500?kV變電站主變誤跳閘事故分析

余嘉彥，周陳斌，瞿 峰

（江蘇省電力公司檢修分公司蘇州分部，江蘇 蘇州 215000）

1 事故經(jīng)過(guò)

2012年某日晚，某500 kV變電站2號(hào)主變保護(hù)更換后復(fù)役。操作充電前500 kV區(qū)域一次接線如圖1所示，主變高壓側(cè)開(kāi)關(guān)5032，5033均在分位，同時(shí)主變中低壓側(cè)開(kāi)關(guān)也均在分位。當(dāng)?shù)?次合上5033開(kāi)關(guān)給主變充電時(shí)，主變?nèi)嗵l。主變保護(hù)屏非電量保護(hù)裝置上顯示C相本體重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，輕瓦斯三相均未發(fā)信，同時(shí)電氣量保護(hù)未動(dòng)作(保護(hù)型號(hào)PRS778S)。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查，一次設(shè)備、二次回路、保護(hù)裝置均正常，2號(hào)主變于次日凌晨試送成功。

圖1 500 kV區(qū)域一次接線示意

2 現(xiàn)場(chǎng)檢查與故障分析

2號(hào)主變?nèi)嗵l后，現(xiàn)場(chǎng)檢修、運(yùn)行人員迅速查找主變跳閘原因。

(1) 外觀檢查：現(xiàn)場(chǎng)檢查2號(hào)主變C相本體無(wú)噴油和其他異?，F(xiàn)象，本體瓦斯繼電器狀態(tài)正常，無(wú)氣體。

(2) 油樣檢查：采集2號(hào)主變?nèi)啾倔w油樣進(jìn)行油樣色譜分析(上中下層油樣)，數(shù)據(jù)正常。

(3) 二次回路檢查：二次回路接線正確，無(wú)寄生回路，二次回路絕緣正常，大于50 MΩ(500 V搖表芯—芯，芯—地)。

(4) 錄波分析：主變2套保護(hù)所錄波形基本一致，主變高壓側(cè)電流波形呈典型的勵(lì)磁涌流特性(見(jiàn)圖2)，C相涌流電流最大，其峰值二次值約為0.7 A(一次值2 800 A)，A，B相涌流的峰值二次值約為0.25 A(一次值1 000 A)，電流持續(xù)時(shí)間約為160 ms(160 ms開(kāi)關(guān)已跳開(kāi))，電氣量保護(hù)啟動(dòng)，無(wú)動(dòng)作出口(見(jiàn)圖3)。

圖2 主變第一次充電時(shí)高壓側(cè)電流電壓波形

通過(guò)以上調(diào)查分析可知，第1次充電時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)一次、二次設(shè)備均正常，主變電氣量保護(hù)并未動(dòng)作，無(wú)明顯短路故障，高壓側(cè)三相均出現(xiàn)勵(lì)磁涌流且C相勵(lì)磁涌流明顯大于A相和B相。第2次試送時(shí)，三相勵(lì)磁涌流特征明顯，但幅值均比第1次小(見(jiàn)圖4)，且成功試送后緩慢衰減。

圖3 主變第一次充電時(shí)開(kāi)關(guān)量錄波數(shù)據(jù)

