某直流換流站換流變分接開關壓力繼電器動作跳閘分析

郭帥+李濤+陳豪+侯文壯

（國網湖北省電力公司檢修公司直流運檢中心 湖北 宜昌 443000）

摘 要：換流變壓器是換流站的核心設備之一，壓力繼電器對換流變分接開關起著重要的保護作用，正常運行過程中如果壓力繼電器誤動作將會引起極閉鎖，本文壓力繼電器結構及誤動作原因方面對換流站換流變分接開關壓力繼電器進行了簡要分析，并提出了改進建議。

關鍵詞：換流變、壓力繼電器、極閉鎖、受潮

1引言

近期某換流站極Ⅱ換流變Y/Y C相分接頭壓力繼電器12.2先后一個月內兩次動作，導致極Ⅱ直流系統兩次故障停運。事后，檢修人員在進行了故障分析并和ABB廠家人員一起進行了故障消缺和反事故安措處理。本文將對此次事故的過程、原因分析及處理過程予以介紹。由于兩次事故發生的情況基本相同，所以本文僅介紹第二次的事故情況。17：05，極Ⅱ換流變Y/Y C相分接頭壓力繼電器12.2動作，隨后控制系統自動閉鎖極Ⅱ，跳開并閉鎖交流開關。

2、故障檢查

故障發生后，運行值班人員和ABB廠家人員對故障現場進行了檢查和緊急事故處理，情況如下：

變壓器停運后，檢查控制系統確實收到換流變Y/Y-C相12.2壓力繼電器送來的跳閘信號，控制系統動作正確。

在事故發生后，現場對極II換流變Y/Y-C相12.2壓力繼電器接線盒的密封情況進行了仔細檢查。該接線盒的蓋板固定螺絲緊固無松動，蓋板、密封圈等部件完好無變形、破損，蓋板的密封情況良好。

開蓋后發現蓋板底部和接線端子上有大量的水珠（見圖1），測量信號電纜的絕緣電阻很低。對接線盒進行了烘干處理，測電纜的絕緣合格。對其他相變壓器的同類電纜測絕緣均合格。

3、故障原因分析

（1）分接頭壓力繼電器的動作原理

圖2為分接頭壓力繼電器的結構原理圖，圖3為分接頭壓力繼電器的節點圖。如圖2所示，當分接頭油箱內部的壓力大于彈簧壓力時，氣體將把活塞往上頂，導致節點NO和C相連，即圖3中的61與62節點導通，64與65節點導通，這兩副節點分別送到控制的A、B兩套系統中，發出跳閘等指令。控制系統發現此種故障時不進行系統切換，而直接發跳閘命令，即這兩副節點只要有一副節點導通就發跳閘命令[1]。

（2）故障原因分析

現場打開極II換流變Y/Y-C相分接開關12.2壓力繼電器接線盒時發現接線盒蓋板上有大量水珠，接線盒內部很潮濕，如圖1所示。可以肯定，本次事故跳閘是由于分接頭壓力繼電器接線盒內部受潮從而導致跳閘回路絕緣降低引起的。

接線盒內部受潮原因：檢查接線盒密封情況，發現密封情況良好，因此可以排除因盒蓋密封不好而進水的可能性。由于接線盒存在大量水珠，因此可以排除由接線盒上次密封時殘留在盒內的潮氣凝結成水珠的可能性（接線盒體積并不大，約為120×85×65mm[2]，內部空氣中的潮氣凝結后形成不了大量的水珠）。我們認為導致接線盒內部受潮的原因是：信號電纜在進入接線盒時密封不好，電纜布置不合理（信號電纜進入接線盒時為水平放置），造成雨水順著電纜外皮摻入到接線盒內（25日在該換流站所在地區下了一場大雨），從而導致壓力繼電器的跳閘回路絕緣降低，進而導致壓力繼電器誤動作。

4、故障處理

在5月29日此故障再次出現后，ABB廠家人員對于故障繼電器（極II Y/Y-C相換流變分接頭壓力繼電器12.2）進行了更換（用備用變Y/Y上的12.2繼電器更換），更換后測量了繼電器信號回路的絕緣水平絕緣合格。

5、暴露出的問題及針對次此事件采取的反措

本次事故跳閘是由于換流變分接頭壓力繼電器接線盒內部受潮導致跳閘回路絕緣降低引起的。

利用停電消缺，檢修人員和ABB人員一起進行了反事故處理工作：

1）對全站部分換流變同類型繼電器的接線盒的密封情況進行了開蓋抽查，發現盒內干燥，密封情況良好；

2）對全站所有換流變（含備用變）同類型繼電器的接線盒與信號電纜的接頭處用絕緣膠布進行了密封包裹處理；

3）在接線盒上部（含信號電纜接頭處）加裝了防雨罩，防止雨水直接淋在接線盒和電纜頭上；

4）將信號電纜朝外向下彎，阻止雨水順著電纜外皮滲入接線盒[3]；

5）對全站所有換流變分接頭壓力繼電器（12.1和12.2）的信號回路進行了絕緣測量，結果發現極I換流變Y/Y-B相12.2繼電器的信號回路的絕緣水平不合格，由ABB人員進行了更換（用備用變Y/Y上的12.1繼電器更換），更換后再次測量絕緣合格。

6、針對次此事件提出的建議

針對此次換流變分接頭壓力繼電器接線盒內部受潮導致跳閘回路絕緣降低的情況，建議以后對換流變瓦斯繼電器、壓力繼電器、電流互感器接線盒及SF6密度監視繼電器等假裝防雨罩，防止大雨時雨水漸入接線盒導致保護誤動作。電纜朝外向下彎，阻止雨水順著電纜外皮滲入接線盒。

參考文獻：

[1]ABB換流站PIS系統，文檔號2750515-141en Rev. 01

[2]ABB換流站PIS系統，文檔號2ZSE 460011 AEZ

[3]國家電網公司 國家電網公司防止直流換流站單、雙極強迫停運二十一項反事故措施