换流变压器瓦斯继电器误动作原因分析及改进

刘 馨 饶 磊(国网湖北省电力有限公司检修公司特高压交直流运检中心 湖北 宜昌 443000)

瓦斯保护是换流变压设备关键保护，其可以快速反映出变压器内部的故障出现原因以及特点，特别是对于油面下降、绝缘裂化、套管的内部故障、铁心故障、绕组断线以层间短路和对绕组的匝间短路等灵敏反映。油浸式变压器出现内部故障时，若故障严重可能受到电弧的影响，把绝缘材料分解成众多气体，进而导致在油箱内部出现油桶的涌动现象。此时若油流动的速度高于瓦斯继电器内部的挡板设计值，则会扩大故障的范围，影响继电器的运行效果。因此，必须注重对换流变压器瓦斯继电器的正确的保护。

1 换流变压器瓦斯继电器误动作原因分析

1．1 悬梁臂的结构设计导致瓦斯继电器频繁振动。悬梁臂结构的一端点不会产生轴向和转动以及垂直的位移固定支座，而另一端则可能会产生一个与轴向平行和垂直的自由端悬梁臂结构。总的来说，悬梁臂结构存在一个最大问题，其受力能力差，即便是于悬梁臂的末端施加一个很小负荷，在长力臂的放大作用下，可能在悬梁臂的连接位置产生一个较强振动力。此振动力的作用的不断扩大，会对继电器的振动幅值带来较大的影响，随着时间的推移不断的扩大振动值，在振动加速的影响下，导致瓦斯继电器的下浮球下落，瓦斯保护的误动作出现。

1．2 冷却设备同时启动致使瓦斯保护的误动作出现。换流变压器的冷却设备同时开启，会引发油流涌动，导致瓦斯继电器出现频繁的振动，并引发瓦斯继电器出现误动作。而且在相同时间，冷却器同时启动的数量越多，则会加快振动速度导致数值越来越大，也为瓦斯继电保护器出现误动作增加更多的可能。由此可见，瓦斯继电器的速度大小以及冷却器在相同时间开启的数量，均会对运行期间变压器的电流以及主油温度等带来影响，致使换流变压器瓦斯继电器误动作。

2 改建建议

2．1 悬臂梁的结构优化建议。对于换流变压器，悬臂梁的结构设计中，对于瓦斯继电保护器这一设备来说，可能出现振动问题，为了避免此类问题，可以利用下文不同方法，优化悬梁臂的结构。

其一，铁棒加固的方法。结合悬梁臂的结构和瓦斯继电器的运行需求给出，采取两根相同直径大小实心铁棒来加固，效果显著。先把其中的一根铁棒进行加固处理，然后在将另一根铁棒在箱盖上加固，两根铁棒的U型卡环可利用双螺母来对其上端进行加固处理，利于更好的支撑油导管，控制瓦斯继电器的振动幅度。如下图1所示，是铁棒加固方法的改造展示图。

其二，硬连接方法。彻底取消悬梁臂的结构设计，把瓦斯继电保护器和主枕之间相互关联波纹管的软连接方法，改为利用相同材质的管道进行硬链接。利用此改造方法，可控制瓦斯的继电器振动，降低故障出现的频率。如下图2，是悬臂梁硬链接方法的展示图。

2．2 提升换流变压器的制造工艺建议。

其一，换流变压器的设计环节，结合直流输电的工程实际情况来调研和分析，综合考虑各个不同因素，如考虑到换流变压器在充电期间以及整流设备出现故障等情况时，出现的最大穿越电流(逆变站和短路电流出现换相失败时产生)以及励磁电流等因素。给出选择适合类型瓦斯继电器，可满足冗余的设计要求。

其二，换流变压器的制造环节。利用强化制造工艺，提升绕组的内部绝缘能力、力学特征以及机械的稳定性等，可确保在大电流经过变压器的绕组期间，避免绕组的变形，以免出现油流的涌动以及振动现象，以防瓦斯继电器出现错误动作。

其三，注重现场情况，采取合理举措。在换流变压器制造工艺提升期间，也应结合现场的实际情况，于瓦斯继电器连接点，增设一个超声波流量计对变压器的流动速度进行检测，利用采集期间实时的油流数据，建设油流数据库，对变压器的正常运行状态、油流的状态以及变化趋势等进行分析，利于及时发现变压器的异常情况，及时处理，以免造成更为严重的影响。

综上所述，换流变压器瓦斯继电器误动作原因包括，针对其出现的原因，分析换流变压器瓦斯继电器良好应用的建议，以免换流变压器瓦斯继电器误动作，影响实际应用效果。如，换流变压器的制造工艺提升，需结合直流输电的工程实际情况来调研和分析。悬臂梁的结构优化，可利用硬连接方法和铁棒加固的方法，可控制故障蔓延，此外也要注重现场情况，采取合理举措。