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        一起500 kV油浸式電抗器誤發(fā)油位異常信號(hào)分析與處理

        2018-06-15 02:36:34黃道均陳旭東
        東北電力技術(shù) 2018年4期
        關(guān)鍵詞:油位電抗器端子

        馬 凱,黃道均,廖 軍,吳 勝,陳旭東

        (國網(wǎng)安徽省電力有限公司檢修分公司,安徽 合肥 230009)

        為了確保電抗器(變壓器)安全可靠運(yùn)行,需要油位異常報(bào)警、溫度異常報(bào)警、壓力釋放報(bào)警、瓦斯報(bào)警(或跳閘)等二次回路實(shí)現(xiàn)對(duì)電抗器(變壓器)各狀態(tài)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和控制[1-4]。二次回路發(fā)生直流接地,將可能導(dǎo)致信號(hào)裝置、繼電保護(hù)和控制裝置拒動(dòng)或誤動(dòng),也可能導(dǎo)致直流系統(tǒng)發(fā)生正負(fù)極短路等嚴(yán)重后果[5-8]。一旦存在二次回路報(bào)警(或跳閘)或二次回路發(fā)生直流接地的情況,必須迅速查明故障原因并及時(shí)處理。

        1 設(shè)備及故障情況

        某500 kV變電站500 kV山瀝5366線電抗器生產(chǎn)廠家為西安西電變壓器有限責(zé)任公司,產(chǎn)品型號(hào)為BKD-40000/500,生產(chǎn)日期為2007年11月,投運(yùn)日期為2008年4月。自2016年6月1日以來,站內(nèi)運(yùn)維人員報(bào)告站內(nèi)數(shù)次發(fā)生I段母線直流正接地故障時(shí),該電抗器均發(fā)生后臺(tái)誤報(bào)油位異常的情況。以2016年6月1日該站發(fā)生的Ⅰ段母線直流正接地的情況為例,其后臺(tái)報(bào)文中“山瀝5366線電抗器本體油位異?!毙盘?hào)的發(fā)生與復(fù)歸與Ⅰ段母線正接地的發(fā)生與復(fù)歸高度吻合。

        2 原因分析

        技術(shù)人員對(duì)該電抗器的二次信號(hào)回路進(jìn)行排查。首先查閱該電抗器的圖紙和銘牌,其設(shè)計(jì)圖紙上電抗器本體油位計(jì)的輔助節(jié)點(diǎn)如圖1所示。

        本體端子箱銘牌上的節(jié)點(diǎn)號(hào)與設(shè)計(jì)圖一致,即1-2節(jié)點(diǎn)為油位高報(bào)警節(jié)點(diǎn)、3-4節(jié)點(diǎn)為油位低報(bào)警節(jié)點(diǎn)。同時(shí)對(duì)比銘牌可以發(fā)現(xiàn)輔助開關(guān)的1節(jié)點(diǎn)接至35號(hào)端子、2節(jié)點(diǎn)接至36號(hào)端子、3節(jié)點(diǎn)接至37號(hào)端子、4節(jié)點(diǎn)接至38號(hào)端子。

        檢查電抗器本體端子箱內(nèi)的油位異?;芈方泳€,如圖2所示??梢钥闯觯倔w端子箱內(nèi)各端子與銘牌上的設(shè)計(jì)接線一致。

        圖2 本體端子箱實(shí)際接線

        電抗器三相油位異常報(bào)警信號(hào)回路在電抗器總控制箱的接線如圖3所示。根據(jù)圖3可以看出電抗器總控箱中81、83、85、87、89、91端子與直流正端701短接,82、84、86、88、90、92端子與零電位951短接。

        圖3 總控制箱油位異常接線

        根據(jù)上述接線方式,電抗器三相油位異常報(bào)警的原理如圖4所示??梢钥闯鲭娍蛊髟诒倔w端子箱中可以分相發(fā)出油位高、油位低報(bào)警,但是在總控箱中由于三相油位高報(bào)警、油位低報(bào)警的所有正端短接、所有負(fù)端短接,所以后臺(tái)只能顯示一個(gè)總的油位異常信號(hào)。

