變壓器保護回路常見故障分析與維護探討

于宏芳

摘 要：變壓器在電力系統(tǒng)中用得非常普遍，占據(jù)著很重要的地位。因此，提高變壓器工作的可靠性，對電力系統(tǒng)的安全運行具有重要的意義?，F(xiàn)代生產(chǎn)的變壓器，在構(gòu)造上是比較可靠的，故障機會比較少，但在實際運行中，還要考慮有發(fā)生各種故障和不正常情況的可能性，因此必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度裝設(shè)專用的保護裝置。

關(guān)鍵詞：變壓器保護回路；常見故障分析；維護探討

變壓器一般裝設(shè)下列保護：①防御變壓器油箱內(nèi)部故障和油面降低的瓦斯保護。②防御變壓器繞組和引出線的多相短路，中性點直接接地電網(wǎng)側(cè)繞組和引出線的接地短路的縱差保護。③防御外部相間短路并作瓦斯保護和縱差保護后備的過流保護。④防御中性點直接接地電網(wǎng)中，外部接地短路的零序電流保護。⑤防御對稱過負荷的過負荷保護。

如果保護回路出現(xiàn)故障，就可能引起事故，使主變誤動作跳閘或拒動造成越級跳閘，造成大面積停電，造成重大經(jīng)濟損失。結(jié)合多年工作所處理的故障，保護回路發(fā)生故障造成主變誤動，每年就發(fā)生2起之多。

1 主變壓器保護回路產(chǎn)生故障的原因分析

變壓器在運行中，保護回路由于施工質(zhì)量缺陷，采用元件質(zhì)量不高，檢修質(zhì)量不高以及外界條件的影響，會導(dǎo)致各種故障發(fā)生。根據(jù)筆者處理過的主變壓器保護回路故障統(tǒng)計分析表明，盡管故障起因不同，大多都以保護拒動和保護誤動的故障形式表現(xiàn)出來。

主變保護拒動后，如果為油箱內(nèi)部故障，如相間短路，繞組的匝間短路和單相接地短路。短路電流產(chǎn)生的電狐不僅會破壞繞組絕緣燒毀鐵芯，而且由于絕緣材料和變壓器油受熱分解而產(chǎn)生大量的氣體，能引起油箱爆炸如外部故障引出線上相間短路和接地短路引起越級跳閘。如變壓器保護誤動后，會引起大面積停電。如拒動后會造成越級跳閘。

探討和分析主變保護回路故障的目的，在于掌握主變保護回路故障產(chǎn)生規(guī)律，采取必要防范措施及時發(fā)現(xiàn)和消除隱患，確保主變安全運行。

1.1 主變保護誤動 主變誤動原因主要有：①6kV＼35kV開關(guān)拒動或保護拒動引起越級跳閘。開關(guān)拒動主要為機構(gòu)故障造成，保護回路故障主要為電流回路開路。電流回路接線錯誤，控制回路故障，所使用元件質(zhì)量不高，整定值錯誤，繼電器插錯等。②直流兩點接地引起保護誤動。直流兩點接地時造成主變跳閘回路接點被短接，造成保護誤動。③主變差動電流回路接線錯誤，主變一般Y/ 11點接線，此種接線，低壓側(cè)與高壓側(cè)電流相位相差30度，差動保護對電流回路接線有嚴(yán)格的極性要求將變壓器的星形側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成三角形，而將變壓器三角形側(cè)的電流互感器二次側(cè)接成星形，從而把電流互感器二次電流相位校正過來。如果極性接錯會造成差動保護誤動。④差動繼電器本身元件損壞或整定錯誤引起的誤動。⑤瓦斯繼電器密封不嚴(yán)造成雨水侵入，引起瓦斯保護誤動。⑥二次電纜沒有采用防油電纜，造成二次電纜腐蝕，造成二次線短接，造成瓦斯保護誤動。⑦主變端子箱密封不嚴(yán)造成雨水侵入或端子排腐蝕嚴(yán)重，使端子排絕緣下降，造成跳閘回路短路引起主變誤動。⑧二次線誤碰聯(lián)，造成主變電流回路短路或控制回路短路，造成主變保護誤動。⑨設(shè)計安裝錯誤，為了防止主變保護誤動，提高保護裝置正確動作率，保正系統(tǒng)穩(wěn)定可靠運行，應(yīng)采取以下措施：a大港油田處于沿海地帶，酸、堿、鹽等有害氣體對電纜外皮及對各種金屬都有很強的腐蝕作用。應(yīng)在設(shè)計安裝中盡可能使用耐腐蝕防油電纜，室外電纜芯應(yīng)掛錫，防止電纜芯氧化腐蝕。從源頭上杜絕電纜引起的保護回路故障。b安裝時合理地選擇設(shè)計方案和保護回路安裝接線圖。c保證保護裝置的正常運行，加強經(jīng)常性的維護管理，使保護裝置隨時處于完好狀態(tài)。d采用質(zhì)量高，動作可靠的繼電器和元件。e檢修時必須保證質(zhì)量，制定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和施工工藝。f增加一次升流試驗。g增加二次回路直阻測試。

