一起110 kV變電站主變本體壓力釋放閥誤動作分析與處理

蒙小胖，高 瞻，黃瑄域，齊安新

（陜西省地方電力集團(tuán)有限公司寶雞供電分公司，陜西 寶雞 721000)

電力變壓器的安全運(yùn)行是確保供電可靠性和連續(xù)性的重要條件。壓力釋放閥是變壓器的主要非電氣保護(hù)裝置之一，壓力釋放閥的誤動作將導(dǎo)致變壓器故障。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生電氣故障時(shí)，變壓器油會在高溫下分解大量可燃?xì)怏w，并且油箱的內(nèi)部壓力會突然升高。由于變壓器絕緣油的不可壓縮性，如果無法及時(shí)釋放巨大的內(nèi)部壓力，則可能導(dǎo)致變壓器油箱破裂并引起火災(zāi)。在這種情況下，泄壓閥可以迅速動作以排出故障產(chǎn)生的高壓氣體和絕緣油，從而降低油箱上的壓力并確保變壓器的安全。當(dāng)燃料箱的內(nèi)部壓力下降到正常值時(shí)，可以可靠地關(guān)閉壓力釋放閥。如果使用不當(dāng)和維護(hù)不當(dāng)，將發(fā)生故障，還可能導(dǎo)致大規(guī)模停電事故并影響用戶的正常供電。壓力釋放閥對于變壓器的正常運(yùn)行起著重要作用，因此要加強(qiáng)對壓力釋放閥的關(guān)注與維護(hù)，防止其產(chǎn)生故障。

變壓器壓力泄壓閥安裝在罐頂蓋的上部，110 kV主變壓器一般配有一個(gè)壓力釋放閥。當(dāng)燃油箱的內(nèi)部壓力達(dá)到危險(xiǎn)值時(shí)，壓力釋放閥可以在2 ms內(nèi)動作以釋放燃油箱的內(nèi)部壓力。但如果壓力釋放閥本體的故障導(dǎo)致其壓力作用值較低或主變壓器在重負(fù)載下運(yùn)行，并且油位過高，則在有故障的情況下可能導(dǎo)致泄壓閥異常工作。

本文中針對一起110 kV變電站#2主變壓力釋放閥誤動作進(jìn)行分析，介紹了缺陷情況、消缺處理過程，分析了其誤動作的原因，介紹了暴露出的問題并且提出了預(yù)防措施。

1 故障發(fā)生前電網(wǎng)運(yùn)行情況

2020 年 6 月 10 日，110 kV 某變電站 110 kV 進(jìn)出線4 回，雙母接線。1 號主變50 MVA，2 號主變50 MVA，1 號、2 號主變并列運(yùn)行。10 kV 母線為單母分段接線，10 kV 出線20 回，191 線、189 線、187 線 、 185 線、179 線、177 線 、 175 線、173 線 、171 線運(yùn)行，其余11 條線路備用。所帶負(fù)荷平均值為6443 kW。

2 故障經(jīng)過

2020 年6 月10 日8:12，某變電站運(yùn)維值班人員接到市調(diào)控中心調(diào)度值班人員電話通知：“110 kV某變電站2 號主變壓力釋放動作，運(yùn)維人員盡快到達(dá)站內(nèi)進(jìn)行檢查。”運(yùn)維值班人員接到市調(diào)控中心通知后，及時(shí)趕到變電站處理壓力釋放閥泄壓故障。運(yùn)維人員到達(dá)變電站，經(jīng)過檢查后才發(fā)現(xiàn)，變電站后臺監(jiān)控系統(tǒng)有報(bào)警信號，2 號主變保護(hù)定值整定正確；2 號主變保護(hù)屏非電量保護(hù)壓力釋放功能壓板在投入狀態(tài)、壓力釋放保護(hù)跳閘壓板在退出狀態(tài)；2 號主變非電量保護(hù)裝置屏幕上只有泄壓閥報(bào)警信號，輕瓦斯、重瓦斯保護(hù)都沒有告警信號。運(yùn)維值班人員去設(shè)備區(qū)檢查2 號主變冷卻器運(yùn)行正常。油枕，油位指示正常，油位顯示達(dá)到上限值。聽變壓器運(yùn)行的聲音，無噪音與異響，其運(yùn)行的聲音為正常。呼吸系統(tǒng)運(yùn)行順暢、正常，無堵塞情況發(fā)生。因此判斷變壓器未發(fā)生內(nèi)部故障。現(xiàn)場初步分析認(rèn)為是后臺系統(tǒng)發(fā)出告警信號，然而壓力釋放閥門并未跳起，初步判斷為后臺系統(tǒng)誤告警或壓力釋放閥誤動作。

