淺析牽引變壓器非電量保護(hù)誤動(dòng)原因及解決方案

【摘 ?要】變壓器非電量保護(hù)一直是變壓器保護(hù)的重要組成部分.本文對某牽引變電所主變非電量保護(hù)誤動(dòng)的實(shí)例進(jìn)行了原因分析，引進(jìn)類似案例并提出了改進(jìn)方案。

【關(guān)鍵詞】變壓器;非電量保護(hù)

Abstract：Transformer non-electric protection has always been an important part of transformer protection.In this paper，the causes of misoperation of non-electric protection of main transformer in a traction substation are analyzed，similar cases are introduced and the improvement scheme is put forward.

Key words：transformer ?non-electric protection

1、引言

1.1變壓器非電量保護(hù)概念及用途

非電量保護(hù)，顧名思義就是由非電量反映的故障動(dòng)作或發(fā)信的保護(hù)，一般是指保護(hù)的判據(jù)不是電量，而是非電量，如瓦斯保護(hù)（通過油速整定）、溫度保護(hù)（通過溫度高低）等。非電量保護(hù)主要包括本體重瓦斯、本體輕瓦斯、壓力釋放、油溫過高等，經(jīng)壓板直接出口跳閘或發(fā)信報(bào)警。變壓器的非電量保護(hù)的正確運(yùn)作，使變壓器內(nèi)部故障時(shí)能及時(shí)切斷電源，限制了電能轉(zhuǎn)化為熱能和化學(xué)能，也限制了油體積的劇烈膨脹及絕緣油分解成氣體，可以有效將故障控制在允許的范圍內(nèi)，有效保護(hù)主變，避免故障擴(kuò)大，減少損失。

2、實(shí)例簡介

2.1概況

2018年6月26日，某牽引變電所正常情況下5#、7#B運(yùn)行6#、8#B熱備，在對應(yīng)饋出供電單元217、218斷路器距離一段動(dòng)作后400ms內(nèi)7#B在4ms內(nèi)超溫跳閘、本體重瓦斯、壓力釋放同時(shí)動(dòng)作，同時(shí)6#、8# B非電量保護(hù)也報(bào)警動(dòng)作。

2.2應(yīng)急處置過程

12時(shí)58分，該所值班人員對5#、7#變進(jìn)行紅外測溫及溫控器溫度指示檢查，均為50度左右，遠(yuǎn)小于超溫跳閘的設(shè)定值85度。13時(shí)35分，檢修人員到所查看保護(hù)裝置、后臺(tái)報(bào)文、錄波文件，發(fā)現(xiàn)均無備自投啟動(dòng)報(bào)文。14時(shí)34分，檢修人員對該所5#、7#主變進(jìn)行檢查和試驗(yàn)。15時(shí)40分，檢修人員對該所5#、7#主變進(jìn)行絕緣電阻測試、直流電阻試驗(yàn)，并取油。18時(shí)20分，檢修人員完成5#、7#變試驗(yàn)工作，試驗(yàn)數(shù)據(jù)合格。21時(shí)11分，檢修人員對該所5#、7#主變端子箱、二次回路及保護(hù)裝置進(jìn)行檢查。27日00時(shí)11分檢修人員對5#、7#變壓器非電量回路電纜分別進(jìn)行絕緣測試。01時(shí)09分，檢測5#、7#變壓器非電量回路電纜，壓力釋放對地、重瓦斯對地、超溫跳閘對地及壓力釋放、重瓦斯、超溫跳閘兩兩之間絕緣均大于600MΩ，絕緣滿足要求。01時(shí)45分，完成5#、7#變本體保護(hù)裝置內(nèi)部板件檢查，無明顯燒損跡象。

綜上所述，變壓器油色譜分析、耐壓試驗(yàn)均符合標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)場變壓器設(shè)備無異常。

2.3事故原因分析

（1）217、218饋線供電單元故障報(bào)文分析

從217、218饋線供電單元故障報(bào)文可以看出，本次跳閘為低電壓大電流，阻抗角在70度左右，符合金屬性接地的數(shù)據(jù)特征。相關(guān)網(wǎng)工區(qū)現(xiàn)場巡視發(fā)現(xiàn)該區(qū)間036#支柱AF線懸式絕緣子有放電燒傷痕跡，結(jié)合故障報(bào)文及現(xiàn)場檢查巡視情況，判斷217DL、218DL跳閘原因?yàn)楫愇锒探覣F線懸式絕緣子引發(fā)接地跳閘。

（2）217、218供電單元斷路器距離一段動(dòng)作后400ms內(nèi)7#變非電量故障報(bào)警，根據(jù)保護(hù)裝置保護(hù)區(qū)間和安裝方式來看：變壓器本體保護(hù)和饋線保護(hù)裝置保護(hù)范圍相互獨(dú)立，饋線保護(hù)裝置和本體保護(hù)裝置分別在兩個(gè)獨(dú)立屏柜上，排除217、218斷路器距離一段動(dòng)作誘發(fā)主變非電量故障報(bào)警的可能。引起誤動(dòng)的原因是什么呢？瓦斯繼電器沒有氣體;兩臺(tái)所變均沒有滲漏油，事故發(fā)生當(dāng)時(shí)氣溫沒有驟降;對瓦斯回路進(jìn)行絕緣檢查未發(fā)現(xiàn)有絕緣問題，未發(fā)現(xiàn)短路現(xiàn)象，打開本體保護(hù)裝置，沒有發(fā)現(xiàn)損壞元件和放電痕跡，對里面的繼電器逐個(gè)進(jìn)行校驗(yàn)，其動(dòng)作值和返回系數(shù)都合格，對本體保護(hù)做整組試驗(yàn)，傳動(dòng)正常，說明二次回路沒有問題。故判定為外部干擾造成保護(hù)裝置動(dòng)作發(fā)信或出口。6月28日凌晨，相關(guān)保護(hù)裝置生產(chǎn)廠家到所，對該非電量保護(hù)裝置的繼電器進(jìn)行更換。

