某換流站單元Ⅰ東北側(cè)換流變A相有載開關(guān)2油流繼電器異常分析

林麗琴+歐賢靖

【摘 要】 某換流站發(fā)生單元I東北側(cè)A相換流變有載開關(guān)2油流繼電器接點(diǎn)3誤導(dǎo)通設(shè)備異常事件，故障經(jīng)確認(rèn)后，立即對(duì)異?，F(xiàn)象進(jìn)行檢查處理，通過對(duì)某站010B換流變A相有載開關(guān)油流繼電器故障個(gè)例的認(rèn)真解剖分析，發(fā)現(xiàn)了此故障為油流繼電器家族性缺陷，并隨后完成了全部整改，避免了保護(hù)誤動(dòng)有效保證了直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，為相關(guān)缺陷的研究提供參考。

【關(guān)鍵詞】 換流變壓器 油流繼電器 家族性缺陷

1 引言

某換流站發(fā)生單元Ⅰ東北側(cè)A相換流變有載開關(guān)2油流繼電器接點(diǎn)3誤導(dǎo)通設(shè)備異常事件，2013年該回路已執(zhí)行了國網(wǎng)公司“反措”相關(guān)要求，將換流變分接開關(guān)油流繼電器更換成有3對(duì)接點(diǎn)繼電器，并采用“三取二”出口邏輯，事件發(fā)生過程中換流變非電量保護(hù)未動(dòng)作。通過對(duì)某站010B換流變A相有載開關(guān)油流繼電器故障個(gè)例的認(rèn)真解剖分析，發(fā)現(xiàn)了此故障為油流繼電器家族性缺陷，并隨后完成了全部整改，避免了保護(hù)誤動(dòng)有效保證了直流系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 油流繼電器故障基本情況

01時(shí)09分，OWS系統(tǒng)報(bào)“010B換流變A相有載開關(guān)油流2_3告警”，二次檢修人員對(duì)010B換流變A相有載開關(guān)2油流繼電器外觀及二次回路進(jìn)行了檢查：油流繼電器防雨罩安裝緊固，接線盒及電纜入孔密封良好，接線盒內(nèi)部干燥，電纜無破損。

通過油流繼電器觀察窗檢查繼電器節(jié)點(diǎn)動(dòng)作情況，3對(duì)節(jié)點(diǎn)均未動(dòng)作。在010B換流變A相本體端子箱測量有載開關(guān)2油流繼電器開出節(jié)點(diǎn)電壓；在本體端子箱處將二次相關(guān)回路隔離后，用絕緣電阻表250V檔位測量油流繼電器回路絕緣電阻，發(fā)現(xiàn)第三對(duì)節(jié)點(diǎn)觸點(diǎn)間絕緣不良。

3 油流繼電器故障分析情況分析及結(jié)論

3.1 過程分析

首先解體后檢查干簧管外觀未發(fā)現(xiàn)異常，玻璃管無破損，真空密閉良好，接點(diǎn)行程滿足要求。接著用500V搖表對(duì)3幅接點(diǎn)進(jìn)行絕緣測試，發(fā)現(xiàn)絕緣問題與外接線無關(guān)。通過進(jìn)一步檢查干簧管，發(fā)現(xiàn)干簧管根部金屬存在裸露，且存在黑色覆著物。未發(fā)生問題的干簧管也存在類似問題，但程度不甚嚴(yán)重。 通過將節(jié)點(diǎn)3干簧管根部的黑色覆著物擦去后，測量其絕緣和直流電阻均恢復(fù)正常，說明干簧管根部黑色覆著物是造成接點(diǎn)短路直接原因。由于分接開關(guān)在切換過程中產(chǎn)生電弧會(huì)使油析出CO，CO2，H2，CH4，C2H2等氣體及游離碳和油垢，氣體可以從絕緣油中排出，游離碳和油垢會(huì)混在絕緣油中，另外，由于電弧灼傷觸頭表面，還有少量觸頭材料融化后濺射出來金屬顆粒也混在絕緣油中。雖然裝設(shè)了在線濾油機(jī)，但是不能將全部顆粒濾除，分接開關(guān)油箱內(nèi)不可避免地出現(xiàn)雜質(zhì)顆粒，并且雜質(zhì)顆粒為導(dǎo)體。

