500 kV变压器空载合闸重瓦斯误动的原因分析

赵志强

摘 要：目前，500 kV空载变压器合闸时的重瓦斯保护误动作跳闸故事频频发生。以某空载变压器合闸时重瓦斯保护动作事故为例，通过分析瓦斯继电器二次回路故障、励磁涌流产生的变压器震动，进而得出了变压器误动的原因。

关键词：瓦斯继电器；励磁涌流；合闸角；流速整定

中图分类号：TM407 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.19.144

重瓦斯保护是现变压器保护之一，能对变压器本身的短路情况进行分析，且可以消除短路造成的不良后果，重瓦斯保护可以避免短路故障造成的损坏，使变压器的灵敏度提升。但我国近年来常发生因变压器误动而导致重瓦斯误动的问题，进而导致电力系统无法正常运行，使变压器的稳定性不断下降。因此，对重瓦斯保护误动作事故应认真分析并做好防范，避免再次发生。

1 变压器瓦斯保护的概念

变压器重瓦斯保护可以分析变压器内部的问题，对变压器受热后造成的分解变压器油的情况进行分析，其主要部件是安装于变压器本体与油枕之间的连接管道的瓦斯继电器。

变压器内部严重短路故障时，变压器油迅速分解并产生大量气体。此时，剧烈的气体夹杂油流冲向油枕上部，油气流流过位于油枕通道的瓦斯继电器时会冲击挡板。油气流超过一定流速，挡板转动达到设定角度时，会接通中瓦斯继电器触点。瓦斯继电器内部油面降低至浮子高度以下时，浮子在重力作用下会接通瓦斯继电器触点。

重瓦斯保护的主要优点是动作迅速、灵敏度高、安装接线简单，能反映油箱内部的各种故障。

2 主变励磁涌流及其危害

变压器保护一直受到励磁涌流问题的困扰。在变压器空载合闸或外部故障已被切除的情况下，将产生与内部短路电流相似的励磁涌流。在最不利的情况下，变压器空载合闸励磁涌流会达到变压器额定电流的数倍。

励磁涌流作为非穿越性电流，一直以来是变压器差动保护误动作的重要引发因素之一。随着继电保护技术的不断发展，差动保护对励磁涌流的判别也更加灵敏，但励磁涌流是冲击性电流，会在合闸瞬间对线圈造成很大冲击，严重时可能会导致变压器在油箱中产生位移，破坏线圈间、线圈与端子的连接，最终导致绕组开路。励磁涌流中丰富的谐波成分有可能引发系统在某一频率下的谐振，对电网的电能质量造成非常不利的影响。

3 案例分析

3.1 事故过程简介

某500 kV变电站2号主变压器保护更换工作结束，在对相关的器件进行检查后发现，在使用的过程中，2号变压器的开关正在充电，合闸后一段时间内发生了跳闸工作。在检查后发现，2号主变压器在保护屏上显示出瓦斯保护的提示，其他保护未出现相关提示。对主变外观进行了分析，并对二次回路的运行和录波情况进行了分析。

在对现场情况的检查中发现，2号主变本体的外观未出现异常，且没有大量的油漏出；瓦斯继电器的外观也是正常的，且瓦斯继电器中的油量正常；二次回路的检查结果是正常的，直流系统没有出现绝缘异常的情况；在对2号主变三相油样进行分析后发现，其是正常的。

通过对录波器的报告进行分析，主变高压的电流情况是正常的，且二次数值显示为0.3 A，电流持续时间长达160 ms。录波器的主变高压的电流出现故障，显示为典型的励磁电流。

3.2 跳闸事故原因分析

在此次研究的跳闸事故中，主变压器实现了主变保护，且对主变压器的故障部分进行了更换。通过分析，排除了内部短路故障的情况，且保护装置没有出现故障。

通常情况下，重瓦斯继电保护可完成变压器油面的保护工作，防止油流冲击挡板发生故障。在进行浮球下摆实验时，应确保继电器的正常运行。在本次的故障中，在对变压器的油位进行检查发现，油位是正常的。冲击电流会造成很大的影响，内部的绕组线圈会产生很大的电阻，导致其功率降低，进而造成线圈变形和位移等。振动现象会造成油流的变化，振动的主体会发生很大的变化。如果继电器的挡板和信号接触不良，则会在振动后发生误动，导致跳闸问题产生。此外，油流的涌动会对继电器的挡板造成巨大的冲击作用。

在本次研究中，在合闸后会出现额定电流的急剧上升，且励磁涌流会出现不稳定的情况。因此，变压器的内部会因运行而产生剧烈的振动。当故障发生后，应对二次回路进行检查，确保二次回路正常，对变压器进行送电分析。

4 结束语

本文对某因500 kV主变压器空载合闸而导致的重瓦斯保护误动作事故进行了分析。分析可知，电力系统中的励磁涌流等冲击电流会产生油流涌动和变压器本体振动。在气体继电器的试验和流速整定不满足要求的情况下，可能导致重瓦斯继电器误动作，如何哪种措施避免变压器瓦斯保护误动作需要我们去进一步探讨和研究。

参考文献

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〔编辑：张思楠〕