淺析牽引變壓器非電量保護誤動原因及解決方案

【摘 ?要】變壓器非電量保護一直是變壓器保護的重要組成部分.本文對某牽引變電所主變非電量保護誤動的實例進行了原因分析，引進類似案例并提出了改進方案。

【關鍵詞】變壓器;非電量保護

Abstract：Transformer non-electric protection has always been an important part of transformer protection.In this paper，the causes of misoperation of non-electric protection of main transformer in a traction substation are analyzed，similar cases are introduced and the improvement scheme is put forward.

Key words：transformer ?non-electric protection

1、引言

1.1變壓器非電量保護概念及用途

非電量保護，顧名思義就是由非電量反映的故障動作或發信的保護，一般是指保護的判據不是電量，而是非電量，如瓦斯保護（通過油速整定）、溫度保護（通過溫度高低）等。非電量保護主要包括本體重瓦斯、本體輕瓦斯、壓力釋放、油溫過高等，經壓板直接出口跳閘或發信報警。變壓器的非電量保護的正確運作，使變壓器內部故障時能及時切斷電源，限制了電能轉化為熱能和化學能，也限制了油體積的劇烈膨脹及絕緣油分解成氣體，可以有效將故障控制在允許的范圍內，有效保護主變，避免故障擴大，減少損失。

2、實例簡介

2.1概況

2018年6月26日，某牽引變電所正常情況下5#、7#B運行6#、8#B熱備，在對應饋出供電單元217、218斷路器距離一段動作后400ms內7#B在4ms內超溫跳閘、本體重瓦斯、壓力釋放同時動作，同時6#、8# B非電量保護也報警動作。

2.2應急處置過程

12時58分，該所值班人員對5#、7#變進行紅外測溫及溫控器溫度指示檢查，均為50度左右，遠小于超溫跳閘的設定值85度。13時35分，檢修人員到所查看保護裝置、后臺報文、錄波文件，發現均無備自投啟動報文。14時34分，檢修人員對該所5#、7#主變進行檢查和試驗。15時40分，檢修人員對該所5#、7#主變進行絕緣電阻測試、直流電阻試驗，并取油。18時20分，檢修人員完成5#、7#變試驗工作，試驗數據合格。21時11分，檢修人員對該所5#、7#主變端子箱、二次回路及保護裝置進行檢查。27日00時11分檢修人員對5#、7#變壓器非電量回路電纜分別進行絕緣測試。01時09分，檢測5#、7#變壓器非電量回路電纜，壓力釋放對地、重瓦斯對地、超溫跳閘對地及壓力釋放、重瓦斯、超溫跳閘兩兩之間絕緣均大于600MΩ，絕緣滿足要求。01時45分，完成5#、7#變本體保護裝置內部板件檢查，無明顯燒損跡象。

綜上所述，變壓器油色譜分析、耐壓試驗均符合標準，現場變壓器設備無異常。

2.3事故原因分析

（1）217、218饋線供電單元故障報文分析

從217、218饋線供電單元故障報文可以看出，本次跳閘為低電壓大電流，阻抗角在70度左右，符合金屬性接地的數據特征。相關網工區現場巡視發現該區間036#支柱AF線懸式絕緣子有放電燒傷痕跡，結合故障報文及現場檢查巡視情況，判斷217DL、218DL跳閘原因為異物短接AF線懸式絕緣子引發接地跳閘。

（2）217、218供電單元斷路器距離一段動作后400ms內7#變非電量故障報警，根據保護裝置保護區間和安裝方式來看：變壓器本體保護和饋線保護裝置保護范圍相互獨立，饋線保護裝置和本體保護裝置分別在兩個獨立屏柜上，排除217、218斷路器距離一段動作誘發主變非電量故障報警的可能。引起誤動的原因是什么呢？瓦斯繼電器沒有氣體;兩臺所變均沒有滲漏油，事故發生當時氣溫沒有驟降;對瓦斯回路進行絕緣檢查未發現有絕緣問題，未發現短路現象，打開本體保護裝置，沒有發現損壞元件和放電痕跡，對里面的繼電器逐個進行校驗，其動作值和返回系數都合格，對本體保護做整組試驗，傳動正常，說明二次回路沒有問題。故判定為外部干擾造成保護裝置動作發信或出口。6月28日凌晨，相關保護裝置生產廠家到所，對該非電量保護裝置的繼電器進行更換。

