉合，發(fā)“重瓦斯”動(dòng)作信號(hào)并發(fā)出跳閘脈沖。

　　c．對(duì)于有上下開(kāi)口杯與擋板復(fù)合式瓦斯繼電器（FJ型），當(dāng)變壓器出現(xiàn)嚴(yán)重漏油使油面降低時(shí)，首先上開(kāi)口杯露出油面，發(fā)“輕瓦斯“信號(hào)；繼而下開(kāi)口杯露出油面后，發(fā)“重瓦斯”動(dòng)作信號(hào)并發(fā)出跳閘脈沖，以保護(hù)變壓器。

1.1.2不正確動(dòng)作情況

　　a. 非內(nèi)部故障和其它原因產(chǎn)生較大的油流涌動(dòng)，使重瓦斯接點(diǎn)閉合，發(fā)出跳閘脈沖。

　　b. 由于瓦斯繼電器端子盒進(jìn)水等原因，造成二次回路短接并發(fā)出跳閘脈沖。

　　c. 操作人員誤碰探針等，使重瓦斯接點(diǎn)閉合，發(fā)出跳閘脈沖。

1.2強(qiáng)油循環(huán)變壓器冷卻裝置

1.2.1潛油泵及散熱器

　　220 kV變壓器以母管型式相連接且對(duì)稱布置；500 kV變壓器以母管型式相連但為非對(duì)稱布置。

1.2.2冷卻器

　　PC型片散式冷卻器用揚(yáng)程2.5 m、流量50 m3/h潛油泵，YF120型管式冷卻器用揚(yáng)程15 m、流量40 m3/h潛油泵。

1.2.3冷卻裝置內(nèi)的電氣接線

　　制造廠家改進(jìn)后部分變壓器冷卻裝置電源系統(tǒng)設(shè)有分段切換開(kāi)關(guān)，以利于對(duì)主進(jìn)開(kāi)關(guān)發(fā)生的缺陷進(jìn)行維護(hù)檢修。

1.2.4冷卻裝置的控制方式

　　片散式冷卻器分組對(duì)稱間歇啟/停用可進(jìn)行自動(dòng)控制；管式冷卻器正常負(fù)荷狀態(tài)下為手動(dòng)方式，過(guò)載、過(guò)熱時(shí)僅輔助冷卻器為自動(dòng)方式，當(dāng)有一組工作冷卻器故障時(shí)備用冷卻器為自動(dòng)方式，這為多臺(tái)不同組合方式同時(shí)啟動(dòng)冷卻器提供了可能。

1.3幾起瓦斯保護(hù)誤動(dòng)導(dǎo)致變壓器跳閘情況

1.3.1220 kV XX站#1主變跳閘

　　20040309，檢修人員處理XX#1主變冷卻器控制箱內(nèi)CJ1接觸器C相接頭過(guò)熱缺陷時(shí)，拉開(kāi)控制箱內(nèi)Ⅰ、Ⅱ段聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)KJ，驗(yàn)電后，又合了一次KJ，2~3臺(tái)冷卻器同時(shí)投入，主變重瓦斯動(dòng)作，#1主變跳閘.　故障后，經(jīng)檢查瓦斯繼電器中無(wú)氣體，色譜分析無(wú)異常，主變其它保護(hù)未動(dòng)作，判斷為非主變本體故障。檢查油枕膠囊密封良好，二次回路及瓦斯繼電器均無(wú)異常，瓦斯繼電器流速整定值為1.2 m/s。

　　為進(jìn)一步查找原因，在現(xiàn)場(chǎng)模擬檢修時(shí)冷卻器運(yùn)行方式和不同組合多臺(tái)冷卻器的同時(shí)啟動(dòng)方式，進(jìn)行了求證試驗(yàn)。結(jié)果表明：同時(shí)啟動(dòng)不對(duì)稱2組及以上冷卻器時(shí)，產(chǎn)生油流涌動(dòng)，有可能造成重瓦斯保護(hù)動(dòng)作.

1.3.2 220 kVXX站#3主變跳閘

　　其冷卻器YF120改造更換為片式散熱器PC260026/460（4臺(tái)油泵）后，分別于2002- 11- 10Ｔ21：30和2002- 12- 08T21：58，負(fù)荷和油溫下降，4臺(tái)泵同時(shí)停運(yùn)，主變本體重瓦斯動(dòng)作跳閘。試驗(yàn)表明：3、4臺(tái)泵同時(shí)啟動(dòng)，重瓦斯動(dòng)作。

　　XX供電公司對(duì)片式散熱器主變?cè)谕哆\(yùn)前進(jìn)行了啟動(dòng)油泵試驗(yàn)，結(jié)果為：4臺(tái)泵同時(shí)啟動(dòng)，重瓦斯動(dòng)作。

1.3.3 500 kVXX站#2主變跳閘

　　20000604，運(yùn)行人員巡視時(shí)，發(fā)現(xiàn)主變C相壓力釋放裝置滲油。檢修人員立即趕到現(xiàn)場(chǎng)，經(jīng)分析，原因?yàn)楸倔w與油枕間閥門(mén)未打開(kāi)。檢修人員在帶電打開(kāi)此閥門(mén)時(shí)，造成主變重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘。

