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        變壓器瓦斯保護(hù)動作事故處理的分析與探討

        2017-06-06 12:48:11郭振杰
        卷宗 2017年7期
        關(guān)鍵詞:故障排除變壓器

        郭振杰

        摘 要:為了做好變壓器的安全保護(hù),人們在變壓器系統(tǒng)中設(shè)置了瓦斯繼電器設(shè)施。變壓瓦斯保護(hù)是一種應(yīng)用非電氣量保障變壓器安全運行的施設(shè),它能針對變壓器出現(xiàn)的故障給予安全警報或給予拉閘保護(hù)處理。這是一種簡單、有效的變壓器保護(hù)設(shè)施。本次研究說明了瓦斯繼電器設(shè)施原行的原理,使用時可能會出現(xiàn)的異常及故障排除的措施。

        關(guān)鍵詞:變壓器;瓦斯繼電器;故障排除

        變壓瓦斯保護(hù)是一種應(yīng)用非電氣量保障變壓器安全運行的施設(shè),它能針對變壓器出現(xiàn)的故障給予安全警報或給予拉閘保護(hù)處理。這是一種簡單、有效的變壓器保護(hù)設(shè)施。變壓器保護(hù)動作有時會出現(xiàn)異常,本次研究對變壓器保護(hù)動作異常進(jìn)行分析并說明故障排除的策略。

        1 變壓器瓦斯出現(xiàn)保護(hù)動作的概念

        1.1 變壓器瓦斯出現(xiàn)保護(hù)動作的原因

        瓦斯保護(hù),是油浸式變壓器內(nèi)部故障最主要的保護(hù)元件。如果變壓器出現(xiàn)電流、電壓非正常的變化時,電弧會使絕緣材料迅速分析,產(chǎn)生大量的氣體,瓦斯繼電器會因為氣體的變化而作出智能的判斷,如果氣體變化到達(dá)預(yù)設(shè)的指標(biāo),瓦斯繼電器就會開始保護(hù)的動作。瓦斯繼電器應(yīng)用的優(yōu)點是判斷的依據(jù)比較單一,非常易操控。比如不管油箱內(nèi)部的溫度發(fā)生變化、還是變壓器出現(xiàn)鐵心故障、出現(xiàn)過電流或過電壓的故障等,都會讓變壓器內(nèi)部氣體發(fā)生變化,因為瓦斯繼電器只判斷氣體的變化,不判斷其它的指標(biāo),所以瓦斯繼電器的操作既簡單又靈敏。瓦斯繼電器的缺點是只能衡量氣體出現(xiàn)變化的結(jié)果,不能分析氣體出現(xiàn)變化的原因,如果外部環(huán)境出現(xiàn)變化,使氣體變化出現(xiàn)各種干擾,就會影響瓦斯繼電器的判斷。比如變壓器漏油或進(jìn)水都能帶來氣體的變化,瓦斯保護(hù)就會啟動保護(hù)的動作。

        1.2 變壓器瓦斯出現(xiàn)保護(hù)動作的常態(tài)

        變壓器瓦斯有很多型號,比如浮筒式、擋板式、開口杯式等。比如較為常見的QJ-80型繼電器,信號回路接上開口杯,跳閘回路接下?lián)醢?。?dāng)油浸變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障,電弧將絕緣材料分解,散發(fā)出大量氣體時,瓦斯繼電器會根據(jù)氣體的變化產(chǎn)生反應(yīng)。如果變壓器內(nèi)的氣體在繼電器的上部,使油面降低,且油面降低到達(dá)了一定的指標(biāo),變壓器瓦斯的上浮筒就會下浮,令水銀接點產(chǎn)生反應(yīng),瓦斯繼電器便會給出故障警報,此時瓦斯繼電器給予的故障提示為輕瓦斯提示;如果油面繼續(xù)降低,油流便會沖擊擋板,使下檔板翻轉(zhuǎn),此時繼電器就會指示連動桿轉(zhuǎn)動,打開另一點水銀接點。當(dāng)兩個水銀接點都連通時,變壓器開關(guān)就會自動跳閘,這就是重瓦斯警告。

