變壓器氣體繼電器故障分析與改進措施

1、編號：SM-ZD-14215變壓器氣體繼電器故障分析與改進措施Through the process agreeme nt to achieve a uni fied action policy for differe nt people, so as tocoord in ate acti on, reduce bli ndn ess, and make the work orderly.編制：審核：批準：本文檔下載后可任意修改精編解決方案 | SOLUTION TEMPLATE變壓器氣體繼電器故障分析與改進措施簡介：該方案資料適用于公司或組織通過合理化地制定計劃，達成上下級或不同的人員 之

2、間形成統(tǒng)一的行動方針，明確執(zhí)行目標，工作內容，執(zhí)行方式，執(zhí)行進度，從而使整 體計劃目標統(tǒng)一，行動協(xié)調，過程有條不紊。文檔可直接下載或修改，使用時請詳細閱 讀內容。變壓器氣體繼電器故障分析與改進措施氣體繼電器是大型電力變壓器最重要的非電量保護裝 置。實踐證明，裝有氣體繼電器的變壓器，在變壓器本體發(fā) 生放電性或由其他因素引起的絕緣油快速分解故障時，反映 最靈敏的往往是氣體繼電器。它的正確動作能大大減少變壓 器故障后的損失。目前，QJ系列的氣體繼電器主要有 QJ-25、 QJ-50、QJ-80等幾種或其改進型產(chǎn)品，它們的結構基本相 同。在JB/T9647-1999氣體繼電器中，規(guī)定了此類產(chǎn)品 的型號

3、、技術要求等。在一些顯示器變壓器上也有采用，如 速動油壓繼電器、皮托 (PITOT)繼電器、BR-1型繼電器或 MK-10型繼電器等。但到目前為止，尚沒有出現(xiàn)一種可以完 全取代氣體繼電器的大型電力變壓器的非電量保護裝置。當變壓器內部出現(xiàn)輕微故障時，因油分解產(chǎn)生的氣體逐 漸積聚到氣體繼電器上部，達到一定量時，使上開口杯下降 到某一限定位置，其上的磁鐵使干簧接點吸合，發(fā)出輕瓦斯 保護動作，發(fā)出信號。當變壓器內部發(fā)生嚴重故障時，絕緣 油被迅速并大量分解，使油箱內壓力急劇升高，出現(xiàn)油的浪 涌現(xiàn)象，氣體繼電器連接油管內產(chǎn)生油流達到繼電器啟動定 值時，油流沖擊擋板，當擋板旋轉到某一限定位置時，其上 的磁鐵

4、使干簧接點吸合，使生瓦斯保護動作、開關跳閘、切 除故障。氣體繼電器的動作有正確動作和誤動作之分。文章就氣 體繼電器因使用不當或制造缺陷原因，產(chǎn)生非正常動作的情 況加以統(tǒng)計分析，并提出一些改進措施，為正確使用變壓器 瓦斯保護裝置提供參考。2遼寧電網(wǎng)發(fā)生的主事故實例2.1使用維護不當引起重瓦斯保護動作2.1.1呼吸系統(tǒng)不暢(1) 1991年1月12日，太平哨電廠 2號主變壓器正常 運行中(SFPL-120000/220 型)，重瓦斯保護動作跳閘。 當時 有功功率為80MW、無功功率為20MVAR，上層油溫為66 C第5頁/總13頁FS 精編解決方案 | SOLUTION TEMPLATE因環(huán)境溫度

5、低，已經(jīng)吸潮的吸濕器硅膠結塊，引起呼吸不暢，在機組負荷增加、油溫升高時，造成呼吸器跑油，熱油將硅 膠結塊融化，壓力突然釋放，造成重瓦斯保護動作跳閘。1990 年2月25日，太平哨電廠1號主變壓器(SFPS-120000/220 型)發(fā)生過同樣事故。(2) 1992年1月1日，白山電廠紅石變電站 2號主變壓器正常運行中(SFP-120000/220 型)，輕、生瓦斯保護動作， 兩側開關跳閘，呼吸器噴油。當時正值調峰，機組滿負荷運 行的時間，上層油溫達69.4 C,環(huán)境溫度為-10.5 C。變壓器 運行時冷卻風扇未投入，加之負荷較大，變壓器溫度快速上 升，導致發(fā)生事故。經(jīng)分析發(fā)生事故的原因與上例基

