变压器本体瓦斯保护误动分析及防范措施
日期：2008-11-9 23:04:02 来源：中国自动化网
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近年来各电力企业时常发生由于变压器本体瓦斯保护误动而引起变压器跳闸的故障，使电力系统和变压器可靠性运行水平和电力用户供电可靠性都受到影响；同时鉴于瓦斯保护装置对反映变压器绕组匝间短路或内部绝缘电弧的故障高度灵敏性和重要作用，一旦误动必须彻底查清误动原因，变压器本体无故障后方可投运，从而增加了大量现场工作，因此必须采取措施杜绝瓦斯保护误动。
1原因分析
1.1瓦斯继电器动作行为
目前在我国电力系统中广泛应用开口杯挡板式瓦斯继电器，QJ型。
1.1.1正确动作情况
a．当油箱内部发生轻微故障，瓦斯继电器上开口杯旋转干簧触点闭合，发“轻瓦斯”信号。
b．变压器本体内部严重故障，瓦斯继电器内油流速度大于1.0~1.4 m/s，即油流冲击挡板干簧触点闭合，发“重瓦斯”动作信号并发出跳闸脉冲。
c．对于有上下开口杯与挡板复合式瓦斯继电器（FJ型），当变压器出现严重漏油使油面降低时，首先上开口杯露出油面，发“轻瓦斯“信号；继而下开口杯露出油面后，发“重瓦斯”动作信号并发出跳闸脉冲，以保护变压器。
1.1.2不正确动作情况
a. 非内部故障和其它原因产生较大的油流涌动，使重瓦斯接点闭合，发出跳闸脉冲。
b. 由于瓦斯继电器端子盒进水等原因，造成二次回路短接并发出跳闸脉冲。
c. 操作人员误碰探针等，使重瓦斯接点闭合，发出跳闸脉冲。
1.2强油循环变压器冷却装置
1.2.1潜油泵及散热器
220 kV变压器以母管型式相连接且对称布置；500 kV变压器以母管型式相连但为非对称布置。
1.2.2冷却器
PC型片散式冷却器用扬程2.5 m、流量50 m3/h潜油泵，YF120型管式冷却器用扬程15 m、流量40 m3/h潜油泵。
1.2.3冷却装置内的电气接线
制造厂家改进后部分变压器冷却装置电源系统设有分段切换开关，以利于对主进开关发生的缺陷进行维护检修。
1.2.4冷却装置的控制方式
片散式冷却器分组对称间歇启/停用可进行自动控制；管式冷却器正常负荷状态下为手动方式，过载、过热时仅辅助冷却器为自动方式，当有一组工作冷却器故障时备用冷却器为自动方式，这为多台不同组合方式同时启动冷却器提供了可能。
1.3几起瓦斯保护误动导致变压器跳闸情况
1.3.1220 kV羊范站#1主变跳闸
20040309，检修人员处理羊范#1主变冷却器控制箱内CJ1接触器C相接头过热缺陷时，拉开控制箱内Ⅰ、Ⅱ段联络开关KJ，验电后，又合了一次KJ，2~3台冷却器同时投入，主变重瓦斯动作，#1主变跳闸，主变冷却器供电接线示意图见图1，主变冷却器俯视分布示意图见图2。
故障后，经检查瓦斯继电器中无气体，色谱分析无异常，主变其它保护未动作，判断为非主变本体故障。检查油枕胶囊密封良好，二次回路及瓦斯继电器均无异常，瓦斯继电器流速整定值为1.2 m/s。
为进一步查找原因，在现场模拟检修时冷却器运行方式和不同组合多台冷却器的同时启动方式，进行了求证试验。结果表明：同时启动不对称2组及以上冷却器时，产生油流涌动，有可能造成重瓦斯保护动作，试验结果见表1。
1.3.2220 kV高碑店站#3主变跳闸
其冷却器YF120改造更换为片式散热器PC260026/460（4台油泵）后，分别于2002- 11- 10Ｔ21：30和2002- 12- 08T21：58，负荷和油温下降，4台泵同时停运，主变本体重瓦斯动作跳闸。试验表明：3、4台泵同时启动，重瓦斯动作。
沧州供电公司对片式散热器主变在投运前进行了启动油泵试验，结果为：4台泵同时启动，重瓦斯动作。
1.3.3500 kV廉州站#2主变跳闸
20000604，运行人员巡视时，发现主变C相压力释放装置渗油。检修人员立即赶到现场，经分析，原因为本体与油枕间阀门未打开。检修人员在带电打开此阀门时，造成主变重瓦斯保护动作跳闸。
1.3.4其它
a. 全国已发生多起因波纹式储油柜卡涩使瓦斯保护误动导致变压器跳闸故障。
b. 2004年1季度国家电网公司系统发生1次500 kV变压器重瓦斯干簧接点玻璃管破裂，导致绝缘不良，瓦斯继电器动作导致变压器跳闸。
c. 2002年某变电站#1变压器备用冷却器发生故障。有关人员在查找故障原因时，频繁投切潜油泵，此间变压器重瓦斯跳闸。
1.4瓦斯继电器内部油流状态影响因素
瓦斯继电器内部油流状态影响因素为：油泵的扬程和流量；油枕高度和瓦斯继电器高度位置；冷却器进出油道布置；内部绕组散热油道排列；油枕至油箱间连接管径；变压器内部故障性质；运行中投切潜油泵；检修维护操作是否合理。
2防范措施
由以上分析可以看出，变压器本体瓦斯保护误动涉及到设计制造、运行维护、瓦斯继电器运行的可靠性等多方面因素，因此必须采取有力措施进行全方位、全过程、各环节治理，以达到杜绝瓦斯保护误动的目的。
2.1安装与投运
a.变压器投运前应确认储油柜、冷却装置、净油器等油系统阀门均在正确的开启位置，保证油路畅通。
b.为防范不对称启/停潜油泵，造成较大的油流涌动，冷却器分成2组，每组潜油泵环变压器对称布置。
2.2检修、运行与维护
2.2.1运行操作与维护
a.强油循环变压器应对称投入相应台数的冷却器，冷却器工作、辅助、备用的设定应符合厂家规定；按负荷或油温启/停冷却器时，应保证所选冷却器对称运行；当冷却装置电源全部失去，恢复电源时应逐台对称间歇（间隔时间不小于2 min）投入相应台数的冷却器，变压器运行中严禁用分段开关启/停冷却器。
b.片散式冷却器启/停用切换控制开关应在自动位置，并应对称间歇（间隔时间不小于20 s）分组启动。
c. 500 kV变压器在任何运行方式下，禁止同时投入2组及以上冷却器；工作电源切换前，应保证只有1组冷却器工作，其余冷却器切换至停运位置，电源切换后逐台恢复至原运行方式。
2.2.2冷却装置控制系统注意事项
a.检修人员在查找控制系统故障原因和修复工作中，严禁频繁启/停潜油泵。
b.冷却装置电源的分段开关运行中在合位，当检修需要其断开时，潜油泵停、投的操作均应逐台对称间歇进行。
c.冷却装置控制箱、端子箱等应有良好的防水、防尘设施，并加强对控制回路器件的维护、检验，确保控制系统可靠运行。
2.2.3检修工作
a.变压器运行中进行滤油、补油、更换潜油泵、冷却器、净油器和呼吸器或其内的吸湿剂工作时，本体重瓦斯保护切换为信号方式。
