变压器本体瓦斯保护误动分析及防范措施

变压器本体瓦斯保护误动分析及防变压器本体瓦斯保护误动分析及防 范措施范措施 近年来各电力企业时常发生由于变压器本体瓦斯保护误动 而引起变压器跳闸的故障 使电力系统和变压器可靠性运行水 平和电力用户供电可靠性都受到影响 同时鉴于瓦斯保护装置 对反映变压器绕组匝间短路或内部绝缘电弧的故障高度灵敏性 和重要作用 一旦误动必须彻底查清误动原因 变压器本体无 故障后方可投运 从而增加了大量现场工作 因此必须采取措 施杜绝瓦斯保护误动 1 原因分析原因分析 1 1 瓦斯继电器动作行为 目前在我国电力系统中广泛应用开口杯挡板式瓦斯继电器 qj 型 1 1 1 正确动作情况 a 当油箱内部发生轻微故障 瓦斯继电器上开口杯旋转干 簧触点闭合 发 轻瓦斯 信号 b 变压器本体内部严重故障 瓦斯继电器内油流速度大于 1 0 1 4 m s 即油流冲击挡板干簧触点闭合 发 重瓦斯 动作信 号并发出跳闸脉冲 c 对于有上下开口杯与挡板复合式瓦斯继电器 fj 型 当变压器出现严重漏油使油面降低时 首先上开口杯露出油面 发 轻瓦斯 信号 继而下开口杯露出油面后 发 重瓦斯 动作信 号并发出跳闸脉冲 以保护变压器 1 1 2 不正确动作情况 a 非内部故障和其它原因产生较大的油流涌动 使重瓦斯 接点闭合 发出跳闸脉冲 b 由于瓦斯继电器端子盒进水等原因 造成二次回路短接 并发出跳闸脉冲 c 操作人员误碰探针等 使重瓦斯接点闭合 发出跳闸脉 冲 1 2 强油循环变压器冷却装置 1 2 1 潜油泵及散热器 220 kv 变压器以母管型式相连接且对称布置 500 kv 变压 器以母管型式相连但为非对称布置 1 2 2 冷却器 pc 型片散式冷却器用扬程 2 5 m 流量 50 m3 h 潜油泵 yf120 型管式冷却器用扬程 15 m 流量 40 m3 h 潜油泵 1 2 3 冷却装置内的电气接线 制造厂家改进后部分变压器冷却装置电源系统设有分段切 换开关 以利于对主进开关发生的缺陷进行维护检修 1 2 4 冷却装置的控制方式 片散式冷却器分组对称间歇启 停用可进行自动控制 管式 冷却器正常负荷状态下为手动方式 过载 过热时仅辅助冷却 器为自动方式 当有一组工作冷却器故障时备用冷却器为自动 方式 这为多台不同组合方式同时启动冷却器提供了可能 1 3 几起瓦斯保护误动导致变压器跳闸情况 1 3 1220 kv 羊范站 1 主变跳闸 20040309 检修人员处理羊范 1 主变冷却器控制箱内 cj1 接触器 c 相接头过热缺陷时 拉开控制箱内 段联络开关 kj 验电后 又合了一次 kj 2 3 台冷却器同时投入 主变重 瓦斯动作 1 主变跳闸 主变冷却器供电接线示意图见图 1 主变冷却器俯视分布示意图见图 2 故障后 经检查瓦斯继电器中无气体 色谱分析无异常 主变其它保护未动作 判断为非主变本体故障 检查油枕胶囊 密封良好 二次回路及瓦斯继电器均无异常 瓦斯继电器流速 整定值为 1 2 m s 为进一步查找原因 在现场模拟检修时冷却器运行方式和 不同组合多台冷却器的同时启动方式 进行了求证试验 结果 表明 同时启动不对称 2 组及以上冷却器时 产生油流涌动 有可能造成重瓦斯保护动作 试验结果见表 1 3 2220 kv 高碑店站 3 主变跳闸 其冷却器 yf120 改造更换为片式散热器 pc260026 460 4 台油泵 后 分别于 2002 11 10 21 30 和 2002 12 08t21 