淺談500kv變電站誤跳閘的原因及預防措施

【摘要】本文結合工作實踐，以某市500kv變電站主變發生誤跳閘的事故為例，通過現場調查的主變本體狀況、保護動作情況以及故障錄波數據，分析了主變跳閘的原因，并提出了相應的預防措施。

【關鍵詞】主變；500kv變電站；誤跳閘；非電量保護；瓦斯繼電器

1.事故經過

2011年某日早，某市500kV變電站2號主變保護更換后復役。操作充電前500kV區域一次接線（如圖1所示），主變高壓側開關5032，5033均在分位，同時主變中低壓側開關也均在分位。當第1次合上5033開關給主變充電時，主變三相跳閘。主變保護屏非電量保護裝置上顯示C相本體重瓦斯保護動作，輕瓦斯三相均未發信，同時電氣量保護未動作（保護型號PRS778S）。經現場檢查，一次設備、二次回路、保護裝置均正常，2號主變于當日下午試送成功。

2.現場檢查與故障分析

2號主變三相跳閘后，現場檢修、運行人員迅速查找主變跳閘原因。

（1）外觀檢查：現場檢查2號主變C相本體無噴油和其他異常現象，本體瓦斯繼電器狀態正常，無氣體。

（2）油樣檢查：采集2號主變三相本體油樣進行油樣色譜分析（上中下層油樣），數據正常。

（3）二次回路檢查：二次回路接線正確，無寄生回路，二次回路絕緣正常，大于50MΩ（500V搖表芯—芯，芯—地）。

（4）錄波分析：主變2套保護所錄波形基本一致，主變高壓側電流波形呈典型的勵磁涌流特性（如圖2所示），C相涌流電流最大，其峰值二次值約為0.7A（一次值2800A），A，B相涌流的峰值二次值約為0.25A（一次值1000A），電流持續時間約為160ms（160ms開關已跳開），電氣量保護啟動，無動作出口（如圖3所示）。

通過以上調查分析可知，第1次充電時，現場一次、二次設備均正常，主變電氣量保護并未動作，無明顯短路故障，高壓側三相均出現勵磁涌流且C相勵磁涌流明顯大于A相和B相。第2次試送時，三相勵磁涌流特征明顯，但幅值均比第1次小（如圖4所示），且成功試送后緩慢衰減。

保護報C相重瓦斯動作，輕瓦斯無發信且無內部故障跡象，則可推斷為瓦斯繼電器（型號Comem-BR80LC）連接跳閘動作接點的下浮子抖動或下擋板（如圖5所示）被沖擊而導致動作跳閘。主變充電時，較大的勵磁涌流使線圈收縮和舒展并可能產生一定量的氣體，從而產生油流涌動，推動擋板。另一方面，根據流體力學的理論，液體靜壓力大于動壓力（下浮子上方為靜態區，下方為動態區）時，下浮子也可能產生輕微抖動，從而觸發動作接點。至于兩者動作的靈敏度大小，則需廠家進一步實驗確認。同時，也有廠家認為跳閘是由于主變振動導致接點抖動而引起的。

綜上所述，本次主變跳閘的原因是綜合了上述幾種跳閘因素，因瓦斯繼電器綜合靈敏度過高而導致的誤動作。輕瓦斯則因充電時產生的氣體未達到定值、上浮子下降程度不夠而無發信。主變被沖擊過1次后剩磁減小，故第2次送電時因勵磁涌流變小、油流涌動程度減小而不足以觸發重瓦斯保護動作，試送成功。

3.瓦斯保護誤動作預防措施

目前，勵磁涌流是主變充電時各側開關誤跳的主要原因，雖電氣量保護使用二次諧波、波形不對稱等判別方法對保護進行制動，但非電量保護可能因躲不過勵磁涌流帶來的油流涌動而導致跳閘。一方面反映了勵磁涌流的沖擊性，另一方面反映了瓦斯繼電器動作過于靈敏。為了防止重瓦斯保護誤動作導致主變跳閘的情況，提出了以下預防措施。

（1）瓦斯繼電器應有明確的定值，并將相關定值清單存檔。電科院、廠家的調試人員與運行、檢修人員應加強對瓦斯繼電器質量的管理與控制，協調配合。對于瓦斯繼電器的靈敏度應給出評級。

（2）整理以往發生過誤動作的瓦斯繼電器的型號，進行逐一排查。在新建主變間隔時采用更可靠的瓦斯繼電器；在停電大修時用更可靠的瓦斯繼電器更換掉相同型號靈敏度過高的瓦斯繼電器。

（3）勵磁涌流大小主要取決于斷路器合閘時刻（電壓相位）與變壓器剩磁情況。建議啟動前檢查剩磁情況，若剩磁過大則使用直流消磁等新技術對主變進行消磁處理，以最大程度地減小勵磁涌流。

4.結束語

瓦斯繼電器是油浸式變壓器的重要保護，其可靠性必須得到保障。繼電器靈敏度太高將嚴重影響主變啟動流程，給檢修運行人員帶來不必要的麻煩，同時也會對開關等一次設備造成無謂的沖擊。對于運行中的500kV主變，則更不能接受瓦斯繼電器過于靈敏帶來的誤動。建議對同類型繼電器進行重新調校或使用更可靠的瓦斯繼電器型號，有條件時，在啟動前對主變進行消磁。

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