圖4 主變第二次試送時(shí)高壓側(cè)電流波形

保護(hù)報(bào)C相重瓦斯動(dòng)作，輕瓦斯無(wú)發(fā)信且無(wú)內(nèi)部故障跡象，則可推斷為瓦斯繼電器(型號(hào)Comem-BR80LC)連接跳閘動(dòng)作接點(diǎn)的下浮子抖動(dòng)或下?lián)醢?見(jiàn)圖5)被沖擊而導(dǎo)致動(dòng)作跳閘。主變充電時(shí)，較大的勵(lì)磁涌流使線圈收縮和舒展并可能產(chǎn)生一定量的氣體，從而產(chǎn)生油流涌動(dòng)，推動(dòng)擋板。另一方面，根據(jù)流體力學(xué)的理論，液體靜壓力大于動(dòng)壓力(下浮子上方為靜態(tài)區(qū)，下方為動(dòng)態(tài)區(qū))時(shí)，下浮子也可能產(chǎn)生輕微抖動(dòng)，從而觸發(fā)動(dòng)作接點(diǎn)。至于兩者動(dòng)作的靈敏度大小，則需廠家進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)確認(rèn)。同時(shí)，也有廠家認(rèn)為跳閘是由于主變振動(dòng)導(dǎo)致接點(diǎn)抖動(dòng)而引起的。

綜上所述，本次主變跳閘的原因是綜合了上述幾種跳閘因素，因瓦斯繼電器綜合靈敏度過(guò)高而導(dǎo)致的誤動(dòng)作。輕瓦斯則因充電時(shí)產(chǎn)生的氣體未達(dá)到定值、上浮子下降程度不夠而無(wú)發(fā)信。主變被沖擊過(guò)1次后剩磁減小，故第2次送電時(shí)因勵(lì)磁涌流變小、油流涌動(dòng)程度減小而不足以觸發(fā)重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，試送成功。

圖5 Comem瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)

3 瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作預(yù)防措施

目前，勵(lì)磁涌流是主變充電時(shí)各側(cè)開(kāi)關(guān)誤跳的主要原因，雖電氣量保護(hù)使用二次諧波、波形不對(duì)稱等判別方法對(duì)保護(hù)進(jìn)行制動(dòng)，但非電量保護(hù)可能因躲不過(guò)勵(lì)磁涌流帶來(lái)的油流涌動(dòng)而導(dǎo)致跳閘。一方面反映了勵(lì)磁涌流的沖擊性，另一方面反映了瓦斯繼電器動(dòng)作過(guò)于靈敏。為了防止重瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作導(dǎo)致主變跳閘的情況，提出了以下預(yù)防措施。

(1) 瓦斯繼電器應(yīng)有明確的定值，并將相關(guān)定值清單存檔。電科院、廠家的調(diào)試人員與運(yùn)行、檢修人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)瓦斯繼電器質(zhì)量的管理與控制，協(xié)調(diào)配合。對(duì)于瓦斯繼電器的靈敏度應(yīng)給出評(píng)級(jí)。

(2) 整理以往發(fā)生過(guò)誤動(dòng)作的瓦斯繼電器的型號(hào)，進(jìn)行逐一排查。在新建主變間隔時(shí)采用更可靠的瓦斯繼電器；在停電大修時(shí)用更可靠的瓦斯繼電器更換掉相同型號(hào)靈敏度過(guò)高的瓦斯繼電器。

(3) 勵(lì)磁涌流大小主要取決于斷路器合閘時(shí)刻(電壓相位)與變壓器剩磁情況。建議啟動(dòng)前檢查剩磁情況，若剩磁過(guò)大則使用直流消磁等新技術(shù)對(duì)主變進(jìn)行消磁處理，以最大程度地減小勵(lì)磁涌流。

4 結(jié)束語(yǔ)

瓦斯繼電器是油浸式變壓器的重要保護(hù)，其可靠性必須得到保障。繼電器靈敏度太高將嚴(yán)重影響主變啟動(dòng)流程，給檢修運(yùn)行人員帶來(lái)不必要的麻煩，同時(shí)也會(huì)對(duì)開(kāi)關(guān)等一次設(shè)備造成無(wú)謂的沖擊。對(duì)于運(yùn)行中的500 kV主變，則更不能接受瓦斯繼電器過(guò)于靈敏帶來(lái)的誤動(dòng)。建議對(duì)同類型繼電器進(jìn)行重新調(diào)?；蚴褂酶煽康耐咚估^電器型號(hào)，有條件時(shí)，在啟動(dòng)前對(duì)主變進(jìn)行消磁。

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