        圖4 電抗器三相油位異常報(bào)警信號(hào)回路

        技術(shù)人員懷疑該電抗器的油位異常信號(hào)回路電纜存在絕緣強(qiáng)度不合格導(dǎo)致誤發(fā)報(bào)警信號(hào),決定對(duì)該電抗器三油位異常報(bào)警信號(hào)回路共12根電纜(即各相的本體控制箱35-油位計(jì)1、36-油位計(jì)2、37-油位計(jì)3、38-油位計(jì)4)進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試。當(dāng)測(cè)試到C相本體端子箱38號(hào)端子至C相油位計(jì)4號(hào)接線端子之間的電纜(按照設(shè)計(jì)屬于C相低油位報(bào)警信號(hào)回路)時(shí)發(fā)現(xiàn)測(cè)試電壓無法正常加壓,證明該電纜存在接地情況。隨即拆開C油位計(jì)的二次接線盒,其接線情況如圖5(a)所示;考慮到B、A相本體端子箱38號(hào)端子至對(duì)應(yīng)油位計(jì)4號(hào)端子的電纜絕緣電阻正常,而三相本體端子箱38號(hào)端子接線形式一致,檢修人員同時(shí)拆開B、A相油位計(jì)二次接線盒,其接線情況如圖5(b)、(c)所示。

        (a)C相 (b)B相 (c)A相圖5 電抗器三相油位計(jì)二次接線盒接線

        同時(shí)電抗器本體油位計(jì)二次接線盒上標(biāo)注的輔助節(jié)點(diǎn)實(shí)際結(jié)構(gòu)如圖6(a)所示,其等效示意圖如圖6(b)所示。

        (a)輔助節(jié)點(diǎn)實(shí)際結(jié)構(gòu)(b)輔助節(jié)點(diǎn)示意圖圖6 油位計(jì)輔助節(jié)點(diǎn)實(shí)際結(jié)構(gòu)及示意圖

        結(jié)合圖5和圖6可以看出,電抗器A、B相油位計(jì)的4號(hào)端子并未接線,而C相的4號(hào)端子接有電纜,由于4號(hào)端子基座接地(4號(hào)端子底座通過一根短的電纜接地),因此該電纜接地。同時(shí)對(duì)比圖6和圖1可以看出,廠家設(shè)計(jì)的油位計(jì)輔助節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和實(shí)際使用的油位計(jì)輔助節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)不同,而本體端子箱和電抗器總控制箱內(nèi)實(shí)際接線仍然按照原來的設(shè)計(jì)施工。綜合以上兩點(diǎn),由于廠家實(shí)際使用的油位計(jì)輔助開關(guān)的結(jié)構(gòu)和原來設(shè)計(jì)的不同,C相油位計(jì)的4號(hào)接地端子連有電纜,因此原來設(shè)計(jì)的油位異常報(bào)警回路由圖4變?yōu)閳D7。

        圖7 電抗器油位異常報(bào)警回路的實(shí)際接線

        通過圖7可以看出電抗器的油位異常報(bào)警回路具有明顯的接線錯(cuò)誤,其錯(cuò)誤點(diǎn)主要如下。

        a. 由于油位計(jì)輔助節(jié)點(diǎn)的實(shí)際結(jié)構(gòu),電抗器只能通過三相油位計(jì)2-1節(jié)點(diǎn)發(fā)出油位低報(bào)警信號(hào),而無法通過3-1節(jié)點(diǎn)發(fā)出油位高報(bào)警信號(hào)。

        b. 如果發(fā)生油位低報(bào)警,即電抗器任意一相油位計(jì)的2-1節(jié)點(diǎn)閉合,在發(fā)出油位低報(bào)警的同時(shí)會(huì)導(dǎo)致直流接地(以A相為例,直流正電701通過電抗器總控制箱81、本體控制箱35、油位計(jì)輔助節(jié)點(diǎn)1-2、本體控制箱36、總控箱82、總控箱84、總控箱86、總控箱88、總控箱90、總控箱92、本體控制箱38發(fā)生直流正接地)。

