換流變保護(hù)繼電器誤動(dòng)的分析及處理措施

摘 要：文章在分析換流站變壓器油流繼電器動(dòng)作trip的基礎(chǔ)上，結(jié)合換流變非電量保護(hù)繼電器誤動(dòng)率高，對(duì)換流站的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成較嚴(yán)重的影響現(xiàn)狀，進(jìn)行分析并提出相應(yīng)的處理方法及非電量三取二改進(jìn)的具體措施。希望能夠?qū)?guó)內(nèi)換流變類設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)、技術(shù)改造提供一定的借鑒作用。

關(guān)鍵詞：保護(hù)繼電器；非電量；三取二

引言

換流變壓器非電量保護(hù)的可靠和穩(wěn)定直接關(guān)系到直流系統(tǒng)主設(shè)備的安全運(yùn)行。近年來(lái)，換流站由于非電量保護(hù)裝置誤動(dòng)導(dǎo)致多起直流閉鎖。通過對(duì)保護(hù)裝置動(dòng)作后現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試和故障處理的情況來(lái)看，均未發(fā)現(xiàn)變壓器本體短路、放電等一次設(shè)備問題，而是保護(hù)裝置及回路導(dǎo)致的誤動(dòng)作。

文章通過換流變壓器的繼電器動(dòng)作trip，對(duì)保護(hù)裝置的動(dòng)作原因進(jìn)行了詳細(xì)的分析，論述了非電量保護(hù)的繼電器優(yōu)化改造方案，并提出相應(yīng)的解決措施。

1 換流變壓器繼電器動(dòng)作跳閘分析

1.1 事故概述

運(yùn)行記錄發(fā)出極II Y/D相控制系統(tǒng)B發(fā)出分接頭油流繼電器15.1trip），極II系統(tǒng)發(fā)出閉鎖信號(hào)，直流系統(tǒng)閉鎖，雙極功率轉(zhuǎn)至極I運(yùn)行。設(shè)備停運(yùn)后，檢查該繼電器發(fā)出閉鎖信號(hào)的接點(diǎn)電阻為0.3歐姆，即確認(rèn)已閉合，而該繼電器送往極控I系統(tǒng)接點(diǎn)A為斷開狀態(tài)。將故障繼電器15.1拆下后手動(dòng)將油流繼電器擋板部分推開，發(fā)現(xiàn)該繼電器稍微振動(dòng)時(shí)，誤動(dòng)接點(diǎn)B會(huì)出現(xiàn)抖動(dòng)，而正常接點(diǎn)A無(wú)抖動(dòng)。

1.2 原理分析

每臺(tái)換流變配置兩臺(tái)有載分接開關(guān)，在兩臺(tái)分接開關(guān)油枕與油箱之間分別設(shè)15.1和15.2兩臺(tái)油流繼電器，當(dāng)油流速度>1.5m/s時(shí)，油流推動(dòng)相應(yīng)的重瓦斯保護(hù)擋板向前移動(dòng)，A/B跳閘接點(diǎn)都會(huì)被相對(duì)應(yīng)的磁鐵吸合，送出兩套控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)trip出口。機(jī)械傳動(dòng)工作時(shí)，擋板被油流推動(dòng)，繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，擋板會(huì)通過傳動(dòng)螺絲將轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞到吸合磁鐵和配重架上，并帶動(dòng)吸合磁鐵和配重架一起繞轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，接點(diǎn)與磁鐵靠近時(shí)，吸合接點(diǎn)。

1.3 原因分析

通過將故障繼電器與未動(dòng)作的繼電器進(jìn)行比對(duì)后發(fā)現(xiàn)有兩點(diǎn)不同：（1）相對(duì)正常接點(diǎn)A，接點(diǎn)B與磁鐵間裝配距離比較近，故更易吸合上。（2）發(fā)現(xiàn)與故障油流繼電器的擋板螺絲出現(xiàn)磨損缺口，該缺口導(dǎo)致?lián)醢甯菀渍駝?dòng)。

