一起變壓器重瓦斯動作事故分析

張洪東 劉瑞 胡慶男 王琛

摘 要：本文主要對一例220 kV變壓器氣體繼電器重瓦斯動作故障原因進行分析，首先，通過變壓器油色譜分析、直流電阻、變比測試、絕緣電阻及介損試驗等分析手段，排除主變本體自身故障，然后初步斷定為變壓器波紋儲油柜故障，最后提出具體的故障處理對策。希望本文的分析和處理方法可為現場處理類似故障提供參考。

關鍵詞：變壓器;氣體繼電器;儲油柜;卡澀

中圖分類號：TM407文獻標識碼：A文章編號：1003-5168（2020）19-0036-04

Abstract： This paper mainly analyzed the cause of a 220 kV transformer gas relay heavy gas action fault. Firstly， through the analysis methods of transformer oil chromatogram analysis， DC resistance， transformation ratio test， insulation resistance and dielectric loss test， the main transformer body fault was eliminated， and then the fault was preliminarily determined as the transformer corrugated oil conservator fault. Finally， the specific fault treatment countermeasures were proposed. It is hoped that the analysis and treatment method in this paper can provide reference for similar fault treatment on site.

Keywords： transformer;gas relay;oil conservator;jamming

隨著國民經濟的飛速發展，社會對電力負荷的需求越來越高，進一步推動了變電站的建設。電力變壓器是發、輸、變、配電系統中的重要設備之一，其性能、質量直接關系到電力系統運行的可靠性和運營效益。為了保證電力變壓器安全穩定運行，防止事故擴大，應為之配置一系列的保護措施，如差動保護、瓦斯保護等。其中，瓦斯保護動作主要反映變壓器的內部故障。當變壓器油箱內部存在短路或接地等故障時，高溫電弧使絕緣油產生大量氣體，油氣混合物迅速向上涌入瓦斯繼電器，進而推動瓦斯擋板動作，從而接通跳閘回路。而由非電量引起的瓦斯保護動作的例子相對較少，以下是一起由外油式儲油柜運行過程中滾輪卡澀造成重瓦斯動作的案例。

1 故障概述

某變電站2#主變（電壓等級220 kV），型號為 SFSZ11-240000/220，2020年2月13日，主變壓力釋放閥動作，2.6 s后重瓦斯保護動作跳閘，三側開關跳閘，所有負荷均備投成功。表1為故障發生時具體的動作保護時序表。

2 事故分析

現場運維人員同相關專業人員立即對變壓器及其附屬設備進行了全面檢查和分析。

2.1 外觀檢查

經檢查發現，壓力釋放閥發生動作，地面有噴油痕跡（見圖1）;氣體繼電器內部無積聚氣體、無異常，上浮球與下浮球均無下沉，信號均已復歸（見圖2）;油枕油位指示刻度為6，油溫約為38 ℃（見圖3和圖4）;變壓器本體及其附件無異常。

2.2 現場試驗

對事故主變本體進行油色譜分析、直流電阻、變比測試、絕緣電阻及介損等試驗，例如，在油溫為32 ℃時進行色譜試驗，試驗結果如表2所示。在氣溫8 ℃、油溫32 ℃時進行主變絕緣電阻測量和直流電阻測量試驗，試驗結果如表3、表4所示。試驗結果均合格。

2.3 儲油柜檢查

儲油柜為沈陽天工熱電設備有限公司2014年3月生產的，型號為BG-1200-6100，結構型式為外油臥式金屬波紋油枕（見圖5）。研究者對該儲油柜進行檢查：將儲油柜放油至刻度4后進行充放氣試驗，觀察油位刻度變化及內部振動、異音情況，檢驗是否存在波紋管卡澀。充氣時，油位上升至刻度6～8過程中，內部有明顯“咔、咔”聲音，觸摸有明顯頓挫感，刻度8以上恢復順暢;放氣時，油位下降至刻度7～6時，內部卡頓依然明顯[1-4]。

對事故變壓器儲油柜進行解體分析，波紋管端蓋與油枕內壁的間隙為5 mm，波紋管端蓋的頂端裝有半徑5 mm的小滑輪，具有“小間隙+小滑輪”結構特點。分別打開油位計側法蘭、切割分接開關側蓋板，進行解體檢查，解體發現內有多處劃痕（見圖6）。

3 事故原因

由于事故主變油色譜分析、直流電阻、變比測試、絕緣電阻及介損試驗結果正常，排除主變內部故障。檢查瓦斯繼電器、斷流閥、壓力釋放閥，開啟正常，保護動作正確。現場檢查發現，波紋管結構的油枕在油位表6～8位置存在明顯卡澀現象（跳閘時處于6位置）。因此，判斷跳閘原因為油枕卡澀，造成內部油壓高，壓力釋放閥動作噴油。此時，油流從油枕流向油箱，但流速未達到斷流閥關閉流速，導致斷流閥閥門與干簧點頻繁接觸;卡澀被沖開時，油流導致雙浮球結構重瓦斯動作。油枕內部情況如圖7所示。

3.1 壓力釋放閥噴油原因

壓力釋放閥動作壓力為55 kPa，正常運行時承受約20 kPa變壓器油壓。隨著油溫升高，變壓器油體積膨脹，當油位指示達到6左右時，由于波紋管卡澀，油無法繼續流向油枕，導致本體油壓升高值超過35 kPa，油壓達到釋放閥動作壓力，壓力釋放閥動作噴油。

3.2 斷流閥動作原因