在正常運(yùn)行過程中，干簧管接點(diǎn)兩端一端帶有正電，另一端帶有負(fù)電，靜電吸附作用將油中的雜質(zhì)顆粒吸附在干簧管繼電器的根部，由于制造工藝原因干簧管根部導(dǎo)電端未全密封，通過玻璃管接點(diǎn)引出金屬裸露處將接點(diǎn)短路。在檢查過程中對(duì)繼電器殼體內(nèi)側(cè)及各個(gè)縫隙處進(jìn)行了檢查，均未發(fā)現(xiàn)殘留的黑色覆著物，說明了靜電吸附作用起到了關(guān)鍵性作用。

3.2 初步結(jié)論

正常運(yùn)行過程中，換流變有載調(diào)壓開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生電弧油箱內(nèi)不可避免地出現(xiàn)游離碳及金屬雜質(zhì)，有載分接開關(guān)油流繼電器接點(diǎn)兩端正常運(yùn)行時(shí)帶有正電和負(fù)電，由于靜電的吸附作用將導(dǎo)電顆粒吸附在干簧繼電器接點(diǎn)引出端金屬裸露處導(dǎo)致接點(diǎn)短路。

4 油流繼電器故障處理情況

為排查是否為家族性缺陷，確保某站穩(wěn)定運(yùn)行，某站進(jìn)行2013年9月份年度檢修工作期間，對(duì)站內(nèi)所有充油設(shè)備的瓦斯繼電器節(jié)點(diǎn)絕緣電阻進(jìn)行測試，并檢查所有干簧繼電器根部集汚情況。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)部分油流繼電器也存在節(jié)點(diǎn)絕緣不良情況，屬家族性缺陷。

4.1 絕緣測試情況

經(jīng)對(duì)24臺(tái)在運(yùn)換流變48個(gè)分接開關(guān)油流繼電器144個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行絕緣測試，發(fā)現(xiàn)30個(gè)節(jié)點(diǎn)絕緣不良，發(fā)現(xiàn)041B換流變B相油流繼電器2的節(jié)點(diǎn)1干簧管破裂，011B換流變A相油流繼電器1節(jié)點(diǎn)2、021B換流變C相油流繼電器2節(jié)點(diǎn)2干簧管根部內(nèi)部在絕緣測試時(shí)放電，已全部更換備品處理。

4.2 處理情況

經(jīng)與ABB廠家多次協(xié)商，為避免干簧管根部積碳導(dǎo)致節(jié)點(diǎn)短路情況，決定用無毛布擦拭所有節(jié)點(diǎn)根部及節(jié)點(diǎn)焊接柱，將雜質(zhì)清除干凈，并用AB膠（哥倆好）涂抹到節(jié)點(diǎn)根部，防止運(yùn)行時(shí)節(jié)點(diǎn)吸附碳化物質(zhì)導(dǎo)致絕緣不良。處理完畢后，對(duì)所有節(jié)點(diǎn)進(jìn)行復(fù)測，測試結(jié)果均正常。

4.3 后續(xù)改進(jìn)

經(jīng)與廠家多次溝通，目前廠家已完善干簧管根部絕緣情況，在干簧管根部套一個(gè)絕緣護(hù)套，今后工程中將全部采用改善后的干簧管，以防止積碳導(dǎo)致絕緣降低情況，確保直流系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。

5 結(jié)語

按照國網(wǎng)公司《換流變壓器瓦斯、油流繼電器選型與試驗(yàn)導(dǎo)則》中的“干簧觸點(diǎn)固定牢固，玻璃管完好，根部引出線焊接可靠，引出硬柱不能彎曲，并套絕緣套固定、不得有金屬裸露，防止積碳”要求，某站分接開關(guān)油流繼電器干簧管設(shè)計(jì)施工不滿足正常運(yùn)行要求，易導(dǎo)致油流繼電器故障報(bào)警甚至直流系統(tǒng)強(qiáng)迫停運(yùn)。某站通過認(rèn)真分析單一油流繼電器分接開關(guān)故障報(bào)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)了該家族性缺陷，有效提高了設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定運(yùn)行，具有很好的借鑒推廣意義。國網(wǎng)公司其他直流換流站可據(jù)此排查本站油流繼電器分接開關(guān)是否為同一廠家生產(chǎn)，是否存在同類問題，以提高整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]換流變壓器瓦斯、油流繼電器選型與試驗(yàn)導(dǎo)則.秦皇島超高壓管理處.2008.

[2]換流變壓器出廠技術(shù)文件，2008年10月.

[3]DL-T 596—1996 電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程，中華人民共和國電力工業(yè)部，1996-09-25.

[4]東北電科院高壓試驗(yàn)作業(yè)指導(dǎo)書.