（神华国能哈密电厂 新疆哈密 839000）
摘要：以一次660MW机组的主变重瓦斯保护动作而引起的事故为案例，分析主变瓦斯动作的原因，探讨防止主变瓦斯拒动及误动的预防方法和措施。
关键词：主变；重瓦斯；误动及拒动
1 防变压器瓦斯动作的重要性
瓦斯保护是大型变压器的主保护之一，能有效地反应变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障并能灵敏动作。尤其是大容量变压器，变压器的重瓦斯保护动作后将变压器解列，对于电网的稳定性的危害很大，如果处理不当或者多台变压器保护动作跳闸，会造成电网各参数的波动，从而影响各用户，更严重的可能会引起大范围的停电事故甚至造成电网奔溃的重大事故。因此，保证变压的瓦斯保护动作的正确性和方式变压器瓦斯保护误动及拒动至关重要。
2 变压器瓦斯继电器动作的原理
当油浸式变压器的内部发生故障时，由于电弧将使绝缘材料分解并产生大量的气体，从油箱向油枕流动，其强烈程度随故障的严重程度不同而不同，反应这种气流与油流而动作的保护称为瓦斯保护，也叫气体保护。在气体保护继电器内，上部是一个密封的浮筒，下部是一块金属档板，两者都装有密封的水银接点。浮筒和档板可以围绕各自的轴旋转。在正常运行时，继电器内充满油，浮筒浸在油内，处于上浮位置，水银接点断开;档板则由于本身重量而下垂，其水银接点也是断开的。当变压器内部发生轻微故障时，气体产生的速度较缓慢，气体上升至储油柜途中首先积存于气体继电器的上部空间，使油面下降，浮筒随之下降而使水银接点闭合，接通延时信号，这就是所谓的"轻瓦斯";当变压器内部发生严重故障时，则产生强烈的瓦斯气体，油箱内压力瞬时突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击档板，档板克服弹簧的阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动，使水银触点闭合，接通跳闸回路，使断路器跳闸，这就是所谓的"重瓦斯"。重瓦斯动作，立即切断与变压器连接的所有电源，从而避免事故扩大，起到保护变压器的作用。
3 哈密电厂1号主变重瓦斯保护动作分析
3.1 设备简介及事故前工况
哈密电厂主变为新疆特变电工生产，型号为SFP－780000/500，心式结构，小钟罩式油箱；气体继电器为德国百利门生产，型号为BC-80；压力释放阀为美国QUALITROL公司生产；主变波纹储油柜为沈阳天工热电设备有限公司生产，型号为BG1400-6700，容积为7595立方分米；波纹储油柜与瓦斯继电器间装设截流阀，于2016年3月投运，截流阀处于运行位置。主变结构如图所示：
2016年7月29日18:39:16 ，哈密电厂1号机组负荷626MW，发电机定子AB相电压22.41KV，发电机定子B相电流17265.29A，主变高压侧电压机组各项参数稳定。1号主变绕组铜温90.27℃，油面平均温度64.75℃，环境温度44.09℃。
3.2 事件经过
2016年7月29日16:00，运行人员巡视检查发现1号主变油枕油位达到10，通知电气维护准备进行1号主变放油并讨论降油位安全措施。
2016年7月29日18:39:16:673，1号主变本体压力释放阀动作。
2016年7月29日18:39:18:545，1号主变重瓦斯跳闸保护动作，C柜非电量动作跳闸，1号机组解列停机，厂用电自投正常。
2016年7月29日18:39:18:580，1号主变重瓦斯跳闸保护返回。
3.3 原因排查
（2）重瓦斯动作后，就地检查发现1号主变压力释放阀下方有明显喷油痕迹，压力释放阀喷油管道内壁有明显油迹，确定主变压力释放阀动作；就地检查发现主变油位指示为10（接近油位红色报警区域）。
（3）继电保护人员检查发变组保护装置，确认发变组C柜重瓦斯动作导致机组跳闸；发变组A/B柜电气量保护未动作，录波数据未发现异常。
（4）继电保护人员进行瓦斯继电器检查以及传动试验，重瓦斯跳闸回路正常，保护装置正确动作。
（5）电气人员对主变进行检查，截流阀处于关闭位置，截流阀-瓦斯继电器-变压器本体段存在真空段。
（6）电气维护人员进行主变试验，主变高低压绕组绝缘、主变绕组直阻、主变直流耐压等试验数据均合格。
3.4 原因分析