58 负荷和油温下降 4 台泵同时停运 主变本体重瓦 斯动作跳闸 试验表明 3 4 台泵同时启动 重瓦斯动作 沧州供电公司对片式散热器主变在投运前进行了启动油泵 试验 结果为 4 台泵同时启动 重瓦斯动作 1 3 3500 kv 廉州站 2 主变跳闸 20000604 运行人员巡视时 发现主变 c 相压力释放装置 渗油 检修人员立即赶到现场 经分析 原因为本体与油枕间 阀门未打开 检修人员在带电打开此阀门时 造成主变重瓦斯 保护动作跳闸 1 3 4 其它 a 全国已发生多起因波纹式储油柜卡涩使瓦斯保护误动导 致变压器跳闸故障 b 2004 年 1 季度国家电网公司系统发生 1 次 500 kv 变压器 重瓦斯干簧接点玻璃管破裂 导致绝缘不良 瓦斯继电器动作 导致变压器跳闸 c 2002 年某变电站 1 变压器备用冷却器发生故障 有关人 员在查找故障原因时 频繁投切潜油泵 此间变压器重瓦斯跳 闸 1 4 瓦斯继电器内部油流状态影响因素 瓦斯继电器内部油流状态影响因素为 油泵的扬程和流量 油枕高度和瓦斯继电器高度位置 冷却器进出油道布置 内部 绕组散热油道排列 油枕至油箱间连接管径 变压器内部故障 性质 运行中投切潜油泵 检修维护操作是否合理 2 防范措施防范措施 由以上分析可以看出 变压器本体瓦斯保护误动涉及到设 计制造 运行维护 瓦斯继电器运行的可靠性等多方面因素 因此必须采取有力措施进行全方位 全过程 各环节治理 以 达到杜绝瓦斯保护误动的目的 2 1 安装与投运 a 变压器投运前应确认储油柜 冷却装置 净油器等油系 统阀门均在正确的开启位置 保证油路畅通 b 为防范不对称启 停潜油泵 造成较大的油流涌动 冷却 器分成 2 组 每组潜油泵环变压器对称布置 2 2 检修 运行与维护 2 2 1 运行操作与维护 a 强油循环变压器应对称投入相应台数的冷却器 冷却器 工作 辅助 备用的设定应符合厂家规定 按负荷或油温启 停 冷却器时 应保证所选冷却器对称运行 当冷却装置电源全部 失去 恢复电源时应逐台对称间歇 间隔时间不小于 2 min 投 入相应台数的冷却器 变压器运行中严禁用分段开关启 停冷却 器 b 片散式冷却器启 停用切换控制开关应在自动位置 并应 对称间歇 间隔时间不小于 20 s 分组启动 c 500 kv 变压器在任何运行方式下 禁止同时投入 2 组及 以上冷却器 工作电源切换前 应保证只有 1 组冷却器工作 其余冷却器切换至停运位置 电源切换后逐台恢复至原运行方 式 2 2 2 冷却装置控制系统注意事项 a 检修人员在查找控制系统故障原因和修复工作中 严禁 频繁启 停潜油泵 b 冷却装置电源的分段开关运行中在合位 当检修需要其 断开时 潜油泵停 投的操作均应逐台对称间歇进行 c 冷却装置控制箱 端子箱等应有良好的防水 防尘设施 并加强对控制回路器件的维护 检验 确保控制系统可靠运行 2 2 3 检修工作 a 变压器运行中进行滤油 补油 更换潜油泵 冷却器 净油器和呼吸器或其内的吸湿剂工作时 本体重瓦斯保护切换 为信号方式 b 运行中的变压器冷却器油回路 通向储油柜各阀门由关 闭位置旋转至开启位置时 以及当油位计的油面异常升高或呼 吸系统有异常现象 需要打开放油或放气阀门时 应先将变压 器本体重瓦斯保护切换为信号方式 c 波纹式储油柜应保证动作灵活 杜绝出现卡涩现象 2 3 注意事项 a 应定期全面检查瓦斯继电器各部位元器件状态完好 严 格按规程检验 做到方法正确 整定准确 动作可靠