摘要：本文结合工作实践，以某市500kV变电站主变发生误跳闸的事故为例，通过现场调查的主变本体状况、保护动作情况以及故障录波数据，分析了主变跳闸的原因，并提出了相应的预防措施。
关键词：主变；500kV变电站；误跳闸；非电量保护；瓦斯继电器
1.事故经过
2018年某日早，某市500kV变电站2号主变保护更换后复役。操作充电前500kV区域一次接线，主变高压侧开关5032，5033均在分位，同时主变中低压侧开关也均在分位。当第1次合上5033开关给主变充电时，主变三相跳闸。主变保护屏非电量保护装置上显示C相本体重瓦斯保护动作，轻瓦斯三相均未发信，同时电气量保护未动作（保护型号PRS778S）。经现场检查，一次设备、二次回路、保护装置均正常，2号主变于当日下午试送成功。
2.现场检查与故障分析
2号主变三相跳闸后，现场检修、运行人员迅速查找主变跳闸原因。
（1）外观检查：现场检查2号主变C相本体无喷油和其他异常现象，本体瓦斯继电器状态正常，无气体。
（2）油样检查：采集2号主变三相本体油样进行油样色谱分析（上中下层油样），数据正常。
（3）二次回路检查：二次回路接线正确，无寄生回路，二次回路绝缘正常，大于50MΩ（500V摇表芯—芯，芯—地）。
（4）录波分析：主变2套保护所录波形基本一致，主变高压侧电流波形呈典型的励磁涌流特性，C相涌流电流最大，其峰值二次值约为0.7A（一次值2800A），A，B相涌流的峰值二次值约为0.25A（一次值1000A），电流持续时间约为160ms（160ms开关已跳开），电气量保护启动，无动作出口。
通过以上调查分析可知，第1次充电时，现场一次、二次设备均正常，主变电气量保护并未动作，无明显短路故障，高压侧三相均出现励磁涌流且C相励磁涌流明显大于A相和B相。第2次试送时，三相励磁涌流特征明显，但幅值均比第1次小，且成功试送后缓慢衰减。
保护报C相重瓦斯动作，轻瓦斯无发信且无内部故障迹象，则可推断为瓦斯继电器（型号Comem-BR80LC）连接跳闸动作接点的下浮子抖动或下挡板被冲击而导致动作跳闸。主变充电时，较大的励磁涌流使线圈收缩和舒展并可能产生一定量的气体，从而产生油流涌动，推动挡板。另一方面，根据流体力学的理论，液体静压力大于动压力（下浮子上方为静态区，下方为动态区）时，下浮子也可能产生轻微抖动，从而触发动作接点。至于两者动作的灵敏度大小，则需厂家进一步实验确认。同时，也有厂家认为跳闸是由于主变振动导致接点抖动而引起的。
综上所述，本次主变跳闸的原因是综合了上述几种跳闸因素，因瓦斯继电器综合灵敏度过高而导致的误动作。轻瓦斯则因充电时产生的气体未达到定值、上浮子下降程度不够而无发信。主变被冲击过1次后剩磁减小，故第2次送电时因励磁涌流变小、油流涌动程度减小而不足以触发重瓦斯保护动作，试送成功。
3.瓦斯保护误动作预防措施
目前，励磁涌流是主变充电时各侧开关误跳的主要原因，虽电气量保护使用二次谐波、波形不对称等判别方法对保护进行制动，但非电量保护可能因躲不过励磁涌流带来的油流涌动而导致跳闸。一方面反映了励磁涌流的冲击性，另一方面反映了瓦斯继电器动作过于灵敏。为了防止重瓦斯保护误动作导致主变跳闸的情况，提出了以下预防措施。
（1）瓦斯继电器应有明确的定值，并将相关定值清单存档。电科院、厂家的调试人员与运行、检修人员应加强对瓦斯继电器质量的管理与控制，协调配合。对于瓦斯继电器的灵敏度应给出评级。
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（2）整理以往发生过误动作的瓦斯继电器的型号，进行逐一排查。在新建主变间隔时采用更可靠的瓦斯继电器；在停电大修时用更可靠的瓦斯继电器更换掉相同型号灵敏度过高的瓦斯继电器。