綜上所述，變壓器本體非電量保護誤動作的原因絕大部分為外部環境的干擾造成的。國家《電網公司二十五項電網重大反事故措施》中明確指出：“所有涉及直接跳閘的重要回路的中間繼電器應采用動作電壓在額定直流電源電壓的55%-70%范圍以內，其動作功率應不低于5W”。因高鐵牽引變壓器鮮有此類故障案例，本文現對某電廠發生的同類由于啟動功率過低而引起的非電量保護誤動實例進行分析并提出改進方案，用于整改參考。

3、某電廠實例概況及啟動功率過低改進方案

3.1實例概況

2013年 2月一2013年4月，某電廠 110kV主變發生了3次重瓦斯保護，2次壓力保護，造成保護跳閘甩負荷事故，造成一定的經濟損失。每次重瓦斯保護和壓力保護動作后，檢查變壓器，變壓器油箱的瓦斯與壓力顯示均正常，確定這5次事故均為主變非電量保護誤動[2]。

3.2啟動功率過低改進方案

該電廠主變采用的非電量保護裝置內繼電器回路參數不合適，非電量的動作門檻功率過低，對回路上的干擾過于敏感，造成非電量保護誤動。如圖1所示，外部干接點K1為變壓器非電量繼電器的常開觸點。當變壓器發生嚴重非電量故障時，非電量干接點K1閉合，中間繼電器 TK線圈帶電，繼電器TK的常開接點TK閉合，出口繼電器TJ線圈帶電，使變壓器斷路器斷開，防止事故擴大。圖中 R1、R2起限流作用，D1、D2起續流作用[2]。

現對非電量保護裝置的硬件原理采用如圖2的修改。

為了提高整個非電量動作回路的功率，我們增加了電阻R3和中間繼電器 TK常閉觸點的串聯回路。電阻R3的取值要保證非電量保護動作時，非電量保護回路的功率大于5W。正常情況下中間繼電器 TK的常閉接點是閉合的，當非電量動作后，非電量信號若一直存在，則中間繼電器的常閉接點打開，整個非電量回路功率降低，防止電阻 R3長時間通電而發熱過高。只要合理選用R3的阻值，中間繼電器TK就可以在非電量保護動作時獲得較大的功率，保證足夠的靈敏度。

為了提高保護裝置抗干擾能力，增加非電量保護的動作延時，我們增加了與跳閘出口繼電器TJ線圈并聯的 RC回路。調節電阻R4與電容C回路的參數，使出口繼電器延時出口，一般調節延時為 20—30ms之間，不宜過長和過短，這樣一方面可以保證非電量動作的靈敏性，另一方面可有效躲開二次回路或直流接地產生的干擾脈沖信號而造成的誤動[2]。

除此之外，牽引變壓器投入使用前應加強介入，對新投入使用的保護裝置的技術規格進行審查驗收，做好非電量保護的整定、安裝調試、驗收、運行維護和定期檢驗工作，并積極探索非電量保護啟動功率的試驗方法，在提升非電量保護抗干擾能力的同時保證保護動作的靈敏度等幾個方面降低牽引變壓器的誤動率，提高變壓器非電量保護的可靠性、靈敏性和穩定性。

4、 結束語

通過以上方案降低了強電對非電量保護信號線的干擾，增加了非電量保護回路的動作功率和動作延時，從而有效的降低牽引變壓器非電量保護的誤動。在不影響靈敏度的前提下，有效提高變壓器非電量保護的穩定性。

參考文獻：

[1]梁歡喜《變壓器非電量保護誤動解決方案電工技術》2004;

[2]趙彥濤，張軍《某熱電廠 ll0kV主變非電量保護誤動事故分析與解決方案》工業工程與技術，2013.NO.11;

作者簡介：

鐘文秀，助理工程師，上海局集團有限公司南京供電段，江蘇省南京市

（作者單位：上海局集團有限公司南京供電段）