云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司玉溪供電局 馬智鵬

1 變壓器瓦斯繼電器工作原理

瓦斯繼電器具有靈敏度高、動作迅速、接線簡單等優(yōu)點(diǎn)，作為變壓器非電量保護(hù)的重要手段，可以用來反映變壓器油箱中的故障和油面降低等問題[1]。其二次接線均是從該繼電器頂部接線盒接線柱直接引至變壓器本體端子箱處，再接至變壓器非電量保護(hù)裝置，以實(shí)現(xiàn)變壓器的輕瓦斯發(fā)信、重瓦斯跳閘功能。其中輕瓦斯保護(hù)是指變壓器內(nèi)部過熱，或局部放電，使變壓器油溫上升而分解，產(chǎn)生一定的氣體，氣體緩慢上升而進(jìn)入瓦斯繼電器，達(dá)到了一定量后觸動繼電器，發(fā)出預(yù)警信號。重瓦斯保護(hù)是指變壓器內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重短路后，內(nèi)部產(chǎn)生強(qiáng)烈的瓦斯氣體，使變壓器的內(nèi)部壓力突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊擋板，擋板克服磁鐵（彈簧）的阻力，帶動磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移動，使干簧觸點(diǎn)接通、變壓器各側(cè)斷路器跳閘，以隔離變壓器故障，縮小故障范圍和停電范圍[2]。

2 變壓器瓦斯繼電器校驗(yàn)要求

基于瓦斯繼電器的重要性，中國南方南網(wǎng)有限責(zé)任公司《電力設(shè)備檢修試驗(yàn)規(guī)程（QCSG1206007-2017）》6.1.1 明確要求，突發(fā)壓力繼電器檢查及其二次回路試驗(yàn)周期為110kV及以下；6年/次（二次回路），220kV、500kV；3年/次（二次回路）[3]。在變電站開展設(shè)備定檢時(shí)，變壓器瓦斯繼電器均需要拆回試驗(yàn)室進(jìn)行可靠性校驗(yàn)，以確保該繼電器密封良好，輕瓦斯和重瓦斯能可靠運(yùn)作。

3 目前瓦斯繼電器拆接二次電纜存在的困難及風(fēng)險(xiǎn)

接線盒內(nèi)部空間狹小，作業(yè)人員在進(jìn)行瓦斯繼電器二次電纜拆接線工作時(shí)，需要旋轉(zhuǎn)接線柱螺帽才能進(jìn)行拆接線。因橫向操作空間限制，旋轉(zhuǎn)螺帽難度較大，增加作業(yè)人員作業(yè)時(shí)間和變壓器停電檢修的時(shí)間，降低供電可靠性。同時(shí)，由于所需作業(yè)時(shí)間較長，作業(yè)人員長期在變壓器上進(jìn)行高處和高溫作業(yè)，增加了人身安全風(fēng)險(xiǎn)。

瓦斯繼電器接線盒內(nèi)部結(jié)構(gòu)及標(biāo)號套磨損情況如圖1所示。

圖1 瓦斯繼電器接線盒內(nèi)部結(jié)構(gòu)及標(biāo)號套磨損情況

接線盒內(nèi)部二次電纜芯線較多，且接線柱為弧形排列，二次電纜在接線盒內(nèi)需要經(jīng)過彎折避讓靠近穿線孔處接線柱才能接到其余接線柱上，這就使得二次電纜標(biāo)號套長期處于被擠壓狀態(tài)，標(biāo)號文字被擠壓容易變得模糊，現(xiàn)場作業(yè)人員無法準(zhǔn)確通過標(biāo)號套辨別各線芯的作用，增加誤接線的風(fēng)險(xiǎn)。如果將輕瓦斯發(fā)信回路接為重瓦斯動作跳閘回路，導(dǎo)致本應(yīng)是輕瓦斯發(fā)信告警，實(shí)際卻變?yōu)橹赝咚箘幼魈l，從而使主變停電，降低了供電可靠性。

瓦斯繼電器接線盒穿線孔及二次電纜磨損情況如圖2所示。

圖2 瓦斯繼電器接線盒穿線孔及二次電纜磨損情況

在對瓦斯繼電器進(jìn)行拆回校驗(yàn)及裝回時(shí)，需要將內(nèi)部接線從接線盒穿線孔處拖出，裝回時(shí)又需要將二次電纜從穿線孔塞回去。由于繼電器穿線孔孔徑較細(xì)，在拖拽和塞回過程中極有可能造成二次電纜外皮破損，從而降低絕緣強(qiáng)度。當(dāng)絕緣被擊穿時(shí)，就會引發(fā)瓦斯繼電器的誤動作或造成直流接地，輕則誤發(fā)信號，重則導(dǎo)致主變跳閘停止供電。且由于該電纜為瓦斯繼電器本體至變壓器本體端子箱直連電纜，長度較長，更換此電纜將耗費(fèi)大量人力資源，相應(yīng)的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)也會上升，停電時(shí)間也會被延長，降低系統(tǒng)供電可靠性。

隨著社會的發(fā)展，人身、設(shè)備的安全、勞動生產(chǎn)率以及人機(jī)功效的要求標(biāo)準(zhǔn)均越來越高。現(xiàn)在使用的瓦斯繼電器接線方式已經(jīng)不能很好地滿足以上要求，所以對瓦斯繼電器接線方式做以下改進(jìn)探討。