        1.3 變壓器瓦斯保護(hù)動作故障的特征

        變壓器的瓦斯繼電器如果受外部環(huán)境的影響,就會讓氣體發(fā)生異常的變化,此時變壓器瓦斯保護(hù)動作就會出現(xiàn)故障。比如在安裝變壓器時,繼電器的坡度如果設(shè)置不正確,就可能使油枕參數(shù)偏高,氣體易流入瓦斯繼電器內(nèi)部。斯繼電器的引出線與中間接線盒應(yīng)該都經(jīng)過防油及密封處理,如果油及密封處理出現(xiàn)問題,就會帶來瓦斯繼電器誤判的問題。比如瓦斯繼電器的防油及密封處理如果出現(xiàn)問題,令電纜被腐蝕,氣體就會發(fā)生變化,瓦斯繼電器就會給出保護(hù)的動作。如果瓦斯繼電器出現(xiàn)漏水、滲水的現(xiàn)象,都會讓瓦斯繼電器的運作出現(xiàn)物理故障問題,從而出現(xiàn)誤判斷。瓦斯繼電器內(nèi)繼電器的線圈應(yīng)該是獨立的,如果瓦斯繼電器的線圈接錯,會帶來瓦斯繼電器的判斷其它因素影響的問題,從而出現(xiàn)誤判斷。變壓器的呼吸器應(yīng)當(dāng)透氣、通暢,如果透氣孔閉塞,會帶來油枕真空或壓力升高的問題,帶來瓦斯繼電器的誤判斷。

        輕瓦斯及重瓦斯動作出現(xiàn)故障的主要范圍如下。因瓦斯繼電器密封系統(tǒng)不嚴(yán)密,導(dǎo)至氣體進(jìn)入變壓器的問題;因密封系統(tǒng)不嚴(yán)密帶來各種溫度下降或漏油的問題;因變壓器自身出現(xiàn)故障帶來少量氣體的問題;因重瓦斯保護(hù)帶來輕瓦斯判斷影響的問題;因變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障,影響瓦斯繼電器判斷的問題;因電線回路未正確連接帶來的各種短路及其他故障的問題。

        2 變壓器瓦斯保護(hù)動作故障的處理

        2.1 優(yōu)化變壓器瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)

        一般的變壓器瓦斯繼電器會因為過于靈敏,出現(xiàn)誤判的問題。現(xiàn)應(yīng)用優(yōu)化變壓器瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)的方法可以強(qiáng)化繼電器的穩(wěn)定性。比如如果部分瓦斯繼電器的下半部分為下浮筒結(jié)構(gòu),那么可以改變檔板式結(jié)構(gòu),將觸點變成立式結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較高。如果在瓦斯繼電器上加上防雨罩,就可以避免繼電器漏水帶來的誤判問題,瓦斯繼電器的穿孔也也要用防雨膠布密封。如果瓦斯繼電器的二次引出線不經(jīng)過端子箱直接接入保護(hù)裝置,也可以減少其它因素干擾的問題。

        2.2 做好變壓器瓦斯繼電器的檢查

        在應(yīng)用變壓器瓦斯以前,要做好以下的檢查工作。檢查繼電器的呼吸孔是否通暢,有沒有出現(xiàn)被異物堵住或不能順利排氣的問題;檢查二次回路是否能正常運行;檢查變壓器外觀是否出現(xiàn)物理變型,避免出現(xiàn)密封不嚴(yán)密的問題或其它的故障問題;檢查氣體繼電器中積聚的氣體是否可燃;檢查氣體繼電器中的氣體和油中溶解的氣體的變化,應(yīng)用色譜分析檢查氣體繼電器是否能正常工作;檢查變壓器與其他繼電保護(hù)設(shè)備是否能正常工作。在完成以上檢查以后才可將變壓器瓦斯繼電器投入運作。

        2.3 變壓器瓦斯繼電器的故障排除

        從瓦斯繼電器保護(hù)的原理來看,如果因為二次回路故障油位降低引起的瓦斯動作是不可能產(chǎn)生氣體的,于是,如果繼電器內(nèi)無氣體聚集,而瓦斯繼電器又開始了保護(hù)動作,就要以氣體聚集為依據(jù)開始判斷。首先,要檢查變壓器是否存在漏油,排除變壓器漏油后,其次需要檢查環(huán)境溫度是否發(fā)生變化,帶來油位降低的問題;排除溫度突然發(fā)生的變化后,再次必須排除油枕油位指示位置是否異常,比如油道是否出現(xiàn)阻塞;排除油枕油位故障以后,最后檢查二次信號回路的故障。以氣體聚集為依聚,應(yīng)用逐項排除法可分析出瓦斯繼電器保護(hù)的故障。

