一起500 kV油浸式電抗器誤發(fā)油位異常信號分析與處理

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)對電抗器(變壓器)各狀態(tài)量的實(shí)時(shí)監(jiān)測和控制[1-4]。二次回路發(fā)生直流接地，將可能導(dǎo)致信號裝置、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?！毙盘柕陌l(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)人員對該電抗器的二次信號回路進(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)對比銘牌可以發(fā)現(xiàn)輔助開關(guān)的1節(jié)點(diǎn)接至35號端子、2節(jié)點(diǎn)接至36號端子、3節(jié)點(diǎn)接至37號端子、4節(jié)點(diǎn)接至38號端子。

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?，本體端子箱內(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。

圖4 電抗器三相油位異常報(bào)警信號回路

技術(shù)人員懷疑該電抗器的油位異常信號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，決定對該電抗器三油位異常報(bào)警信號回路共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)行絕緣電阻測試。當(dāng)測試到C相本體端子箱38號端子至C相油位計(jì)4號接線端子之間的電纜(按照設(shè)計(jì)屬于C相低油位報(bào)警信號回路)時(shí)發(fā)現(xiàn)測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號端子至對應(yīng)油位計(jì)4號端子的電纜絕緣電阻正常，而三相本體端子箱38號端子接線形式一致，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號端子并未接線，而C相的4號端子接有電纜，由于4號端子基座接地(4號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，而無法通過3-1節(jié)點(diǎn)發(fā)出油位高報(bào)警信號。

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)油位異常信號報(bào)警，這就是“山瀝5366線電抗器本體油位異?！毙盘柕陌l(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報(bào)警對于電抗器的安全可靠運(yùn)行具有重要的意義。而現(xiàn)場由于廠家的設(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，甚至油位計(jì)在發(fā)出正確的油位異常信號后導(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思路簡單明了，但是需要對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號端子之間的電纜兩端解除，其中位于油位計(jì)4號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號端子)、36(油位計(jì)2號端子)、37(油位計(jì)3號端子)號端子的上端接線全部拆除。

c. 將A相本體端子箱的35號、36號端子上端接線對調(diào)一下，即35號端子接至油位計(jì)2號端子，36號端子接至油位計(jì)1號端子,37號端子恢復(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。

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。

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)對主變、電抗器信號回路的驗(yàn)收把關(guān)，防止出現(xiàn)類似的情況。

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