主變區(qū)外故障重瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作原因分析

趙偉剛

摘要：本文主要對(duì)主變區(qū)外故障重瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作原因以及預(yù)防措施進(jìn)行相應(yīng)的闡述，便于電網(wǎng)工作的安全可靠運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：主變區(qū)外;故障;重瓦斯;誤動(dòng)作;原因

對(duì)于變壓器的保護(hù)主要是差動(dòng)和重瓦保護(hù)兩種，重瓦斯誤動(dòng)事故產(chǎn)生的主要原因是穿越性沖擊大電流穿過(guò)變壓器所致。近些年來(lái)發(fā)生最大的事故就是廣東電網(wǎng)某500k V變電站的主變區(qū)外故障即重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘，本文就根據(jù)發(fā)生的案件結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)提出具體的預(yù)防辦法和方案。

一、主變瓦斯保護(hù)原理分析

在變壓器的儲(chǔ)油柜和油箱之間的管道內(nèi)安裝的瓦斯繼電器，主要運(yùn)用了變壓器內(nèi)部的故障將油分解之后產(chǎn)生的氣體或者是涌動(dòng)的油，促使接點(diǎn)動(dòng)作發(fā)生在氣體繼電器上，將指定的控制回路接通，啟動(dòng)報(bào)警器或者對(duì)原件自動(dòng)切除變壓器進(jìn)行進(jìn)一步的保護(hù)。一個(gè)密封的浮球存在在瓦斯保護(hù)繼電器上部，下部時(shí)一塊金屬擋板，密封的水銀接點(diǎn)都安裝在這兩個(gè)容器上。圍繞各自的軸自由旋轉(zhuǎn)的是浮球和檔板。主變正常運(yùn)作的時(shí)候，繼電器充滿了油，浮球在浸油中處的狀態(tài)是上浮狀態(tài)，此時(shí)的水銀接點(diǎn)是斷開的;因?yàn)楸旧碇亓慷麓沟脑颍瑩醢宓乃y接點(diǎn)也是斷開的。輕微故障發(fā)生在變壓器內(nèi)部時(shí)，產(chǎn)生氣體的速度并不是很快，瓦斯繼電器的上部空間完全充斥著氣體，在壓力下油面逐步下降，這就導(dǎo)致了浮球也下降了位置，促進(jìn)水銀接點(diǎn)接通后發(fā)出信號(hào)，即“輕瓦斯”;當(dāng)嚴(yán)重故障發(fā)生在變壓器內(nèi)部的時(shí)候，瓦斯氣體產(chǎn)生的非常強(qiáng)烈，瞬間突增的是油箱內(nèi)壓力，油流的產(chǎn)生也很大，擋板受到油流的沖擊，彈簧的阻力被擋板克服，擋板帶動(dòng)磁鐵移動(dòng)至干簧點(diǎn)方向，閉合了水銀觸點(diǎn)，對(duì)跳閘回路進(jìn)行接通，即重瓦斯。重瓦斯的動(dòng)作，需要將變壓器連接的所有電源立即進(jìn)行切斷，從而進(jìn)一步將事故擴(kuò)大的可能性降低，對(duì)于變壓器的保護(hù)也是起到了一定的作用。站在瓦斯保護(hù)的原理上講，當(dāng)浮子或檔板位置（存在于斯繼電器內(nèi)的）產(chǎn)生了變化，瓦斯保護(hù)就會(huì)有一定的輸出，瓦斯繼電器內(nèi)的油流速度決定了浮子或檔板的位置的變化。線圈繞組在主變正常運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的熱量，以相對(duì)較緩的速度在流動(dòng)在變壓器內(nèi)部，倘若主變內(nèi)部發(fā)生故障的時(shí)候，局部放電主要是由于故障電流產(chǎn)生的，高溫短路電弧就會(huì)相應(yīng)的產(chǎn)生，主變的主絕緣就會(huì)被損壞，使周圍的油產(chǎn)生高溫的是短路電弧，溫差就形成了，這就加速了主變內(nèi)部油流，對(duì)主變瓦斯繼電器的流量檔板進(jìn)行沖擊，干簧繼電器的彈力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于檔板的推力，動(dòng)作跳閘就由重瓦斯產(chǎn)生了。

二、主變區(qū)外故障重瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作原因

2.1主變繞組受“外力”失衡

穿越性大電流流經(jīng)主變的時(shí)候，故障發(fā)生時(shí)原來(lái)電流方向與故障電流的流向是相反的，這就使得常側(cè)線圈流過(guò)的電流方向和故障電流側(cè)線圈內(nèi)流過(guò)的電流流向相反，以左手定則來(lái)判斷，受到向外的作用力主要作用在穿越電流流過(guò)的線圈繞組，不斷地向外拉伸，這也就是所謂的“外力”，主變內(nèi)部各結(jié)構(gòu)件之間在外力的作用下相互碰擦和擠壓，損壞了繞組的匝間絕緣，積累效應(yīng)經(jīng)過(guò)之后，當(dāng)損壞達(dá)到一定程度時(shí)繞組匝間短路就會(huì)導(dǎo)致主變重瓦斯保護(hù)動(dòng)作的發(fā)生。因?yàn)閾p壞了繞組匝間絕緣，發(fā)電現(xiàn)象發(fā)生在繞組和主變油之間，大大降低了主變油的絕緣，大量氣體也由此產(chǎn)生，主變重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘動(dòng)作的產(chǎn)生。