1.2 主變保護拒動 保護拒動主要由以下幾個原因引起的：①電流互感器二次回路開路。②瓦斯繼電器本身拒動。③差動繼電器本身故障。④差動繼電器誤整定。⑤直流兩點接地造成保護回路短路。⑥電流繼電器誤整定。起電流互感器電流回路接線錯誤。

2 主變保護回路檢修改進的探討

2.1 差動回路檢修 ①差動繼電器檢修。②一次升流試驗。③電流回路直阻測試。④帶負荷檢查。

2.2 瓦斯繼電器檢修 ①瓦斯繼電器調(diào)試。②瓦斯繼電器加裝防雨帽。③端子箱進行密封檢查、電纜孔用防爆膠泥進行封堵。

2.3 二次絕緣檢查 ①部分變電站電纜絕緣老化，可能造成保護誤動或拒動。②部分室外端子箱端子排老化。③電纜芯線是否腐蝕嚴(yán)重。④瓦斯電纜是否為防油電纜。⑤措施：對絕緣老化不符合要求的端子排電纜進行更換。

2.4 保護回路接線檢查 ①電流互感器是否為D級，接線是否正確。②差動繼電器電流回路基準(zhǔn)側(cè)是否正確。③電流回路是否存在兩點接地。④措施：按工藝要求進行。

3 消除主變保護回路故障探討

3.1 增加差動繼電器檢修項目 ①執(zhí)行元件檢查。②直流助磁。③整組伏安特性。④整定位置下的動作安匝。⑤帶負荷測量向量、差壓。

3.2 進行一次升流試驗 ①可以發(fā)現(xiàn)電流回路接線錯誤。②可以發(fā)現(xiàn)電流互感器變比及本身故障。③可以發(fā)現(xiàn)電流互感器二次回路故障。

3.3 進行二次回路直阻測試 ①可以發(fā)現(xiàn)電流回路接觸不良。②電流回路及差動繼電器接線錯誤。

3.4 遙測二次回路絕緣 ①可以發(fā)現(xiàn)差動回路兩點接地。②電纜及端子排老化。

3.5 整體傳動 對繼電器保護裝置進行元件試驗后，還應(yīng)對其操作斷路器進行整體檢驗，確保繼電保護裝置與原理接線圖相符合，確?；芈吠暾?。

3.6 采用主變微機保護 保護整定時間短，整定簡單不易出錯，運行中可實時觀看電壓、電流和相位采樣值可以及時發(fā)現(xiàn)保護回路故障，采用二次諧波制動的差動保護對變壓器內(nèi)部線圈匝間短路，有更高的反應(yīng)能力。

4 結(jié)束語

提高變壓器保護的可靠性對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行有極其重要的作用，結(jié)合當(dāng)前的先進技術(shù)、綜合采用技術(shù)和管理手段能夠大大提高變壓器保護的可靠性。

參考文獻：

[1]吳英山.影響變壓器運行可靠性的因素分析及對策[D].華南理工大學(xué)，2012.

[2]張遠.電力變壓器繼電保護動作行為仿真分析系統(tǒng)[D].湖南大學(xué)，2012.