1.3.4其它

　　a. 全國(guó)已發(fā)生多起因波紋式儲(chǔ)油柜卡澀使瓦斯保護(hù)誤動(dòng)導(dǎo)致變壓器跳閘故障。

　　b. 2004年1季度系統(tǒng)發(fā)生1次500 kV變壓器重瓦斯干簧接點(diǎn)玻璃管破裂，導(dǎo)致絕緣不良，瓦斯繼電器動(dòng)作導(dǎo)致變壓器跳閘。

　　c. 2002年某變電站#1變壓器備用冷卻器發(fā)生故障。有關(guān)人員在查找故障原因時(shí)，頻繁投切潛油泵，此間變壓器重瓦斯跳閘。

1.4瓦斯繼電器內(nèi)部油流狀態(tài)影響因素

　　瓦斯繼電器內(nèi)部油流狀態(tài)影響因素為：油泵的揚(yáng)程和流量；油枕高度和瓦斯繼電器高度位置；冷卻器進(jìn)出油道布置；內(nèi)部繞組散熱油道排列；油枕至油箱間連接管徑；變壓器內(nèi)部故障性質(zhì)；運(yùn)行中投切潛油泵；檢修維護(hù)操作是否合理。

2防范措施

　　由以上分析可以看出，變壓器本體瓦斯保護(hù)誤動(dòng)涉及到設(shè)計(jì)制造、運(yùn)行維護(hù)、瓦斯繼電器運(yùn)行的可靠性等多方面因素，因此必須采取有力措施進(jìn)行全方位、全過(guò)程、各環(huán)節(jié)治理，以達(dá)到杜絕瓦斯保護(hù)誤動(dòng)的目的。

2.1安裝與投運(yùn)

　　a.變壓器投運(yùn)前應(yīng)確認(rèn)儲(chǔ)油柜、冷卻裝置、凈油器等油系統(tǒng)閥門(mén)均在正確的開(kāi)啟位置，保證油路暢通。

　　b.為防范不對(duì)稱啟/停潛油泵，造成較大的油流涌動(dòng)，冷卻器分成2組，每組潛油泵環(huán)變壓器對(duì)稱布置。

2.2檢修、運(yùn)行與維護(hù)

2.2.1運(yùn)行操作與維護(hù)

　　a.強(qiáng)油循環(huán)變壓器應(yīng)對(duì)稱投入相應(yīng)臺(tái)數(shù)的冷卻器，冷卻器工作、輔助、備用的設(shè)定應(yīng)符合廠家規(guī)定；按負(fù)荷或油溫啟/停冷卻器時(shí)，應(yīng)保證所選冷卻器對(duì)稱運(yùn)行；當(dāng)冷卻裝置電源全部失去，恢復(fù)電源時(shí)應(yīng)逐臺(tái)對(duì)稱間歇（間隔時(shí)間不小于2 min）投入相應(yīng)臺(tái)數(shù)的冷卻器，變壓器運(yùn)行中嚴(yán)禁用分段開(kāi)關(guān)啟/停冷卻器。

　　b.片散式冷卻器啟/停用切換控制開(kāi)關(guān)應(yīng)在自動(dòng)位置，并應(yīng)對(duì)稱間歇（間隔時(shí)間不小于20 s）分組啟動(dòng)。

　　c. 500 kV變壓器在任何運(yùn)行方式下，禁止同時(shí)投入2組及以上冷卻器；工作電源切換前，應(yīng)保證只有1組冷卻器工作，其余冷卻器切換至停運(yùn)位置，電源切換后逐臺(tái)恢復(fù)至原運(yùn)行方式。

2.2.2冷卻裝置控制系統(tǒng)注意事項(xiàng)

　　a.檢修人員在查找控制系統(tǒng)故障原因和修復(fù)工作中，嚴(yán)禁頻繁啟/停潛油泵。

　　b.冷卻裝置電源的分段開(kāi)關(guān)運(yùn)行中在合位，當(dāng)檢修需要其斷開(kāi)時(shí)，潛油泵停、投的操作均應(yīng)逐臺(tái)對(duì)稱間歇進(jìn)行。

　　c.冷卻裝置控制箱、端子箱等應(yīng)有良好的防水、防塵設(shè)施，并加強(qiáng)對(duì)控制回路器件的維護(hù)、檢驗(yàn)，確保控制系統(tǒng)可靠運(yùn)行。

2.2.3檢修工作

　　a.變壓器運(yùn)行中進(jìn)行濾油、補(bǔ)油、更換潛油泵、冷卻器、凈油器和呼吸器或其內(nèi)的吸濕劑工作時(shí)，本體重瓦斯保護(hù)切換為信號(hào)方式。

　　b.運(yùn)行中的變壓器冷卻器油回路、通向儲(chǔ)油柜各閥門(mén)由關(guān)閉位置旋轉(zhuǎn)至開(kāi)啟位置時(shí)；以及當(dāng)油位計(jì)的油面異常升高或呼吸系統(tǒng)有異?，F(xiàn)象，需要打開(kāi)放油或放氣閥門(mén)時(shí)，應(yīng)先將變壓器本體重瓦斯保護(hù)切換為信號(hào)方式。

　　c.波紋式儲(chǔ)油柜應(yīng)保證動(dòng)作靈活，杜絕出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。

2.3注意事項(xiàng)

　　a.應(yīng)定期全面檢查瓦斯繼電器各部位元器件狀態(tài)完好，嚴(yán)格按規(guī)程檢驗(yàn)，做到方法正確、整定準(zhǔn)確、動(dòng)作可靠。

　　b.應(yīng)有可靠有效的防雨、防潮、防振動(dòng)措施，防止由于環(huán)境原因造成瓦斯保護(hù)誤動(dòng)。

　　c.變壓器運(yùn)行中，防止誤碰探針。

2.4制造

　　制造廠家應(yīng)進(jìn)一步對(duì)變壓器內(nèi)部油流狀態(tài)進(jìn)行理論計(jì)算和模擬試驗(yàn)研究，以提供可靠運(yùn)行依據(jù)。

3結(jié)束語(yǔ)

　　在采取上述措施之后，由于變壓器本體瓦斯保護(hù)誤動(dòng)導(dǎo)致變壓器跳閘的現(xiàn)象將會(huì)大大減少。

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