一起充油設(shè)備重瓦斯保護(hù)誤動原因分析及改進(jìn)措施

1、    一起充油設(shè)備重瓦斯保護(hù)誤動原因分析及改進(jìn)措施    呂攔坡+陳曉+張嘉濤+連進(jìn)燦摘 要：本文針對某換流站一起充油設(shè)備重瓦斯保護(hù)誤動進(jìn)行原因分析并提出改進(jìn)措施。關(guān)鍵詞：瓦斯繼電器；浮球；擋板；油流；振動doi：10.16640/ki.37-1222/t.2016.24.0700 引言換流站平波電抗器重瓦斯保護(hù)誤動將導(dǎo)致直流系統(tǒng)誤閉鎖，分析瓦斯繼電器誤動原因并提出改進(jìn)措施是必要的。1 瓦斯保護(hù)簡述當(dāng)充油設(shè)備發(fā)生內(nèi)部故障時，電氣量可能尚未發(fā)生異常，基于電氣量的保護(hù)無法發(fā)揮作用，為避免設(shè)備損壞，充油設(shè)備一般配置有瓦斯保護(hù)。充油設(shè)備內(nèi)部故障時產(chǎn)生的電弧會導(dǎo)

2、致絕緣油分解產(chǎn)生氣體，氣體從會從較低的本體流向高位油枕，氣體產(chǎn)生劇烈時會帶動油流，反應(yīng)該特性而動作的保護(hù)稱為瓦斯保護(hù)。其中重瓦斯保護(hù)主要反應(yīng)油流，輕瓦斯保護(hù)主要反應(yīng)氣流。平波電抗器瓦斯繼電器采用“雙浮球+擋板”式瓦斯繼電器，安裝在本體至高位油枕的連接管道上。在正常狀態(tài)下，管道內(nèi)部無氣體，油流緩慢。當(dāng)平波電抗器內(nèi)部產(chǎn)生氣體、油流時，瓦斯繼電器動作原理如下：a. 少量氣體累積未帶動油流。當(dāng)內(nèi)部故障不嚴(yán)重，產(chǎn)生的氣體未帶動油流時，氣體聚集在瓦斯繼電器內(nèi)并使絕緣油液位下降，從而帶動上浮球下降，上浮球下降到一定位置時其聯(lián)動開關(guān)接點(diǎn)閉合產(chǎn)生輕瓦斯報警。此時下浮球仍在絕緣油液面以下，重瓦斯保護(hù)不動作。b.

3、絕緣油大量流失導(dǎo)致液位進(jìn)一步下降。當(dāng)絕緣油大量流失導(dǎo)致液位進(jìn)一步下降時，下浮球隨液位下降，到達(dá)一定位置時其聯(lián)動開關(guān)接點(diǎn)閉合，產(chǎn)生重瓦斯跳閘信號，保護(hù)立即閉鎖直流并跳開進(jìn)線開關(guān)。c. 氣體帶動劇烈油流。當(dāng)故障嚴(yán)重，氣體大量產(chǎn)生并帶動劇烈油流時，油流會推動擋板（達(dá)到擋板動作值），擋板到達(dá)一定位置時其聯(lián)動開關(guān)接點(diǎn)閉合，產(chǎn)生重瓦斯跳閘信號，保護(hù)立即閉鎖直流并跳開進(jìn)線開關(guān)。其示意圖見圖1。2 故障征象及分析2.1 故障征象根據(jù)故障錄波分析，在平波電抗器重瓦斯動作前，直流系統(tǒng)連續(xù)發(fā)生兩次換相失敗，直流電流峰值達(dá)到11900a（2.64 p.u.），平抗重瓦斯保護(hù)在達(dá)到最大值約200ms后動作，直流系統(tǒng)閉鎖

4、。現(xiàn)場故障錄波圖見圖2。2.2 故障分析對平波電抗器絕緣油、瓦斯繼電器回路、本體進(jìn)行檢查、試驗：一是對平波電抗器進(jìn)行油色譜分析，色譜分析結(jié)果均正常。二是對瓦斯繼電器回路進(jìn)行傳動和絕緣檢查，結(jié)果均正常。三是現(xiàn)場對平波電抗器進(jìn)行試驗，包括鐵心夾件及繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比及極化指數(shù)測量，繞組連同套管的介損，繞組直流電阻測量等，試驗結(jié)果均正常。鑒于上述檢查可判斷此次為平波電抗器瓦斯繼電器發(fā)生誤動。進(jìn)行繼電器的動作特性、油流試驗及振動試驗，試驗結(jié)果顯示在靜態(tài)條件下該瓦斯繼電器合格。重瓦斯保護(hù)在運(yùn)行期間發(fā)生誤動，現(xiàn)就其原因進(jìn)行分別分析：一是油流流速過快導(dǎo)致繼電器擋板動作。通過錄波數(shù)據(jù)顯示，瓦斯繼電

5、器誤動在直流電流達(dá)到最大值后約200ms時發(fā)生，若誤動原因是油流流速過快則應(yīng)在直流電流達(dá)到最大值后100ms 內(nèi)動作。排除該可能性。二是絕緣油液位下降導(dǎo)致瓦斯繼電器下浮球動作。通過現(xiàn)場檢查結(jié)果，瓦斯繼電器取氣盒內(nèi)無氣泡、呈透明狀，瓦斯繼電器浮球處于正常位置，說明當(dāng)時瓦斯繼電器內(nèi)無氣體，液位正常。排除該可能性。三是振動加速度過大導(dǎo)致繼電器誤動。對平波電抗器本體及瓦斯繼電器振動仿真計算結(jié)果顯示：當(dāng)對平波電抗器施加直流電流至誤動工況時，平波電抗器本體振動加速度為3.3g，振動頻率為33.5hz，而瓦斯繼電器振動隨時間增大，約200 ms后振動加速度達(dá)到10.5g，振動頻率為33hz。瓦斯繼電器在長管

6、道連接情況下與平波電抗器本體產(chǎn)生了共振，平波電抗器本體的振動被放大、加劇，從而導(dǎo)致瓦斯繼電器誤動。3 反措及建議現(xiàn)場通過多種方案的討論和分析，最終確定在瓦斯繼電器與平波電抗器連接主油管上加裝減震支撐架，降低共振力度。根據(jù)振動試驗結(jié)果，通過加裝減震支撐架，在同樣的直流電流作用下，其加速度可降低到4g以下。自安裝瓦斯繼電器主油管減震支撐架以來，有效地降低了了瓦斯繼電器與平波電抗器器身的共振，從而減小了瓦斯繼電器的振動加速度，該換流站歷經(jīng)多次換相失敗導(dǎo)致的直流電流過沖，部分情況下其直流電流峰值超過之前發(fā)生的11900a，通過在瓦斯繼電器上安裝的沖擊記錄儀顯示，其振動加速度均在4g以下，重瓦斯誤動情況未再次發(fā)生。4 結(jié)束語隨著我國直流輸電的發(fā)展，充油設(shè)備體積及發(fā)生換相失敗時的直流電流峰值隨著電壓等級、輸送功率的提高而不斷增大，換相失敗時造成的振動也會隨之增大，瓦斯繼電器誤動機(jī)率相應(yīng)升高，本文所述的防震支撐結(jié)構(gòu)可以有效解決該問題。參考文獻(xiàn)：1苗曉陽，汲勝昌.用振動信號分析法監(jiān)測電力變壓器狀況時傳感器安裝位置研究j.電力設(shè)備，2008（0