一起变压器重瓦斯动作事故分析

张洪东 刘瑞 胡庆男 王琛

摘 要：本文主要对一例220 kV变压器气体继电器重瓦斯动作故障原因进行分析，首先，通过变压器油色谱分析、直流电阻、变比测试、绝缘电阻及介损试验等分析手段，排除主变本体自身故障，然后初步断定为变压器波纹储油柜故障，最后提出具体的故障处理对策。希望本文的分析和处理方法可为现场处理类似故障提供参考。

关键词：变压器;气体继电器;储油柜;卡涩

中图分类号：TM407文献标识码：A文章编号：1003-5168（2020）19-0036-04

Abstract： This paper mainly analyzed the cause of a 220 kV transformer gas relay heavy gas action fault. Firstly， through the analysis methods of transformer oil chromatogram analysis， DC resistance， transformation ratio test， insulation resistance and dielectric loss test， the main transformer body fault was eliminated， and then the fault was preliminarily determined as the transformer corrugated oil conservator fault. Finally， the specific fault treatment countermeasures were proposed. It is hoped that the analysis and treatment method in this paper can provide reference for similar fault treatment on site.

Keywords： transformer;gas relay;oil conservator;jamming

随着国民经济的飞速发展，社会对电力负荷的需求越来越高，进一步推动了变电站的建设。电力变压器是发、输、变、配电系统中的重要设备之一，其性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益。为了保证电力变压器安全稳定运行，防止事故扩大，应为之配置一系列的保护措施，如差动保护、瓦斯保护等。其中，瓦斯保护动作主要反映变压器的内部故障。当变压器油箱内部存在短路或接地等故障时，高温电弧使絕缘油产生大量气体，油气混合物迅速向上涌入瓦斯继电器，进而推动瓦斯挡板动作，从而接通跳闸回路。而由非电量引起的瓦斯保护动作的例子相对较少，以下是一起由外油式储油柜运行过程中滚轮卡涩造成重瓦斯动作的案例。

1 故障概述

某变电站2#主变（电压等级220 kV），型号为 SFSZ11-240000/220，2020年2月13日，主变压力释放阀动作，2.6 s后重瓦斯保护动作跳闸，三侧开关跳闸，所有负荷均备投成功。表1为故障发生时具体的动作保护时序表。

2 事故分析

现场运维人员同相关专业人员立即对变压器及其附属设备进行了全面检查和分析。

2.1 外观检查

经检查发现，压力释放阀发生动作，地面有喷油痕迹（见图1）;气体继电器内部无积聚气体、无异常，上浮球与下浮球均无下沉，信号均已复归（见图2）;油枕油位指示刻度为6，油温约为38 ℃（见图3和图4）;变压器本体及其附件无异常。

2.2 现场试验

对事故主变本体进行油色谱分析、直流电阻、变比测试、绝缘电阻及介损等试验，例如，在油温为32 ℃时进行色谱试验，试验结果如表2所示。在气温8 ℃、油温32 ℃时进行主变绝缘电阻测量和直流电阻测量试验，试验结果如表3、表4所示。试验结果均合格。

2.3 储油柜检查

储油柜为沈阳天工热电设备有限公司2014年3月生产的，型号为BG-1200-6100，结构型式为外油卧式金属波纹油枕（见图5）。研究者对该储油柜进行检查：将储油柜放油至刻度4后进行充放气试验，观察油位刻度变化及内部振动、异音情况，检验是否存在波纹管卡涩。充气时，油位上升至刻度6～8过程中，内部有明显“咔、咔”声音，触摸有明显顿挫感，刻度8以上恢复顺畅;放气时，油位下降至刻度7～6时，内部卡顿依然明显[1-4]。

对事故变压器储油柜进行解体分析，波纹管端盖与油枕内壁的间隙为5 mm，波纹管端盖的顶端装有半径5 mm的小滑轮，具有“小间隙+小滑轮”结构特点。分别打开油位计侧法兰、切割分接开关侧盖板，进行解体检查，解体发现内有多处划痕（见图6）。

3 事故原因

由于事故主变油色谱分析、直流电阻、变比测试、绝缘电阻及介损试验结果正常，排除主变内部故障。检查瓦斯继电器、断流阀、压力释放阀，开启正常，保护动作正确。现场检查发现，波纹管结构的油枕在油位表6～8位置存在明显卡涩现象（跳闸时处于6位置）。因此，判断跳闸原因为油枕卡涩，造成内部油压高，压力释放阀动作喷油。此时，油流从油枕流向油箱，但流速未达到断流阀关闭流速，导致断流阀阀门与干簧点频繁接触;卡涩被冲开时，油流导致双浮球结构重瓦斯动作。油枕内部情况如图7所示。

3.1 压力释放阀喷油原因

压力释放阀动作压力为55 kPa，正常运行时承受约20 kPa变压器油压。随着油温升高，变压器油体积膨胀，当油位指示达到6左右时，由于波纹管卡涩，油无法继续流向油枕，导致本体油压升高值超过35 kPa，油压达到释放阀动作压力，压力释放阀动作喷油。

3.2 断流阀动作原因