b.运行中的变压器冷却器油回路、通向储油柜各阀门由关闭位置旋转至开启位置时；以及当油位计的油面异常升高或呼吸系统有异常现象，需要打开放油或放气阀门时，应先将变压器本体重瓦斯保护切换为信号方式。
c.波纹式储油柜应保证动作灵活，杜绝出现卡涩现象。
2.3注意事项
a.应定期全面检查瓦斯继电器各部位元器件状态完好，严格按规程检验，做到方法正确、整定准确、动作可靠。
b.应有可靠有效的防雨、防潮、防振动措施，防止由于环境原因造成瓦斯保护误动。
c.变压器运行中，防止误碰探针。
2.4制造
制造厂家应进一步对变压器内部油流状态进行理论计算和模拟试验研究，以提供可靠运行依据。
3结束语
在采取上述措施之后，由于变压器本体瓦斯保护误动导致变压器跳闸的现象将会大大减少。
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1.1.1正确动作情况
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a．当油箱内部发生轻微故障，瓦斯继电器上开口杯旋转干簧触点闭合，发“轻瓦斯”信号。
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b．变压器本体内部严重故障，瓦斯继电器内油流速度大于1.0~1.4 m/s，即油流冲击挡板干簧触点闭合，发“重瓦斯”动作信号并发出跳闸脉冲。
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c．对于有上下开口杯与挡板复合式瓦斯继电器（FJ型），当变压器出现严重漏油使油面降低时，首先上开口杯露出油面，发“轻瓦斯“信号；继而下开口杯露出油面后，发“重瓦斯”动作信号并发出跳闸脉冲，以保护变压器。
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1.1.2不正确动作情况
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b. 由于瓦斯继电器端子盒进水等原因，造成二次回路短接并发出跳闸脉冲。
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1.2强油循环变压器冷却装置
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故障后，经检查瓦斯继电器中无气体，色谱分析无异常，主变其它保护未动作，判断为非主变本体故障。检查油枕胶囊密封良好，二次回路及瓦斯继电器均无异常，瓦斯继电器流速整定值为1.2 m/s。
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1.3.4其它
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b. 2004年1季度国家电网公司系统发生1次500 kV变压器重瓦斯干簧接点玻璃管破裂，导致绝缘不良，瓦斯继电器动作导致变压器跳闸。
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1.4瓦斯继电器内部油流状态影响因素
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2防范措施
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由以上分析可以看出，变压器本体瓦斯保护误动涉及到设计制造、运行维护、瓦斯继电器运行的可靠性等多方面因素，因此必须采取有力措施进行全方位、全过程、各环节治理，以达到杜绝瓦斯保护误动的目的。
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2.1安装与投运
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b.片散式冷却器启/停用切换控制开关应在自动位置，并应对称间歇（间隔时间不小于20 s）分组启动。
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c. 500 kV变压器在任何运行方式下，禁止同时投入2组及以上冷却器；工作电源切换前，应保证只有1组冷却器工作，其余冷却器切换至停运位置，电源切换后逐台恢复至原运行方式。
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2.2.2冷却装置控制系统注意事项
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c.冷却装置控制箱、端子箱等应有良好的防水、防尘设施，并加强对控制回路器件的维护、检验，确保控制系统可靠运行。
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2.2.3检修工作
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b.运行中的变压器冷却器油回路、通向储油柜各阀门由关闭位置旋转至开启位置时；以及当油位计的油面异常升高或呼吸系统有异常现象，需要打开放油或放气阀门时，应先将变压器本体重瓦斯保护切换为信号方式。
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c.波纹式储油柜应保证动作灵活，杜绝出现卡涩现象。
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2.3注意事项
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a.应定期全面检查瓦斯继电器各部位元器件状态完好，严格按规程检验，做到方法正确、整定准确、动作可靠。
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b.应有可靠有效的防雨、防潮、防振动措施，防止由于环境原因造成瓦斯保护误动。
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c.变压器运行中，防止误碰探针。
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2.4制造
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