主變區(qū)外故障重瓦斯保護誤動作原因分析

趙偉剛

摘要：本文主要對主變區(qū)外故障重瓦斯保護誤動作原因以及預防措施進行相應的闡述，便于電網工作的安全可靠運行。

關鍵詞：主變區(qū)外;故障;重瓦斯;誤動作;原因

對于變壓器的保護主要是差動和重瓦保護兩種，重瓦斯誤動事故產生的主要原因是穿越性沖擊大電流穿過變壓器所致。近些年來發(fā)生最大的事故就是廣東電網某500k V變電站的主變區(qū)外故障即重瓦斯保護動作跳閘，本文就根據發(fā)生的案件結合現場提出具體的預防辦法和方案。

一、主變瓦斯保護原理分析

在變壓器的儲油柜和油箱之間的管道內安裝的瓦斯繼電器，主要運用了變壓器內部的故障將油分解之后產生的氣體或者是涌動的油，促使接點動作發(fā)生在氣體繼電器上，將指定的控制回路接通，啟動報警器或者對原件自動切除變壓器進行進一步的保護。一個密封的浮球存在在瓦斯保護繼電器上部，下部時一塊金屬擋板，密封的水銀接點都安裝在這兩個容器上。圍繞各自的軸自由旋轉的是浮球和檔板。主變正常運作的時候，繼電器充滿了油，浮球在浸油中處的狀態(tài)是上浮狀態(tài)，此時的水銀接點是斷開的;因為本身重量而下垂的原因，擋板的水銀接點也是斷開的。輕微故障發(fā)生在變壓器內部時，產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，這就導致了浮球也下降了位置，促進水銀接點接通后發(fā)出信號，即“輕瓦斯”;當嚴重故障發(fā)生在變壓器內部的時候，瓦斯氣體產生的非常強烈，瞬間突增的是油箱內壓力，油流的產生也很大，擋板受到油流的沖擊，彈簧的阻力被擋板克服，擋板帶動磁鐵移動至干簧點方向，閉合了水銀觸點，對跳閘回路進行接通，即重瓦斯。重瓦斯的動作，需要將變壓器連接的所有電源立即進行切斷，從而進一步將事故擴大的可能性降低，對于變壓器的保護也是起到了一定的作用。站在瓦斯保護的原理上講，當浮子或檔板位置（存在于斯繼電器內的）產生了變化，瓦斯保護就會有一定的輸出，瓦斯繼電器內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行時產生的熱量，以相對較緩的速度在流動在變壓器內部，倘若主變內部發(fā)生故障的時候，局部放電主要是由于故障電流產生的，高溫短路電弧就會相應的產生，主變的主絕緣就會被損壞，使周圍的油產生高溫的是短路電弧，溫差就形成了，這就加速了主變內部油流，對主變瓦斯繼電器的流量檔板進行沖擊，干簧繼電器的彈力遠遠小于檔板的推力，動作跳閘就由重瓦斯產生了。

二、主變區(qū)外故障重瓦斯保護誤動作原因

2.1主變繞組受“外力”失衡

穿越性大電流流經主變的時候，故障發(fā)生時原來電流方向與故障電流的流向是相反的，這就使得常側線圈流過的電流方向和故障電流側線圈內流過的電流流向相反，以左手定則來判斷，受到向外的作用力主要作用在穿越電流流過的線圈繞組，不斷地向外拉伸，這也就是所謂的“外力”，主變內部各結構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，積累效應經過之后，當損壞達到一定程度時繞組匝間短路就會導致主變重瓦斯保護動作的發(fā)生。因為損壞了繞組匝間絕緣，發(fā)電現象發(fā)生在繞組和主變油之間，大大降低了主變油的絕緣，大量氣體也由此產生，主變重瓦斯保護動作跳閘動作的產生。

2.2油流涌動

在繞組間“外力”作用下的“空隙”的產生，變壓器內油流方向瞬間發(fā)生變化主要是因為這些“空隙”。流過繞組的較大的穿越性的故障電流，熱效應的原因，迅速升高的繞組溫度，迅速升溫的繞組周圍的絕緣油導致了溫差產生在變壓器內絕緣油之間。劇烈的油流因為溫差較大而產生，導致了重瓦斯保護動作跳閘的產生。

2.3重瓦斯保護整定值沒有達到標準

檢驗氣體繼電器主要是在重瓦斯保護動作后，普通體繼電器重瓦斯保護整定值一般都處于1.0m/s的平均水平，而根據《電力變壓器檢修導則》的規(guī)定，整定值應該在1.2～1.5m/s左右是標準。

三、預防重瓦斯保護誤動的控制措施

3.1 主變性能設計的提升

問題的根本上，對于變壓器結構設計的優(yōu)化，主要研究在大電流沖擊下所受電動力模型的變壓器繞組，對于變壓器繞組振動的穩(wěn)定性進行相應的試驗，得出的是穩(wěn)定區(qū)域和不穩(wěn)定區(qū)域的繞組受力。在設計的同時要充分考慮系統(tǒng)潮流帶來的沖擊，對于變壓器本體的抗震性進行相應的提高，主變的生產工藝和繞組臨界擠壓應力值相應的提高，新型導線材料進行采用。變壓器繞組振動和位移進行相應的降低。

3.2 瓦斯繼電器性能進行相應的提高

氣體繼電器在新裝的時候必須經過校驗合格之后才會使用，盡量設置重瓦斯保護整定值在標準定值的上限，對于在受到大電流沖擊過程的變壓器產生誤動也是一種預防。安裝油流測速裝置在變壓器瓦斯繼電器內，在數據積累的前提下重要依據斯繼電器流速整定，反映了變壓器繞組的穩(wěn)定性。

3.3 主變運輸及安裝標準的準確掌握

各項檢測試驗合格在經過廠家驗證后出廠，整個運輸過程中起吊、裝卸、振動、碰撞等，都會對構件造成一定程度的損傷，使得性能下降。而且廠家試驗和現場安裝環(huán)境的實驗條件各有不同，大氣成份、溫濕度等等因素不同程度的影響導致不同性能的降低。盡可能的對廠家提出要求對主變出廠標準進行適當的提高，現場實際需求的滿足。

3.4 主變受大電流沖擊數據庫的構建

以設備的浴盆曲線理論為依據，達到一定年限以后的主變運行時間，主變的各項性能會逐漸的呈現下降的趨勢，以運行經驗所知，主變經流穿越性大電流的沖擊時不同的電流數值會導致不同程度的跳閘，對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，量變引起質變，當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，主變重瓦斯保護的動作跳閘也會發(fā)生。所以，需要對主變受大電流沖擊數據庫進行相應的建立和維護，對于主變沖擊次數和每次的沖擊電流數值進行記錄，變化管理需要做到實處，更新需要及時，將數據反饋給專業(yè)人員，必要時可以請實驗人員到現場進行技術支持，采用最先進的技術進行深入了解，對于主變內的受沖擊的損傷情況進行詳細的了解。

參考文獻

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