綜上所述，變壓器本體非電量保護(hù)誤動(dòng)作的原因絕大部分為外部環(huán)境的干擾造成的。國家《電網(wǎng)公司二十五項(xiàng)電網(wǎng)重大反事故措施》中明確指出：“所有涉及直接跳閘的重要回路的中間繼電器應(yīng)采用動(dòng)作電壓在額定直流電源電壓的55%-70%范圍以內(nèi)，其動(dòng)作功率應(yīng)不低于5W”。因高鐵牽引變壓器鮮有此類故障案例，本文現(xiàn)對某電廠發(fā)生的同類由于啟動(dòng)功率過低而引起的非電量保護(hù)誤動(dòng)實(shí)例進(jìn)行分析并提出改進(jìn)方案，用于整改參考。

3、某電廠實(shí)例概況及啟動(dòng)功率過低改進(jìn)方案

3.1實(shí)例概況

2013年 2月一2013年4月，某電廠 110kV主變發(fā)生了3次重瓦斯保護(hù)，2次壓力保護(hù)，造成保護(hù)跳閘甩負(fù)荷事故，造成一定的經(jīng)濟(jì)損失。每次重瓦斯保護(hù)和壓力保護(hù)動(dòng)作后，檢查變壓器，變壓器油箱的瓦斯與壓力顯示均正常，確定這5次事故均為主變非電量保護(hù)誤動(dòng)[2]。

3.2啟動(dòng)功率過低改進(jìn)方案

該電廠主變采用的非電量保護(hù)裝置內(nèi)繼電器回路參數(shù)不合適，非電量的動(dòng)作門檻功率過低，對回路上的干擾過于敏感，造成非電量保護(hù)誤動(dòng)。如圖1所示，外部干接點(diǎn)K1為變壓器非電量繼電器的常開觸點(diǎn)。當(dāng)變壓器發(fā)生嚴(yán)重非電量故障時(shí)，非電量干接點(diǎn)K1閉合，中間繼電器 TK線圈帶電，繼電器TK的常開接點(diǎn)TK閉合，出口繼電器TJ線圈帶電，使變壓器斷路器斷開，防止事故擴(kuò)大。圖中 R1、R2起限流作用，D1、D2起續(xù)流作用[2]。

現(xiàn)對非電量保護(hù)裝置的硬件原理采用如圖2的修改。

為了提高整個(gè)非電量動(dòng)作回路的功率，我們增加了電阻R3和中間繼電器 TK常閉觸點(diǎn)的串聯(lián)回路。電阻R3的取值要保證非電量保護(hù)動(dòng)作時(shí)，非電量保護(hù)回路的功率大于5W。正常情況下中間繼電器 TK的常閉接點(diǎn)是閉合的，當(dāng)非電量動(dòng)作后，非電量信號(hào)若一直存在，則中間繼電器的常閉接點(diǎn)打開，整個(gè)非電量回路功率降低，防止電阻 R3長時(shí)間通電而發(fā)熱過高。只要合理選用R3的阻值，中間繼電器TK就可以在非電量保護(hù)動(dòng)作時(shí)獲得較大的功率，保證足夠的靈敏度。

為了提高保護(hù)裝置抗干擾能力，增加非電量保護(hù)的動(dòng)作延時(shí)，我們增加了與跳閘出口繼電器TJ線圈并聯(lián)的 RC回路。調(diào)節(jié)電阻R4與電容C回路的參數(shù)，使出口繼電器延時(shí)出口，一般調(diào)節(jié)延時(shí)為 20—30ms之間，不宜過長和過短，這樣一方面可以保證非電量動(dòng)作的靈敏性，另一方面可有效躲開二次回路或直流接地產(chǎn)生的干擾脈沖信號(hào)而造成的誤動(dòng)[2]。

除此之外，牽引變壓器投入使用前應(yīng)加強(qiáng)介入，對新投入使用的保護(hù)裝置的技術(shù)規(guī)格進(jìn)行審查驗(yàn)收，做好非電量保護(hù)的整定、安裝調(diào)試、驗(yàn)收、運(yùn)行維護(hù)和定期檢驗(yàn)工作，并積極探索非電量保護(hù)啟動(dòng)功率的試驗(yàn)方法，在提升非電量保護(hù)抗干擾能力的同時(shí)保證保護(hù)動(dòng)作的靈敏度等幾個(gè)方面降低牽引變壓器的誤動(dòng)率，提高變壓器非電量保護(hù)的可靠性、靈敏性和穩(wěn)定性。

4、 結(jié)束語

通過以上方案降低了強(qiáng)電對非電量保護(hù)信號(hào)線的干擾，增加了非電量保護(hù)回路的動(dòng)作功率和動(dòng)作延時(shí)，從而有效的降低牽引變壓器非電量保護(hù)的誤動(dòng)。在不影響靈敏度的前提下，有效提高變壓器非電量保護(hù)的穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)：

[1]梁歡喜《變壓器非電量保護(hù)誤動(dòng)解決方案電工技術(shù)》2004;

[2]趙彥濤，張軍《某熱電廠 ll0kV主變非電量保護(hù)誤動(dòng)事故分析與解決方案》工業(yè)工程與技術(shù)，2013.NO.11;

作者簡介：

鐘文秀，助理工程師，上海局集團(tuán)有限公司南京供電段，江蘇省南京市

（作者單位：上海局集團(tuán)有限公司南京供電段）