摘要:本文結合工作實際,主要就220kV變電站主變瓦斯保護的有關問題進行了認真研究,提出了在220kV變電站雙母線帶旁路接線方式下的兩臺主變運行狀態下,當其中一臺主變壓器在瓦斯動作后,進行故障區分、瓦斯取氣及故障變壓器隔離、檢修處理的具體方法。

　　關鍵詞:變壓器;瓦斯保護;事故處理

　　變壓器是借助于電磁感應,以相同的頻率在兩個或多個相互耦合的繞組回路之間傳輸功率的靜止電器。氣體瓦斯保護是變壓器的主要保護,能有效地反應變壓器的內部故障。當主變壓器瓦斯保護動作后,對于220kV變電站的供電負荷會產生很大影響,處理不當甚至會造成全站停電事故。因此采取科學的處理方法,能為變電站的安全運行提供可靠的保證。

　　1.變壓器及氣體瓦斯保護的工作原理
　　變壓器的工作原理是電磁感應原理。變壓器是借助于電磁感應,以相同的頻率在兩個或多個相互耦合的繞組回路之間傳輸功率的靜止電器。變壓器通過變換交流電壓和電流,傳輸交流電能。因此,變壓器也稱作是沒有運動功能部件的電氣設備。

　　氣體瓦斯保護是變壓器的主要保護,能有效地反應變壓器的內部故障。輕瓦斯繼電器由開口杯、干簧觸點等組成,作用于信號。重瓦斯繼電器由擋板、彈簧、干簧觸點等組成,作用于跳閘。

　　正常運行時,氣體繼電器充滿油,開口杯浸在油內,處于上浮位置,干簧觸點斷開。當變壓器內部故障時,故障點局部發生高熱,引起附近的變壓器油膨脹,油內溶解的空氣形成氣泡上升,同時油和其它材料在電弧和放電等的作用下電離而產生瓦斯。當故障輕微時,排出的瓦斯緩慢地上升而進入氣體繼電器,使油面下降,開口杯產生以支點為軸逆時針方向轉動,使干簧觸點接通,發出信號。
　　
　　當變壓器內部故障嚴重時,產生強烈的瓦斯,使變壓器內部壓力突增,產生很大的油流向油枕方向沖擊,因油流沖擊擋板,擋板克服彈簧的阻力,帶動磁鐵向干簧觸點方向移動,使干簧觸點接通,作用于跳閘。

　　2.變壓器輕瓦斯保護動作的原因及檢查處理

　　2.1運行中的變壓器輕瓦斯保護動作的原因主要有:

(1)變壓器內部有輕微程度的故障,如匝間短路、鐵芯局部發熱、漏磁導致油和變壓器油箱壁發熱等產生微量的氣體;

(2)空氣侵入變壓器內部;

(3)長期漏油或滲油導致油位過低;

(4)變壓器繞組接頭焊接不牢,接觸電阻過大,引起發熱;

(5)二次回路兩點接地,導致誤發信號。

　　2.2檢查處理方法
　　輕瓦斯保護動作后,值班人員應立即對變壓器外觀進行檢查。例如:油位、油色是否正常;氣體繼電器中是否有氣體,氣體量及其顏色;檢查變壓器本體及冷卻系統是否有漏油現象;變壓器負荷、溫度及聲音是否有異常。經過外部檢查后,如未發現異常現象,應吸取變壓器的瓦斯氣體,由化驗人員驗明氣體的性質,必要時取油樣進行氣相色譜分析,以綜合判斷故障類型。

       3.變壓器重瓦斯保護動作的原因及檢查處理

　　3.1變壓器重瓦斯保護動作掉閘的原因
　　變壓器重瓦斯保護動作掉閘的原因是:

(1)變壓器內部發生嚴重故障;

(2)瓦斯回路有故障;

(3)近區穿越性短路故障。

　　圖1:某變電站220kV一次結線圖
　　某變電站220kV一次結線為雙母線帶旁路運行方式(如圖1所示),#1主變故障前為正常運行方式,220kV甲線、#1主變掛一母運行,#2主變、220kV旁路(熱備用狀態)、220kV乙線掛二母運行,220kV母聯開關在運行狀態。當發生#1主變重瓦斯保護動作后,其#1主變變重瓦斯保護動作事故現象及處理過程為:

　　3.2 #1主變變重瓦斯保護動作事故現象
　　(1)后臺電腦報警,有事故報文出現,非電量保護裝置發出相關報警信號(指示燈和報告);(2)主變重瓦斯保護動作跳#1主變三側開關;(3)220kV、110kV故障錄波器啟動。

　　3.3 #1主變重瓦斯保護動作處理過程
(1)后臺機復歸事故報警音響;

(2)查看后臺電腦的事故報文,了解發生事故的情況;