3 現(xiàn)場檢查及處理情況

故障發(fā)生后，經(jīng)檢修人員檢查發(fā)現(xiàn)：

油箱油位沒有明顯變化；主變壓器的輕瓦斯，重瓦斯保護(hù)都未工作，差動保護(hù)未工作；變壓器油色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)正常，油中氣體含量不超標(biāo)；綜合的現(xiàn)場檢查和在線油色譜監(jiān)測結(jié)果可以判斷出主變壓器，有載開關(guān)體以及次級電路是否正常，沒有內(nèi)部故障。

變壓器的呼吸系統(tǒng)正常運(yùn)行，并且呼吸器可以正常排氣，從而消除了阻塞呼吸系統(tǒng)的可能性。

變壓器油系統(tǒng)的每個(gè)放油閥均處于正常工作位置，油路暢通無阻，可消除油循環(huán)異常的可能性。油位過多確實(shí)會影響油循環(huán)。該變壓器已投入運(yùn)行多年，并且在高溫氣候條件下也承受相同的負(fù)載。但是，以前從未有過高油位警報(bào)，并且現(xiàn)場沒有發(fā)現(xiàn)噴油和壓力。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，壓力釋放閥動作現(xiàn)象可以確定變壓器內(nèi)部沒有放電故障。

現(xiàn)場檢查保護(hù)裝置屏，外觀檢查未發(fā)現(xiàn)異常。

經(jīng)核對，變電站后臺監(jiān)控系統(tǒng)與非電量保護(hù)裝置屏上告警信號時(shí)間一致，則可排除保護(hù)遙信接點(diǎn)故障。

通過設(shè)備區(qū)攝像頭拍攝，壓力釋放閥有明顯損壞，隨即向市調(diào)申請停電檢修。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)壓力釋放閥有明顯松動，隨即檢查繼電器防雨措施，外觀未發(fā)現(xiàn)明顯進(jìn)水痕跡。但打開接線盒后發(fā)現(xiàn)蓋板表面有明顯水漬，接線端子處有明顯濕氣。

壓力釋放保護(hù)二次回路檢查。檢查發(fā)現(xiàn)壓力釋放閥的二次接線盒進(jìn)水嚴(yán)重，用絕緣搖表對二次回路進(jìn)行絕緣測試為0（500 V 試驗(yàn)電壓，）事故后壓力釋放保護(hù)一直處于動作狀態(tài)。

值班人員與設(shè)備制造商電話聯(lián)系，技術(shù)人員及時(shí)將壓力釋放閥的備品運(yùn)抵變電站，檢修人員解下2 號主變壓力釋放閥全部二次接線端子，用干凈抹布清潔壓力釋放閥插頭，并用電熱風(fēng)槍對其進(jìn)行干燥處理，重新緊固二次接線端子后進(jìn)行絕緣試驗(yàn)，絕緣電阻大于100 MΩ，故障解除，壓力釋放保護(hù)的二次回路絕緣恢復(fù)正常，壓力釋放保護(hù)繼電器接點(diǎn)復(fù)歸，如圖1～圖3所示。檢修人員經(jīng)過詳細(xì)的分析和研究，詳細(xì)分析了泄壓閥誤動作的原因及改進(jìn)措施。

4 分析結(jié)論

4.1 直接原因

通過總結(jié)分析得出，引起這起事故的主要原因是壓力釋放閥前期安裝不規(guī)范到位和壓力釋放閥進(jìn)水非電量信號線纜受潮導(dǎo)致，導(dǎo)致運(yùn)行中壓力釋放保護(hù)繼電器接點(diǎn)接通誤告警。

4.2 間接原因

該110 kV 變電站2 號主變本體壓力釋放保護(hù)功能實(shí)際是投入并啟動跳閘。根據(jù)DL/572—2010《電力變壓器運(yùn)行規(guī)程》5.3.3變壓器的壓力釋放閥接點(diǎn)宜作用于信號的要求，該變壓器壓力釋放投信號。2號主變長期在戶外日曬雨淋的工況下運(yùn)行，未安裝防雨罩，近年來天氣高溫多雨時(shí)有交替，密封膠墊的熱脹冷縮變化頻繁，加劇了膠墊的老化程度，導(dǎo)致壓力釋放閥內(nèi)部有進(jìn)水現(xiàn)象，使內(nèi)部元件（繼電器接線盒內(nèi)部）損壞，造成壓力釋放閥誤動作，并且影響了變壓器的安全運(yùn)行。