2.2油流涌動(dòng)

在繞組間“外力”作用下的“空隙”的產(chǎn)生，變壓器內(nèi)油流方向瞬間發(fā)生變化主要是因?yàn)檫@些“空隙”。流過(guò)繞組的較大的穿越性的故障電流，熱效應(yīng)的原因，迅速升高的繞組溫度，迅速升溫的繞組周圍的絕緣油導(dǎo)致了溫差產(chǎn)生在變壓器內(nèi)絕緣油之間。劇烈的油流因?yàn)闇夭钶^大而產(chǎn)生，導(dǎo)致了重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘的產(chǎn)生。

2.3重瓦斯保護(hù)整定值沒(méi)有達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)

檢驗(yàn)氣體繼電器主要是在重瓦斯保護(hù)動(dòng)作后，普通體繼電器重瓦斯保護(hù)整定值一般都處于1.0m/s的平均水平，而根據(jù)《電力變壓器檢修導(dǎo)則》的規(guī)定，整定值應(yīng)該在1.2～1.5m/s左右是標(biāo)準(zhǔn)。

三、預(yù)防重瓦斯保護(hù)誤動(dòng)的控制措施

3.1 主變性能設(shè)計(jì)的提升

問(wèn)題的根本上，對(duì)于變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的優(yōu)化，主要研究在大電流沖擊下所受電動(dòng)力模型的變壓器繞組，對(duì)于變壓器繞組振動(dòng)的穩(wěn)定性進(jìn)行相應(yīng)的試驗(yàn)，得出的是穩(wěn)定區(qū)域和不穩(wěn)定區(qū)域的繞組受力。在設(shè)計(jì)的同時(shí)要充分考慮系統(tǒng)潮流帶來(lái)的沖擊，對(duì)于變壓器本體的抗震性進(jìn)行相應(yīng)的提高，主變的生產(chǎn)工藝和繞組臨界擠壓應(yīng)力值相應(yīng)的提高，新型導(dǎo)線材料進(jìn)行采用。變壓器繞組振動(dòng)和位移進(jìn)行相應(yīng)的降低。

3.2 瓦斯繼電器性能進(jìn)行相應(yīng)的提高

氣體繼電器在新裝的時(shí)候必須經(jīng)過(guò)校驗(yàn)合格之后才會(huì)使用，盡量設(shè)置重瓦斯保護(hù)整定值在標(biāo)準(zhǔn)定值的上限，對(duì)于在受到大電流沖擊過(guò)程的變壓器產(chǎn)生誤動(dòng)也是一種預(yù)防。安裝油流測(cè)速裝置在變壓器瓦斯繼電器內(nèi)，在數(shù)據(jù)積累的前提下重要依據(jù)斯繼電器流速整定，反映了變壓器繞組的穩(wěn)定性。

3.3 主變運(yùn)輸及安裝標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確掌握

各項(xiàng)檢測(cè)試驗(yàn)合格在經(jīng)過(guò)廠家驗(yàn)證后出廠，整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中起吊、裝卸、振動(dòng)、碰撞等，都會(huì)對(duì)構(gòu)件造成一定程度的損傷，使得性能下降。而且廠家試驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)安裝環(huán)境的實(shí)驗(yàn)條件各有不同，大氣成份、溫濕度等等因素不同程度的影響導(dǎo)致不同性能的降低。盡可能的對(duì)廠家提出要求對(duì)主變出廠標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶岣撸F(xiàn)場(chǎng)實(shí)際需求的滿足。

3.4 主變受大電流沖擊數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建

以設(shè)備的浴盆曲線理論為依據(jù)，達(dá)到一定年限以后的主變運(yùn)行時(shí)間，主變的各項(xiàng)性能會(huì)逐漸的呈現(xiàn)下降的趨勢(shì)，以運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)所知，主變經(jīng)流穿越性大電流的沖擊時(shí)不同的電流數(shù)值會(huì)導(dǎo)致不同程度的跳閘，對(duì)主變繞組造成的損傷卻在逐漸疊加的是每次大電流的沖擊，量變引起質(zhì)變，當(dāng)損傷累積到一定程度之后，即便在以后的某一次沖擊電流并不是巨大的，主變重瓦斯保護(hù)的動(dòng)作跳閘也會(huì)發(fā)生。所以，需要對(duì)主變受大電流沖擊數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行相應(yīng)的建立和維護(hù)，對(duì)于主變沖擊次數(shù)和每次的沖擊電流數(shù)值進(jìn)行記錄，變化管理需要做到實(shí)處，更新需要及時(shí)，將數(shù)據(jù)反饋給專業(yè)人員，必要時(shí)可以請(qǐng)實(shí)驗(yàn)人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行技術(shù)支持，采用最先進(jìn)的技術(shù)進(jìn)行深入了解，對(duì)于主變內(nèi)的受沖擊的損傷情況進(jìn)行詳細(xì)的了解。

參考文獻(xiàn)

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