歸結(jié)可知故障原因在以下兩方面：（1）變壓器本身的震動(dòng)會(huì)帶動(dòng)吸合磁鐵的金屬片一起振動(dòng)，產(chǎn)生的摩擦?xí)箓鲃?dòng)螺絲出現(xiàn)缺口，隨著缺口加大，振動(dòng)幅度相應(yīng)增加；（2）同時(shí)吸合磁鐵與誤動(dòng)的接點(diǎn)的安全距離近，吸力就會(huì)使接點(diǎn)保持吸合狀態(tài)，引起繼電器的保護(hù)誤動(dòng)。

2 保護(hù)誤動(dòng)的后續(xù)處理和措施執(zhí)行情況

該換流站年度檢修進(jìn)行了換流變壓器油流、瓦斯繼電器的排查和試驗(yàn)。在校核保護(hù)繼電器定值的同時(shí)，增加繼電器接點(diǎn)動(dòng)作同步性校核試驗(yàn)。

（1）傳動(dòng)試驗(yàn)和trip接點(diǎn)同步性校核。對(duì)換流站運(yùn)行的換流變的瓦斯繼電器和油流繼電器進(jìn)行傳動(dòng)試驗(yàn)，使用錄波儀記錄trip接點(diǎn)電壓波形，校核同步性。（2）絕緣試驗(yàn)。使用兆歐表測(cè)量絕緣電阻。

3 “三取二”改造

3.1 當(dāng)前非電量保護(hù)所存在問題

當(dāng)前換流變非電量保護(hù)裝置配置中，任一trip接點(diǎn)動(dòng)作都會(huì)直接觸發(fā)極閉鎖。單極閉鎖風(fēng)險(xiǎn)很大，所以進(jìn)行換流變?cè)O(shè)備非電量保護(hù)“三取二”改造，避免單一繼電器及回路故障導(dǎo)致直流系統(tǒng)誤閉鎖是十分必要的。

3.2 改造原則

非電量保護(hù)改造設(shè)計(jì)原則為“三取二”方式實(shí)現(xiàn)，利用現(xiàn)有的ERCS和ETCS裝置，通過增加IO板卡和外部架設(shè)電纜，在ERCS和ETCS中實(shí)現(xiàn)非電量保護(hù)“三取二”功能。油流和瓦斯更換為帶三組接點(diǎn)的繼電器，部分無(wú)法直接提供三組trip接點(diǎn)的繼電器采用alarm與trip綜合判斷方式。

3.3 “三取二”改造具體實(shí)施方案

根據(jù)目前非電量接點(diǎn)配置情況，對(duì)換流變壓器瓦斯繼電器和油流繼電器統(tǒng)一更換為3組trip接點(diǎn)型繼電器，3組trip接點(diǎn)需獨(dú)立采集信號(hào)做“三取二”邏輯判斷，其他本體保護(hù)繼電器需在A，B系統(tǒng)間硬件共享保護(hù)trip和alarm信號(hào)。具體改造方案如表1。

3.4 改造效果分析。本次改造涉及范圍廣且工作量較大。分不同情況對(duì)各類型故障對(duì)比和評(píng)估如表2所示。

從表2可知，改造后可有效避免非電量保護(hù)繼電器及板卡單一接點(diǎn)故障所導(dǎo)致的保護(hù)誤動(dòng)作。

4 結(jié)束語(yǔ)

通過上述的換流站非電量保護(hù)改造，可以最大限度的避免單一trip回路接點(diǎn)誤動(dòng)。同時(shí)，通過按周期對(duì)換流變瓦斯、油流繼電器的物資質(zhì)量抽檢和監(jiān)督，有效保障換流站主設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：董麗（1973-），女，1996年畢業(yè)于哈爾濱理工大學(xué)機(jī)械專業(yè)，工程師。