        2.4 變壓器瓦斯繼電器的日常檢查

        新安裝的瓦斯繼電器需接受全面的檢驗,并接受優(yōu)化處理,只有完全符合運行安全需求的瓦斯繼電器才可投入使用。在完成變壓器及重瓦斯保護(hù)應(yīng)投跳閘檢查后,需退出重瓦斯保護(hù),制訂其他安全措施,這一安全措施只是臨時的安全措施,在恢復(fù)了重瓦斯保護(hù)后需重新應(yīng)用瓦斯繼電器保護(hù)變壓器。需寶期校驗瓦斯繼電器,了解瓦斯繼電器的密封性、線路保護(hù)的情況、瓦斯運行的情況等,應(yīng)用取氣樣檢驗法了解瓦斯繼電器的安全情況,只有經(jīng)過了色譜檢查,運行正常的繼電器才可繼續(xù)使用。如發(fā)現(xiàn)異常情況,需做好故障排除分析。如果變壓器的瓦斯繼電器出現(xiàn)了動作,就要做好動作的記錄,向上級調(diào)度并向主管報告,由專業(yè)人員進(jìn)行取氣樣分析,結(jié)合取氣樣的結(jié)合了解變壓器出現(xiàn)的故障,排除變壓器的故障。做好其它的安全保護(hù)措施,避免瓦斯繼電器動作異常背后的安全問題發(fā)生并擴(kuò)大。

        3 變壓器瓦斯保護(hù)動作事故處理的案例

        某110kV變壓器(接線方式為Ynd11,容量20000kVA)重瓦斯動作跳閘后,試驗人員前去做試驗。試驗項目如下:

        油中溶解氣體色譜分析——

        控制標(biāo)準(zhǔn):變壓器:H2≤150×10-6μL/L C2H2≤5×10-6 μL/L

        總烴:≤150×10-6μL/L

        測量繞組連同套管的直流電阻——

        ⑴測量高低壓側(cè)繞組連同套管直流電阻;

        ⑵控制標(biāo)準(zhǔn):1600kVA及以下容量等級三相變壓器,各相測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的4%,線間測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%;1600kVA以上三相變壓器,各相測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%,線間測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的1%;

        ⑶變壓器的直流電阻,與同溫下產(chǎn)品出廠實測數(shù)值比較,相應(yīng)變化不應(yīng)大于2%;

        ⑷測量溫度時為上層油溫。

        從瓦斯繼電器取氣體做色譜分析,經(jīng)測定,乙炔含量30μL/L,氫氣含量550μL/L,總烴含量1200μL/L,對比歷年數(shù)據(jù),三者含量嚴(yán)重超差,初步判斷是變壓器內(nèi)部短路放電,導(dǎo)致大量氣體產(chǎn)生,致使重瓦斯保護(hù)動作。再做變壓器直流電阻試驗,高壓側(cè)B相數(shù)值與另外兩項相比極度不平衡,不能滿足相間≤2%平衡率,與上次試驗數(shù)據(jù)對比嚴(yán)重超差,再結(jié)合色譜分析數(shù)據(jù)可以初步判斷是變壓器內(nèi)部B相嚴(yán)重短路放電故障,參考其他因素可以進(jìn)行下一步分析處理,直至排除全部故障。

        4 總結(jié)

        變壓器是一種重要的施備,如果變壓器出現(xiàn)故障,并且未能即時排除,可能會引導(dǎo)極大的安全事故。為了做好變壓器的安全保護(hù),人們在變壓器系統(tǒng)中設(shè)置了瓦斯繼電器設(shè)施。本次研究說明了瓦斯繼電器設(shè)施原行的原理,使用時可能會出現(xiàn)的異常及故障排除的措施。

        參考文獻(xiàn)

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        [2] 楊念冬. 淺談變壓器瓦斯保護(hù)[J]. 鄭鐵科技通訊. 2009(02)

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        [5] 王建坤,武繼紅. 淺談配電變壓器瓦斯保護(hù)的原理與防護(hù)[J]. 中國電業(yè)(技術(shù)版). 2011(02)

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