（1）主要原因：1号机组于2016年3月份进行检修工作，按照二十五项反措要求对1号主变加装截流阀，安装、验收完毕后，按照变压器油位曲线进行油位调整。油位调整时机组处于冷态，油温10.98℃，油位调整至4刻度左右；7月29日下午，哈密地区环境温度达到44.09℃，油面平均温度64.75℃。按照计算，绝缘油体积膨胀量=绝缘油膨胀系数×温升×绝缘油体积=0.000733×（64.75-10.98）×82000/0.9=3591dm³,折算为波纹储油柜刻度值为3591/7595=0.473，即4.7刻度。所以7月29日下午变压器波纹储油柜刻度值达到4+4.7=8.7刻度以上。实际油位由于变压器内部绝缘油温度分布原因，已经达到10刻度。1号主变波纹储油柜容积逐渐饱和，压力达到主变本体压力释放阀动作压力，压力释放阀动作，变压器内部绝缘油沿压力释放阀导流管流出。同时波纹储油柜内绝缘油流向变压器本体，当绝缘油流速达到截流阀动作值时，截流阀快速关闭，截流阀后由于流体惯性产生真空，造成流经气体瓦斯继电器时产生反向振荡，此为重瓦斯动作原因之一。随着绝缘油排出，当变压器本体绝缘油压力降低，压力释放阀关闭，此时截流阀-瓦斯继电器-变压器本体间管段存在真空段，油流反向振荡，此为重瓦斯动作原因之二。
（2）次要原因：哈密电厂波纹储油柜为沈阳天工热电设备有限公司生产，其适用于82吨变压器油的储油柜的标准型号为BG1600-6000、容积为8285 立方分米，而现场选用型号为BG1400-6700，容积为7595立方分米。而哈密电厂主变储油柜实际需求为V=（f×G）/g=8274.59，变压器平均温升取50℃，波纹储油柜偏小，油位可调节裕量较小。
3.5 事故结论
通过分析电气试验和油色谱分析的结果，判断1号主变内部没有发生电气故障，认定此次事故是由于变压器油位控制不当而引起，该变压器在进行零起升压后机组并网正常。
4 防止变压器瓦斯保护误动及拒动的措施
（1） 把好变压器油枕、瓦斯继电器等相关设备的设计、安装与验收关，细化电力变压器及其保护设计、安装、检修的验收项目，完善验收规范，保证重要部位和重要项目验收到位。
（2） 严格做好密封，避免由于进气而引起的保护误动作。为检查变压器的密封情况，在检修后应对变压器进行检漏试验。变压器投运前，要注意排除内部空气，并且在投运时应尽早启动油泵，借助油循环将残留空气排出。
（3） 加强值班人员的有关知识和实际工作能力的培训，做好运行设备的日常维护工作，熟练掌握发生事故时的应急处理预案。
（4） 变压器运行时瓦斯保护装置应接信号和跳闸，有载分接开关的瓦斯保护应接跳闸。
（5） 变压器检修后启动前应对变压器轻、重瓦斯保护进行传动，传动正常后应将轻、重瓦斯保护投入，防止瓦斯保护退出拒动。
（6） 变压器在运行中滤油、补油时，应将重瓦斯改接信号。
（7） 在预报可能有地震期间，应根据变压器的具体情况和气体继电器的抗震性能，决定重瓦斯保护的运行方式。有必要将重瓦斯改接信号时，应履行保护退出申请制度。地震引起重瓦斯动作停运的变压器，在投入前应对变压器及瓦斯保护进行检查试验，确认无异常后方可投入。
（8） 轻瓦斯保护动作时，应立即对变压器进行检查，查明动作的原因，是否是因积聚空气、油位降低、二次回路故障或是变压器内部故障所致。如气体继电器内有气，则应记录气量，观察气体的颜色及试验是否可燃，应按变压器运行规程的规定进行取气鉴别故障性质及取油样做色谱分析。取气前为了防止重瓦斯保护误动，在确认变压器其他主保护投入的情况下，将重瓦斯保护改为报警，进行取气。取气时应缓慢操作防止变压器油和气体突然冲出。取气后将气体排净关闭排气门，然后将重瓦斯跳闸保护投入。若气体继电器内的气体为无色、无臭且不可燃、色谱分析判断为空气，则变压器可以运行，并及时消除进气缺陷；若气体是可燃的或油中溶解气体分析结果异常，应综合判断确定变压器是否停运。
（9） 轻瓦斯保护动作进行取气、排气的过程中应注意人体与带电设备保持安全距离，防止触电事故的发生。
（10） 瓦斯排气装置在瓦斯继电器装置上部的将取气阀门改用金属导管引至变压器下部，便于排气和防止误碰重瓦斯保护并确保人身安全。
按照变压器厂家提供的油位控制曲线，跟随季节的变化，根据环境温度来控制油浸式变压器的油位，防止因油位过高引起变压器压力释放阀动作及瓦斯动作的事故发生或变压器油位过低）发生引线放电与绝缘击穿事故。
论文作者:刘九洲
论文发表刊物:《电力设备》2017年第5期
论文发表时间:2017/5/27
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