摘要:本文结合工作实际,主要就220kV变电站主变瓦斯保护的有关问题进行了认真研究,提出了在220kV变电站双母线带旁路接线方式下的两台主变运行状态下,当其中一台主变压器在瓦斯动作后,进行故障区分、瓦斯取气及故障变压器隔离、检修处理的具体方法。
关键词:变压器;瓦斯保护;事故处理
变压器是借助于电磁感应,以相同的频率在两个或多个相互耦合的绕组回路之间传输功率的静止电器。气体瓦斯保护是变压器的主要保护,能有效地反应变压器的内部故障。当主变压器瓦斯保护动作后,对于220kV变电站的供电负荷会产生很大影响,处理不当甚至会造成全站停电事故。因此采取科学的处理方法,能为变电站的安全运行提供可靠的保证。
1.变压器及气体瓦斯保护的工作原理
变压器的工作原理是电磁感应原理。变压器是借助于电磁感应,以相同的频率在两个或多个相互耦合的绕组回路之间传输功率的静止电器。变压器通过变换交流电压和电流,传输交流电能。因此,变压器也称作是没有运动功能部件的电气设备。
气体瓦斯保护是变压器的主要保护,能有效地反应变压器的内部故障。轻瓦斯继电器由开口杯、干簧触点等组成,作用于信号。重瓦斯继电器由挡板、弹簧、干簧触点等组成,作用于跳闸。
正常运行时,气体继电器充满油,开口杯浸在油内,处于上浮位置,干簧触点断开。当变压器内部故障时,故障点局部发生高热,引起附近的变压器油膨胀,油内溶解的空气形成气泡上升,同时油和其它材料在电弧和放电等的作用下电离而产生瓦斯。当故障轻微时,排出的瓦斯缓慢地上升而进入气体继电器,使油面下降,开口杯产生以支点为轴逆时针方向转动,使干簧触点接通,发出信号。
当变压器内部故障严重时,产生强烈的瓦斯,使变压器内部压力突增,产生很大的油流向油枕方向冲击,因油流冲击挡板,挡板克服弹簧的阻力,带动磁铁向干簧触点方向移动,使干簧触点接通,作用于跳闸。
2.变压器轻瓦斯保护动作的原因及检查处理
2.1运行中的变压器轻瓦斯保护动作的原因主要有:(1)变压器内部有轻微程度的故障,如匝间短路、铁芯局部发热、漏磁导致油和变压器油箱壁发热等产生微量的气体;(2)空气侵入变压器内部;(3)长期漏油或渗油导致油位过低;(4)变压器绕组接头焊接不牢,接触电阻过大,引起发热;(5)二次回路两点接地,导致误发信号。
2.2检查处理方法
轻瓦斯保护动作后,值班人员应立即对变压器外观进行检查。例如:油位、油色是否正常;气体继电器中是否有气体,气体量及其颜色;检查变压器本体及冷却系统是否有漏油现象;变压器负荷、温度及声音是否有异常。经过外部检查后,如未发现异常现象,应吸取变压器的瓦斯气体,由化验人员验明气体的性质,必要时取油样进行气相色谱分析,以综合判断故障类型。
3.变压器重瓦斯保护动作的原因及检查处理
3.1变压器重瓦斯保护动作掉闸的原因
变压器重瓦斯保护动作掉闸的原因是:(1)变压器内部发生严重故障;(2)瓦斯回路有故障;(3)近区穿越性短路故障。
图1:某变电站220kV一次结线图
某变电站220kV一次结线为双母线带旁路运行方式(如图1所示),#1主变故障前为正常运行方式,220kV甲线、#1主变挂一母运行,#2主变、220kV旁路(热备用状态)、220kV乙线挂二母运行,220kV母联开关在运行状态。当发生#1主变重瓦斯保护动作后,其#1主变变重瓦斯保护动作事故现象及处理过程为:
3.2 #1主变变重瓦斯保护动作事故现象
(1)后台电脑报警,有事故报文出现,非电量保护装置发出相关报警信号(指示灯和报告);(2)主变重瓦斯保护动作跳#1主变三侧开关;(3)220kV、110kV故障录波器启动。
3.3 #1主变重瓦斯保护动作处理过程