（3）励磁涌流大小主要取决于断路器合闸时刻（电压相位）与变压器剩磁情况。建议启动前检查剩磁情况，若剩磁过大则使用直流消磁等新技术对主变进行消磁处理，以最大程度地减小励磁涌流。
4. 500kV输电线路故障跳闸有效处理措施
4.1 广泛收集气象资料
由于气象因素是导致500kV输电线路发生跳闸故障的主要原因，为了降低500kV输电线路故障发生率，确保其稳定、安全的运行，应做好有效预防和处理，广泛收集气象资料，电力部门要加强和气象部门、林业部门、森林部门等之间的联系和沟通，使各个部门实现协同管理。并且根据我国电网建设标准，电力人员要仔细分析气象因素对于500kV输电线路的影响，密切关注500kV输电线路所经过地区的天气变化，提前做好有效预防措施，对于500kV输电线路频繁发生跳闸故障的线路，要重点进行分析和气象观测，做好详细的记录，定时向上级部门进行反馈，做好规划处理。
4.2 合理设置避雷装置
为了防止500kV输电线路遭受雷击损坏，应合理设置避雷装置，结合500kV输电线路经过的区域，通过设置避雷装置，或者架设避雷线，防止雷电直接击中输电线路，有效减小流过500kV输电线路的雷电流，发挥良好的雷电流分流作用。同时，若500kV输电线路周围土壤的电阻率较大，接地线埋设难度相对较大，接地网应用效果不佳，遇到这种情况应结合500kV输电线路的运行状态，在合适位置安装避雷针，利用避雷针对雷电流进行有效分流，达到良好防雷效果。
4.3 预防鸟类活动
随着我国节能减排理念的深入，各地区生态环境明显改善，鸟类数量不断增多，为了保障500kV输电线路的安全运行，应采取有效措施积极预防鸟类活动。当前最常见的方法是在500kV输电线路上安装大盘径瓷绝缘子或者硅橡胶伞盘，综合预防鸟类的活动，并且还可结合500kV输电线路运行情况，将人工鸟巢安装在杆塔合适位置，防止鸟类在输电线路上筑巢，降低500kV输电线路故障发生率，不仅保护鸟类活动，而且提高500kV输电线路运行的安全性。
4.4 优化接地网设计
有些500kV输电线路周围的接地网没有发挥应有的作用，所以应积极优化接地网设计，对不合格的500kV输电线路进行改造。某些500kV输电线路施工建设时，相关施工单位偷工减料，私自缩短接地网钢筋长度，使得输电线路周围接地电阻增大，一遇到暴风雨天气，频繁发生雷击事故。所以应加强500kV输电线路施工管理，接地网设计必须符合相关施工设计图纸，满足施工要求，合理掩埋接地网。并且随着500kV输电线路长时间的运行，接地网很容易被土壤中的物质腐蚀，电力部门应定期进行维护管理，仔细检查500kV输电线路周围的接地网，在南方汛期来临之前，科学整修和改造接地网，降低500kV输电线路跳闸故障发生率。
5 结束语
瓦斯继电器是油浸式变压器的重要保护，其可靠性必须得到保障。继电器灵敏度太高将严重影响主变启动流程，给检修运行人员带来不必要的麻烦，同时也会对开关等一次设备造成无谓的冲击。对于运行中的500kV主变，则更不能接受瓦斯继电器过于灵敏带来的误动。建议对同类型继电器进行重新调校或使用更可靠的瓦斯继电器型号，有条件时，在启动前对主变进行消磁。
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论文作者:郝飞进
论文发表刊物:《电力设备》2019年第4期
论文发表时间:2019/7/5
标签：瓦斯论文; 继电器论文; 线路论文; 动作论文; 励磁论文; 剩磁论文; 故障论文; 《电力设备》2019年第4期论文;