4.3 管理原因

本次壓力釋放閥誤動作的原因也是由于其安裝工藝問題，驗(yàn)收人員對二次接線盒密封性能關(guān)注度不足，未能在驗(yàn)收時(shí)提出加裝防雨罩的需求，加上當(dāng)?shù)剡B續(xù)的強(qiáng)降雨天氣，從而導(dǎo)致積水進(jìn)入繼電器，接線盒內(nèi)部受潮導(dǎo)致絕緣降低從而引發(fā)了誤告警。這種類型的非電氣保護(hù)裝置會意外地引發(fā)誤操作故障，但是要從根本上消除故障隱患，必須制定嚴(yán)格的施工工藝，以規(guī)范變壓器附件的安裝。

圖1 維修前的壓力釋放閥

圖2 壓力釋放閥動作繼電器

圖3 為維修后的壓力釋放閥

5 暴露出的問題

維護(hù)人員對技術(shù)規(guī)范不熟悉，在2 號主變新建驗(yàn)收期間沒有很好第理解相關(guān)規(guī)程規(guī)范關(guān)于壓力釋放閥保護(hù)功能投退的要求，存在對規(guī)程規(guī)范執(zhí)行不到位的問題。

驗(yàn)收人員對二次端子接線盒密封關(guān)注度不足。2號主變壓力釋放閥露天安裝且無防雨罩，其二次接線盒滲水嚴(yán)重。由于近幾年來未有這方面的問題發(fā)生且接線盒安裝位置比較隱蔽，維護(hù)人員在主變投產(chǎn)驗(yàn)收時(shí)對此沒有足夠的預(yù)見性，未提出加裝壓力釋放閥防雨罩的要求。

6 預(yù)防措施

按相關(guān)規(guī)范要求全面檢查并整改各變電站主變壓力釋放保護(hù)投退情況，防止壓力釋放保護(hù)誤投跳閘。

加強(qiáng)變電工程驗(yàn)收管理，加強(qiáng)繼電保護(hù)專業(yè)對一次設(shè)備出廠驗(yàn)收的關(guān)注度，對一次設(shè)備附屬繼電器及二次端子盒密封措施等進(jìn)行嚴(yán)格驗(yàn)收把關(guān)，形成出廠驗(yàn)收表單和技術(shù)規(guī)范書。

在全公司范圍內(nèi)，利用停電機(jī)會，檢查一次設(shè)備二次回路接線盒的密封性，進(jìn)行防雨罩加裝及密封處理工作。安裝壓力釋放閥防雨罩，防止雨水進(jìn)入，避免因繼電器進(jìn)水內(nèi)部受潮絕緣降低導(dǎo)致壓力釋放閥誤動作。

將一次設(shè)備二次回路接線盒密封性能檢查納入相關(guān)作業(yè)表單。對于帶電信號的壓力釋放閥，信號線應(yīng)用絕緣膠布纏繞，對接線盒進(jìn)行封堵，防止進(jìn)水受潮。

緊固壓力釋放閥螺母時(shí)按對角線擰緊，以防安裝孔崩裂。

建議廠家探討二次接線盒的密封面設(shè)計(jì)，提高二次接線盒的密封性能。

做好雨雪等災(zāi)害天氣特巡工作，運(yùn)維人員增加特殊天氣下的巡視次數(shù)，利用站內(nèi)安防監(jiān)控、WEB系統(tǒng)及變電站智能輔助系統(tǒng)等技術(shù)措施，提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常運(yùn)行信息，并及時(shí)處理。

在日常工作中，應(yīng)加強(qiáng)對主變壓器壓力釋放閥的注意。在以后的檢查和維護(hù)中，應(yīng)加強(qiáng)對變壓器主體原始零件（例如壓力釋放閥）的檢查和消除缺陷。

7 結(jié)束語

考慮到壓力釋放閥的常見安全隱患，需要從日常檢查工作和安裝過程標(biāo)準(zhǔn)兩個(gè)方面采取措施，從兩個(gè)方面消除此類隱患。另外，隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展和完善，對電源可靠性的更高要求使得變壓器的安全性和可靠性越來越高。

通過對該起壓力釋放閥誤動作而引起誤告警事件，提出了相應(yīng)的預(yù)防措施，從而降低了變壓器發(fā)生故障的概率，為主變壓器及電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供了保障。