(1)后台机复归事故报警音响;(2)查看后台电脑的事故报文,了解发生事故的情况;(3)查看#1主变保护屏的保护动作情况,记录事故时间和信息;(4)现场检查#1主变情况和查看三侧开关是否在分闸位置,检查油位、油温、油色有无变化;检查#1主变外壳有无变形,焊缝是否开裂喷油;检查防爆管是否破裂喷油。如果未发现任何异常,而确系二次回路故障引起误动作时,可在差动、过流保护投入的情况下将重瓦斯保护退出,空载试送变压器并加强监视。在检查时注意穿工作服,戴安全帽,若真正因为变压器故障引起重瓦斯动作,压力释放阀必然爆裂,油会喷出来同时油温也比较高,在检查主变本体时要注意避免被烫伤,检查事故油池的情况看油池有无注满溢出造成环境污染;(5)停止主变冷却风扇的电源,如果主变不是油泵强迫油循环冷却的,可不停风扇的电源,可加快高温油的散热;(6)后台电脑和测控屏检查220kV、110kV、10kV母线PT的电压是否正常;当#1主变三侧开关跳开后,220kV母线电压仍然正常,由#1主变供电的110kV母线可以由其它110kV变电站供电,电压正常,由#1主变供电的10kV母线可以因为10kV备自投合上10kV母联500开关改由#2主变10kV侧供电,电压仍然正常;(7)监控三侧负荷运行情况,出现过负荷的,及时联系调度进行调整;(8)联系调度,拉开三侧开关的隔离开关,形成明显断开点隔离故障#1主变;(9)联系调度,申请将#1主变转为本体检修处理;(10)瓦斯动作,是因主变内部故障引起,要用针筒取气做试验(包括:物理试验,点燃气体看是否可燃;化学试验,进行色谱分析);(11)处理事故过程中,杜绝各种干扰。
4.瓦斯保护取气注意事项
在收集瓦斯气体时,必须由两人进行,一人操作,一人监护。攀登变压器取气时,应小心谨慎,并与带电部分保持安全距离,一般人体不应超过变压器的油枕。另外,在取气打开放气阀时,要确认为正压,若出现负压,则应立即关闭放气阀,停止放气,防止空气漏入变压器中。
收集来的气体交由化验员进行化验分析。对气体的颜色、数量、可燃性及化学成分进行鉴别,并结合气相色谱分析结果,判明瓦斯动作的原因、变压器内部故障的性质及轻重程度。下面具体说明瓦斯气体颜色、气味及可燃性与变压器内部故障的关系。
4.1若气体是无色、无臭、不可燃的,说明轻瓦斯动作是由于空气漏入所致或二次回路发生两点接地,导致误发信号。
4.2若气体呈灰黑色、略有臭味、可燃,说明是变压器故障引起的,一般是因放电引起油分解而造成的,此时应取油样进行化验分析。
4.3若气体是黄色不易燃的,则说明是变压器内部的木质材料故障,如木质支架故障等。
4.4若气体是灰白色的,有臭味、可燃,说明是变压器内部的绝缘故障。
值得注意的是,在变压器故障的初期,收集到的气体通常都是无色、不可燃的。
5.检修工作注意事项
5.1将#1主变本体由运行状态转为检修状态后,做好相应的安全措施,必须要求故障主变各侧都有明显的断开点。所有参加检修人员对于带电部位要深刻了解,明确工作范围,不得随意扩大工作范围,在防止误攀登的电气设备上悬挂“禁止攀登、高压危险!”警示牌,严格执行两票制度才可以进行相关工作。
5.2在检修过程中,严禁工作人员单独留在高压场地,对于工作中发生的疑问一定要详细查阅图纸进行核对,并经现场专业人员研究解决。对主变进行高压试验时,要采取严格的安全措施,在试验场用围栏围好,并向外悬挂“止步、高压危险!”警示牌,做好安全防触电工作。
6、结语
笔者通过对变压器及气体瓦斯保护的工作原理、变压器轻瓦斯保护动作一般原因及检查处理、220kV变电站变压器重瓦斯保护动作原因及处理步骤、瓦斯保护取气注意事项、检修工作注意事项进行了分析,提供了一种处理220kV变电站主变压器瓦斯保护动作的方法。旨在与同事们进行一下经验交流,愿与同事们共商。
参考文献:
[1]贺家李、宋从矩,《电力系统继电保护原理》(第二版)[M].北京:水利电力出版社,1985
作者：徐平