        c. 由于C相油位計(jì)的4號(hào)端子接地,因此當(dāng)直流系統(tǒng)發(fā)生正接地時(shí),三相油位計(jì)的2-1端子相當(dāng)于短接(都是零電位),后臺(tái)誤發(fā)油位異常信號(hào)報(bào)警,這就是“山瀝5366線電抗器本體油位異?!毙盘?hào)的發(fā)生與復(fù)歸與I段母線正接地的發(fā)生與復(fù)歸高度吻合的根本原因。

        3 整改措施

        電抗器的油位異常信號(hào)報(bào)警對(duì)于電抗器的安全可靠運(yùn)行具有重要的意義。而現(xiàn)場(chǎng)由于廠家的設(shè)計(jì)原則和實(shí)際采用的油位計(jì)不一致,導(dǎo)致該電抗器無法正確發(fā)出油位異常報(bào)警,或者誤發(fā)油位異常信號(hào),甚至油位計(jì)在發(fā)出正確的油位異常信號(hào)后導(dǎo)致直流接地,具有極大的安全隱患??尚械慕鉀Q方案有2個(gè)。

        方案1:更換電抗器的三相油位計(jì),要求新油位計(jì)的輔助節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)符合圖2所示。

        方案2:利用現(xiàn)有油位計(jì)的輔助節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu),更換電抗器本體端子箱的接線方式,實(shí)現(xiàn)油位異常報(bào)警的功能。

        方案1思路簡(jiǎn)單明了,但是需要對(duì)電抗器三相的油枕進(jìn)行放油、熱油循環(huán)、注油等工序,工程量較大,費(fèi)時(shí)費(fèi)力;方案2快速方便,但是要求檢修人員合理正確進(jìn)行接線更改。檢修人員經(jīng)過再三考慮決定采用方案2,其操作步驟如下。

        a. 將電抗器C相本體端子箱38至油位計(jì)4號(hào)端子之間的電纜兩端解除,其中位于油位計(jì)4號(hào)端子的一端用絕緣膠帶包扎,防止誤碰其他端子,如圖8所示。

        圖8 將C相油位計(jì)4號(hào)端子接線解除

        b. 將電抗器三相本體端子箱35(油位計(jì)1號(hào)端子)、36(油位計(jì)2號(hào)端子)、37(油位計(jì)3號(hào)端子)號(hào)端子的上端接線全部拆除。

        c. 將A相本體端子箱的35號(hào)、36號(hào)端子上端接線對(duì)調(diào)一下,即35號(hào)端子接至油位計(jì)2號(hào)端子,36號(hào)端子接至油位計(jì)1號(hào)端子,37號(hào)端子恢復(fù)原來接線。B、C相依次重復(fù)上述步驟。此時(shí)電抗器油位異常報(bào)警回路的接線變?yōu)閳D9所示,可以正確發(fā)出電抗器三相的油位異常信號(hào)。

        圖9 更改接線后的油位異常報(bào)警回路

        d. 從A、B、C三相的油位計(jì)依次短接2-1、3-1節(jié)點(diǎn),后臺(tái)均正確發(fā)出油位異常信號(hào)。

        4 結(jié)束語

        本次電抗器檢修過程中發(fā)現(xiàn)廠家設(shè)計(jì)的油位計(jì)輔助節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)和實(shí)際使用的油位計(jì)輔助節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)不一致,同時(shí)現(xiàn)場(chǎng)存在嚴(yán)重的接線錯(cuò)誤,導(dǎo)致油位計(jì)無法正常發(fā)揮油位異常信號(hào)報(bào)警的功能,該缺陷具有極強(qiáng)的隱蔽性,且存在極大的安全隱患。建議在以后的工作中加強(qiáng)對(duì)主變、電抗器信號(hào)回路的驗(yàn)收把關(guān),防止出現(xiàn)類似的情況。

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