4 變壓器瓦斯繼電器接線方式改進(jìn)

4.1 對接線困難的改進(jìn)

通過加裝外掛接線盒，并將其固定在瓦斯繼電器本體外殼上，使用二次電纜與瓦斯繼電器本體接線柱進(jìn)行連接。外掛接線盒包括盒體、盒蓋、密封圈，外掛接線盒內(nèi)部裝有類似端子排的導(dǎo)電接線板接線螺栓，二次電纜一端穿過瓦斯繼電器本體外殼與其內(nèi)部接線柱連接，其另一端穿過外掛接線盒盒體與其內(nèi)部一側(cè)的接線螺栓連接，接線螺栓另外一側(cè)可直接與瓦斯校驗(yàn)儀試驗(yàn)線連接。瓦斯繼電器接線盒實(shí)物組裝展示如圖3所示。

圖3 瓦斯繼電器接線盒實(shí)物組裝展示

4.2 對標(biāo)號套長期擠壓的改進(jìn)

通過加裝外掛接線盒，瓦斯繼電器檢驗(yàn)時(shí)不必再拆接繼電器接線盒內(nèi)部接線，僅需將外掛接線盒內(nèi)部接線解除即可。外掛接線盒內(nèi)接線端子為垂直排列，二次電纜可直接接入，且電纜之間無擠壓，有效避免了多次彎折擠壓繼電器內(nèi)部接線盒二次電纜，可以確保二次電纜標(biāo)號套文字標(biāo)識清晰，從而降低誤接線造成的主變非電量誤動作風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 對內(nèi)部接線需從接線盒穿線孔處拖出和塞回導(dǎo)致電纜絕緣損壞的改進(jìn)

一是擴(kuò)大接線盒穿線孔，方便電纜拖出和塞入。

二是將需要頻繁拆接的直連長電纜改為短電纜，即使電纜絕緣損壞也方便更換。

通過改進(jìn)，可以大幅減少高空作業(yè)時(shí)間，提升工作效率，縮短停電時(shí)間，更好地保障系統(tǒng)的供電可靠性。

5 接線改進(jìn)原理及結(jié)構(gòu)

接線改進(jìn)安裝示意圖如圖4所示?？焖俳泳€裝置剖視圖如圖5所示。拆分示意圖如圖6所示。

圖4 接線改進(jìn)安裝示意圖

圖5 快速接線裝置剖視圖

圖6 拆分示意圖

快速接入裝置通過在瓦斯繼電器本體外殼側(cè)面加裝外掛接線盒，兩者之間通過連接電纜進(jìn)行連接；外掛接線盒內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)電接線板和接線螺栓組成；連接電纜一端穿過瓦斯繼電器本體外殼與其內(nèi)部接線柱連接，其另一端穿過外掛接線盒盒體與其內(nèi)部一側(cè)的接線螺栓連接，接線螺栓另外一側(cè)可直接與瓦斯校驗(yàn)儀試驗(yàn)線連接。

在開展瓦斯繼電器校驗(yàn)工作時(shí)，可以直接將瓦斯校驗(yàn)儀的試驗(yàn)線與外掛接線盒體內(nèi)接線螺栓連接，連接牢固后便可以開展瓦斯繼電器校驗(yàn)工作。通過改進(jìn)后，瓦斯繼電器校驗(yàn)全過程均不需打開瓦斯繼電器本體接線盒，不用再對繼電器本體接線柱進(jìn)行拆接線工作，從而消除繼電器本體接線盒內(nèi)部空間狹小且需避讓接線柱開展拆接線的困難，提升了工作效率；因連接校驗(yàn)儀的接線可以直接通過接線螺栓連接，有效降低誤接線的風(fēng)險(xiǎn)，從而提升工作質(zhì)量，降低因誤接線導(dǎo)致主變非電量保護(hù)誤發(fā)信或誤動作、拒動作事件概率。

6 其他改進(jìn)方式的思考

由瓦斯繼電器廠家更新繼電器接線方式，將接線盒內(nèi)部接線柱接線改為航空插頭，同時(shí)瓦斯繼電器至主變本體端子箱的直連電纜一端也一并配置航空插頭。此方法無須對二次電纜進(jìn)行拆接線，可實(shí)現(xiàn)瓦斯繼電器的快速拆裝，同時(shí)不存在接線錯誤問題，避免誤接線造成主變誤跳閘的風(fēng)險(xiǎn)。但改進(jìn)方案需要瓦斯繼電器廠家配合完成，同時(shí)需要更換原瓦斯繼電器至主變本體端子箱直連電纜，實(shí)現(xiàn)難度較大。

7 結(jié)語

變壓器非電量保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主保護(hù)，而瓦斯繼電器又是實(shí)現(xiàn)主保護(hù)的關(guān)鍵部件，其二次電纜的絕緣破損和誤接線不僅會造成主變正常運(yùn)行時(shí)跳閘，甚至?xí)谥髯儍?nèi)部故障時(shí)拒動，進(jìn)一步擴(kuò)大事故范圍，影響整個(gè)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。而瓦斯繼電器二次電纜絕緣破損和誤接線又是主變非電量保護(hù)中普遍存在的現(xiàn)象，因此要在安裝和定檢中采取各種有效的預(yù)防措施來預(yù)防二次電纜絕緣破損和誤接線，保證主變的非電量保護(hù)的可靠動作，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。