一起變壓器重瓦斯動(dòng)作事故分析

張洪東 劉瑞 胡慶男 王琛

摘 要：本文主要對(duì)一例220 kV變壓器氣體繼電器重瓦斯動(dòng)作故障原因進(jìn)行分析，首先，通過變壓器油色譜分析、直流電阻、變比測(cè)試、絕緣電阻及介損試驗(yàn)等分析手段，排除主變本體自身故障，然后初步斷定為變壓器波紋儲(chǔ)油柜故障，最后提出具體的故障處理對(duì)策。希望本文的分析和處理方法可為現(xiàn)場(chǎng)處理類似故障提供參考。

關(guān)鍵詞：變壓器;氣體繼電器;儲(chǔ)油柜;卡澀

中圖分類號(hào)：TM407文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）19-0036-04

Abstract： This paper mainly analyzed the cause of a 220 kV transformer gas relay heavy gas action fault. Firstly， through the analysis methods of transformer oil chromatogram analysis， DC resistance， transformation ratio test， insulation resistance and dielectric loss test， the main transformer body fault was eliminated， and then the fault was preliminarily determined as the transformer corrugated oil conservator fault. Finally， the specific fault treatment countermeasures were proposed. It is hoped that the analysis and treatment method in this paper can provide reference for similar fault treatment on site.

Keywords： transformer;gas relay;oil conservator;jamming

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力負(fù)荷的需求越來越高，進(jìn)一步推動(dòng)了變電站的建設(shè)。電力變壓器是發(fā)、輸、變、配電系統(tǒng)中的重要設(shè)備之一，其性能、質(zhì)量直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和運(yùn)營(yíng)效益。為了保證電力變壓器安全穩(wěn)定運(yùn)行，防止事故擴(kuò)大，應(yīng)為之配置一系列的保護(hù)措施，如差動(dòng)保護(hù)、瓦斯保護(hù)等。其中，瓦斯保護(hù)動(dòng)作主要反映變壓器的內(nèi)部故障。當(dāng)變壓器油箱內(nèi)部存在短路或接地等故障時(shí)，高溫電弧使絕緣油產(chǎn)生大量氣體，油氣混合物迅速向上涌入瓦斯繼電器，進(jìn)而推動(dòng)瓦斯擋板動(dòng)作，從而接通跳閘回路。而由非電量引起的瓦斯保護(hù)動(dòng)作的例子相對(duì)較少，以下是一起由外油式儲(chǔ)油柜運(yùn)行過程中滾輪卡澀造成重瓦斯動(dòng)作的案例。

1 故障概述

某變電站2#主變（電壓等級(jí)220 kV），型號(hào)為 SFSZ11-240000/220，2020年2月13日，主變壓力釋放閥動(dòng)作，2.6 s后重瓦斯保護(hù)動(dòng)作跳閘，三側(cè)開關(guān)跳閘，所有負(fù)荷均備投成功。表1為故障發(fā)生時(shí)具體的動(dòng)作保護(hù)時(shí)序表。

2 事故分析

現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)維人員同相關(guān)專業(yè)人員立即對(duì)變壓器及其附屬設(shè)備進(jìn)行了全面檢查和分析。

2.1 外觀檢查

經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，壓力釋放閥發(fā)生動(dòng)作，地面有噴油痕跡（見圖1）;氣體繼電器內(nèi)部無積聚氣體、無異常，上浮球與下浮球均無下沉，信號(hào)均已復(fù)歸（見圖2）;油枕油位指示刻度為6，油溫約為38 ℃（見圖3和圖4）;變壓器本體及其附件無異常。

2.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

對(duì)事故主變本體進(jìn)行油色譜分析、直流電阻、變比測(cè)試、絕緣電阻及介損等試驗(yàn)，例如，在油溫為32 ℃時(shí)進(jìn)行色譜試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。在氣溫8 ℃、油溫32 ℃時(shí)進(jìn)行主變絕緣電阻測(cè)量和直流電阻測(cè)量試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表3、表4所示。試驗(yàn)結(jié)果均合格。

2.3 儲(chǔ)油柜檢查

儲(chǔ)油柜為沈陽(yáng)天工熱電設(shè)備有限公司2014年3月生產(chǎn)的，型號(hào)為BG-1200-6100，結(jié)構(gòu)型式為外油臥式金屬波紋油枕（見圖5）。研究者對(duì)該儲(chǔ)油柜進(jìn)行檢查：將儲(chǔ)油柜放油至刻度4后進(jìn)行充放氣試驗(yàn)，觀察油位刻度變化及內(nèi)部振動(dòng)、異音情況，檢驗(yàn)是否存在波紋管卡澀。充氣時(shí)，油位上升至刻度6～8過程中，內(nèi)部有明顯“咔、咔”聲音，觸摸有明顯頓挫感，刻度8以上恢復(fù)順暢;放氣時(shí)，油位下降至刻度7～6時(shí)，內(nèi)部卡頓依然明顯[1-4]。

對(duì)事故變壓器儲(chǔ)油柜進(jìn)行解體分析，波紋管端蓋與油枕內(nèi)壁的間隙為5 mm，波紋管端蓋的頂端裝有半徑5 mm的小滑輪，具有“小間隙+小滑輪”結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。分別打開油位計(jì)側(cè)法蘭、切割分接開關(guān)側(cè)蓋板，進(jìn)行解體檢查，解體發(fā)現(xiàn)內(nèi)有多處劃痕（見圖6）。

3 事故原因

由于事故主變油色譜分析、直流電阻、變比測(cè)試、絕緣電阻及介損試驗(yàn)結(jié)果正常，排除主變內(nèi)部故障。檢查瓦斯繼電器、斷流閥、壓力釋放閥，開啟正常，保護(hù)動(dòng)作正確?，F(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)，波紋管結(jié)構(gòu)的油枕在油位表6～8位置存在明顯卡澀現(xiàn)象（跳閘時(shí)處于6位置）。因此，判斷跳閘原因?yàn)橛驼砜?，造成?nèi)部油壓高，壓力釋放閥動(dòng)作噴油。此時(shí)，油流從油枕流向油箱，但流速未達(dá)到斷流閥關(guān)閉流速，導(dǎo)致斷流閥閥門與干簧點(diǎn)頻繁接觸;卡澀被沖開時(shí)，油流導(dǎo)致雙浮球結(jié)構(gòu)重瓦斯動(dòng)作。油枕內(nèi)部情況如圖7所示。

3.1 壓力釋放閥噴油原因

壓力釋放閥動(dòng)作壓力為55 kPa，正常運(yùn)行時(shí)承受約20 kPa變壓器油壓。隨著油溫升高，變壓器油體積膨脹，當(dāng)油位指示達(dá)到6左右時(shí)，由于波紋管卡澀，油無法繼續(xù)流向油枕，導(dǎo)致本體油壓升高值超過35 kPa，油壓達(dá)到釋放閥動(dòng)作壓力，壓力釋放閥動(dòng)作噴油。

3.2 斷流閥動(dòng)作原因