500 kV变电站主变误跳闸事故分析

余嘉彦，周陈斌，瞿 峰

（江苏省电力公司检修分公司苏州分部，江苏 苏州 215000）

1 事故经过

2012年某日晚，某500 kV变电站2号主变保护更换后复役。操作充电前500 kV区域一次接线如图1所示，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号主变于次日凌晨试送成功。

图1 500 kV区域一次接线示意

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50 MΩ(500 V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(见图2)，C相涌流电流最大，其峰值二次值约为0.7 A(一次值2 800 A)，A，B相涌流的峰值二次值约为0.25 A(一次值1 000 A)，电流持续时间约为160 ms(160 ms开关已跳开)，电气量保护启动，无动作出口(见图3)。

图2 主变第一次充电时高压侧电流电压波形

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(见图4)，且成功试送后缓慢衰减。

图3 主变第一次充电时开关量录波数据

图4 主变第二次试送时高压侧电流波形

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(见图5)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。

图5 Comem瓦斯继电器结构

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。

(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 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500 kV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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