某換流站單元Ⅰ東北側換流變A相有載開關2油流繼電器異常分析

林麗琴+歐賢靖

【摘 要】 某換流站發生單元I東北側A相換流變有載開關2油流繼電器接點3誤導通設備異常事件，故障經確認后，立即對異常現象進行檢查處理，通過對某站010B換流變A相有載開關油流繼電器故障個例的認真解剖分析，發現了此故障為油流繼電器家族性缺陷，并隨后完成了全部整改，避免了保護誤動有效保證了直流系統的安全穩定運行，為相關缺陷的研究提供參考。

【關鍵詞】 換流變壓器 油流繼電器 家族性缺陷

1 引言

某換流站發生單元Ⅰ東北側A相換流變有載開關2油流繼電器接點3誤導通設備異常事件，2013年該回路已執行了國網公司“反措”相關要求，將換流變分接開關油流繼電器更換成有3對接點繼電器，并采用“三取二”出口邏輯，事件發生過程中換流變非電量保護未動作。通過對某站010B換流變A相有載開關油流繼電器故障個例的認真解剖分析，發現了此故障為油流繼電器家族性缺陷，并隨后完成了全部整改，避免了保護誤動有效保證了直流系統的安全穩定運行。

2 油流繼電器故障基本情況

01時09分，OWS系統報“010B換流變A相有載開關油流2_3告警”，二次檢修人員對010B換流變A相有載開關2油流繼電器外觀及二次回路進行了檢查：油流繼電器防雨罩安裝緊固，接線盒及電纜入孔密封良好，接線盒內部干燥，電纜無破損。

通過油流繼電器觀察窗檢查繼電器節點動作情況，3對節點均未動作。在010B換流變A相本體端子箱測量有載開關2油流繼電器開出節點電壓；在本體端子箱處將二次相關回路隔離后，用絕緣電阻表250V檔位測量油流繼電器回路絕緣電阻，發現第三對節點觸點間絕緣不良。

3 油流繼電器故障分析情況分析及結論

3.1 過程分析

首先解體后檢查干簧管外觀未發現異常，玻璃管無破損，真空密閉良好，接點行程滿足要求。接著用500V搖表對3幅接點進行絕緣測試，發現絕緣問題與外接線無關。通過進一步檢查干簧管，發現干簧管根部金屬存在裸露，且存在黑色覆著物。未發生問題的干簧管也存在類似問題，但程度不甚嚴重。 通過將節點3干簧管根部的黑色覆著物擦去后，測量其絕緣和直流電阻均恢復正常，說明干簧管根部黑色覆著物是造成接點短路直接原因。由于分接開關在切換過程中產生電弧會使油析出CO，CO2，H2，CH4，C2H2等氣體及游離碳和油垢，氣體可以從絕緣油中排出，游離碳和油垢會混在絕緣油中，另外，由于電弧灼傷觸頭表面，還有少量觸頭材料融化后濺射出來金屬顆粒也混在絕緣油中。雖然裝設了在線濾油機，但是不能將全部顆粒濾除，分接開關油箱內不可避免地出現雜質顆粒，并且雜質顆粒為導體。

在正常運行過程中，干簧管接點兩端一端帶有正電，另一端帶有負電，靜電吸附作用將油中的雜質顆粒吸附在干簧管繼電器的根部，由于制造工藝原因干簧管根部導電端未全密封，通過玻璃管接點引出金屬裸露處將接點短路。在檢查過程中對繼電器殼體內側及各個縫隙處進行了檢查，均未發現殘留的黑色覆著物，說明了靜電吸附作用起到了關鍵性作用。

3.2 初步結論

正常運行過程中，換流變有載調壓開關動作產生電弧油箱內不可避免地出現游離碳及金屬雜質，有載分接開關油流繼電器接點兩端正常運行時帶有正電和負電，由于靜電的吸附作用將導電顆粒吸附在干簧繼電器接點引出端金屬裸露處導致接點短路。

4 油流繼電器故障處理情況

為排查是否為家族性缺陷，確保某站穩定運行，某站進行2013年9月份年度檢修工作期間，對站內所有充油設備的瓦斯繼電器節點絕緣電阻進行測試，并檢查所有干簧繼電器根部集汚情況。經測試發現部分油流繼電器也存在節點絕緣不良情況，屬家族性缺陷。

4.1 絕緣測試情況

經對24臺在運換流變48個分接開關油流繼電器144個節點進行絕緣測試，發現30個節點絕緣不良，發現041B換流變B相油流繼電器2的節點1干簧管破裂，011B換流變A相油流繼電器1節點2、021B換流變C相油流繼電器2節點2干簧管根部內部在絕緣測試時放電，已全部更換備品處理。

4.2 處理情況

經與ABB廠家多次協商，為避免干簧管根部積碳導致節點短路情況，決定用無毛布擦拭所有節點根部及節點焊接柱，將雜質清除干凈，并用AB膠（哥倆好）涂抹到節點根部，防止運行時節點吸附碳化物質導致絕緣不良。處理完畢后，對所有節點進行復測，測試結果均正常。

4.3 后續改進

經與廠家多次溝通，目前廠家已完善干簧管根部絕緣情況，在干簧管根部套一個絕緣護套，今后工程中將全部采用改善后的干簧管，以防止積碳導致絕緣降低情況，確保直流系統穩定運行。

5 結語

按照國網公司《換流變壓器瓦斯、油流繼電器選型與試驗導則》中的“干簧觸點固定牢固，玻璃管完好，根部引出線焊接可靠，引出硬柱不能彎曲，并套絕緣套固定、不得有金屬裸露，防止積碳”要求，某站分接開關油流繼電器干簧管設計施工不滿足正常運行要求，易導致油流繼電器故障報警甚至直流系統強迫停運。某站通過認真分析單一油流繼電器分接開關故障報警，及時發現了該家族性缺陷，有效提高了設備運行穩定運行，具有很好的借鑒推廣意義。國網公司其他直流換流站可據此排查本站油流繼電器分接開關是否為同一廠家生產，是否存在同類問題，以提高整個電網的安全運行水平。

參考文獻：

[1]換流變壓器瓦斯、油流繼電器選型與試驗導則.秦皇島超高壓管理處.2008.

[2]換流變壓器出廠技術文件，2008年10月.

[3]DL-T 596—1996 電力設備預防性試驗規程，中華人民共和國電力工業部，1996-09-25.

[4]東北電科院高壓試驗作業指導書.