(3)查看#1主變保護屏的保護動作情況,記錄事故時間和信息;

(4)現場檢查#1主變情況和查看三側開關是否在分閘位置,檢查油位、油溫、油色有無變化;檢查#1主變外殼有無變形,焊縫是否開裂噴油;檢查防爆管是否破裂噴油。如果未發現任何異常,而確系二次回路故障引起誤動作時,可在差動、過流保護投入的情況下將重瓦斯保護退出,空載試送變壓器并加強監視。在檢查時注意穿工作服,戴安全帽,若真正因為變壓器故障引起重瓦斯動作,壓力釋放閥必然爆裂,油會噴出來同時油溫也比較高,在檢查主變本體時要注意避免被燙傷,檢查事故油池的情況看油池有無注滿溢出造成環境污染;

(5)停止主變冷卻風扇的電源,如果主變不是油泵強迫油循環冷卻的,可不停風扇的電源,可加快高溫油的散熱;

(6)后臺電腦和測控屏檢查220kV、110kV、10kV母線PT的電壓是否正常;當#1主變三側開關跳開后,220kV母線電壓仍然正常,由#1主變供電的110kV母線可以由其它110kV變電站供電,電壓正常,由#1主變供電的10kV母線可以因為10kV備自投合上10kV母聯500開關改由#2主變10kV側供電,電壓仍然正常;

(7)監控三側負荷運行情況,出現過負荷的,及時聯系調度進行調整;

(8)聯系調度,拉開三側開關的隔離開關,形成明顯斷開點隔離故障#1主變;

(9)聯系調度,申請將#1主變轉為本體檢修處理;

(10)瓦斯動作,是因主變內部故障引起,要用針筒取氣做試驗(包括:物理試驗,點燃氣體看是否可燃;化學試驗,進行色譜分析);

(11)處理事故過程中,杜絕各種干擾。

　　4.瓦斯保護取氣注意事項
　　在收集瓦斯氣體時,必須由兩人進行,一人操作,一人監護。攀登變壓器取氣時,應小心謹慎,并與帶電部分保持安全距離,一般人體不應超過變壓器的油枕。另外,在取氣打開放氣閥時,要確認為正壓,若出現負壓,則應立即關閉放氣閥,停止放氣,防止空氣漏入變壓器中。

　　收集來的氣體交由化驗員進行化驗分析。對氣體的顏色、數量、可燃性及化學成分進行鑒別,并結合氣相色譜分析結果,判明瓦斯動作的原因、變壓器內部故障的性質及輕重程度。下面具體說明瓦斯氣體顏色、氣味及可燃性與變壓器內部故障的關系。

　　4.1若氣體是無色、無臭、不可燃的,說明輕瓦斯動作是由于空氣漏入所致或二次回路發生兩點接地,導致誤發信號。

　　4.2若氣體呈灰黑色、略有臭味、可燃,說明是變壓器故障引起的,一般是因放電引起油分解而造成的,此時應取油樣進行化驗分析。

　　4.3若氣體是黃色不易燃的,則說明是變壓器內部的木質材料故障,如木質支架故障等。

　　4.4若氣體是灰白色的,有臭味、可燃,說明是變壓器內部的絕緣故障。

　　值得注意的是,在變壓器故障的初期,收集到的氣體通常都是無色、不可燃的。

　　5.檢修工作注意事項

　　5.1將#1主變本體由運行狀態轉為檢修狀態后,做好相應的安全措施,必須要求故障主變各側都有明顯的斷開點。所有參加檢修人員對于帶電部位要深刻了解,明確工作范圍,不得隨意擴大工作范圍,在防止誤攀登的電氣設備上懸掛“禁止攀登、高壓危險!”警示牌,嚴格執行兩票制度才可以進行相關工作。

　　5.2在檢修過程中,嚴禁工作人員單獨留在高壓場地,對于工作中發生的疑問一定要詳細查閱圖紙進行核對,并經現場專業人員研究解決。對主變進行高壓試驗時,要采取嚴格的安全措施,在試驗場用圍欄圍好,并向外懸掛“止步、高壓危險!”警示牌,做好安全防觸電工作。

　　6、結語

　　筆者通過對變壓器及氣體瓦斯保護的工作原理、變壓器輕瓦斯保護動作一般原因及檢查處理、220kV變電站變壓器重瓦斯保護動作原因及處理步驟、瓦斯保護取氣注意事項、檢修工作注意事項進行了分析,提供了一種處理220kV變電站主變壓器瓦斯保護動作的方法。旨在與同事們進行一下經驗交流,愿與同事們共商。

　　參考文獻:

　　[1]賀家李、宋從矩,《電力系統繼電保護原理》(第二版)[M].北京:水利電力出版社,1985