6、本相同。2.1.2本體端子箱密封不嚴(1) 1992年3月10日，兩錦局凌河一次變電站1號主變壓器(SFP-63000/220 型)重瓦斯保護動作，開關跳閘。經(jīng) 檢查發(fā)現(xiàn)，事故時工作人員正在用洗衣粉水對油箱進行清洗。 未對器身上的端子箱采取可靠的遮擋措施，霧狀水珠進入端子箱，知接跳閘回路接點，造成重瓦斯保護動作跳閘。(2) 1993年6月29日，兩錦局錦州一次變電站1號主變壓器(DF-40000/220型)發(fā)生由于C相變壓器二次保護端子箱密封不良、受潮，未落實重瓦斯跳閘線與相鄰正電源分 開布置的反事故措施，造成相鄰的跳閘線與正電源短接，導 致發(fā)生重瓦斯保護動作跳閘事故。沈陽電廠主變壓器發(fā)生了

7、同樣原因的重瓦斯保護動作跳閘事故。2.1.3氣體繼電器引出電纜或二次回路不良(1) 1997年1月12日，鐵嶺局中固二次變電站 1號主變壓器(SFL1-8000/60)有載調壓開關重瓦斯保護動作，主變壓器停運。經(jīng)檢查為有載調壓開關重瓦斯保護電纜絕緣損壞， 造成跳閘接點短接，保護動作。(2) 1991年鐵嶺局平頂堡二次變電站、朝陽局木頭城子 二次變電站主變壓器，因主控保護屏到變壓器端子箱之間的 電纜絕緣降低，以到絕緣擊穿，造成重瓦斯保護動作跳閘。(3) 1994年3月7日，赤峰局土城二次變電站主變壓器發(fā)生因二次回路接地，造成跳閘回路接通，重瓦斯保護動作、開關跳閘事故。2.1.4氣體繼電器安裝不良

8、1998年6月19日，赤峰局元寶山一次變電站1號主 變壓器(SFPZ-120000/220 型)有載調壓重瓦斯保護動作，10 條66KV線路及母線全停。事故原因是：安裝有載調壓氣體 繼電器時，法蘭壓住繼電器跳閘端子引線，造成引線絕緣損 壞，接點短接，有載調壓重瓦斯保護動作跳閘。2.2制造缺陷引起的重瓦斯保護動作2.2.1氣體繼電器干簧接點玻璃管破碎(1) 20xx年9月2日，大連開發(fā)區(qū)供電局220KV中華路變電站1號主變壓器調壓開關重瓦斯保護動作，三側開關跳閘，主變壓器停電。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，調壓開關氣體繼電器干 簧管斷裂、破碎，有放電短路痕跡，初步判定為干筑管破碎 后，瞬間接通引起跳閘。1998年

9、9月25日和20xx年1月 22日，該變壓器曾發(fā)生了 2次同樣原因的事故。20xx年1月27日，大連供電公司革鎮(zhèn)堡一次變電站2號主變壓器(SFPSZ-120000/220 型)有載調壓重瓦斯保 護(氣體繼電器型號為 QJ4G-25型)動作跳閘。跳閘原因是串 聯(lián)在重瓦斯保護回路中的氣體繼電器中的干簧接點玻璃管 破碎，簧片搭接，跳閘回路接通，導致開關動作跳閘。2.2.2氣體繼電器接線盒密封不良第8頁/總13頁FS 精編解決方案 | SOLUTION TEMPLATE(1) 1992年5月22日，大連一次變電站一組主變壓器 重瓦斯保護動作，三側斷路器跳閘，全站停電。經(jīng)檢查是由 于氣體繼電器接線端子盒

10、防水不良，進水受潮，跳閘接點短 接，造成重瓦斯保護動作跳閘。(2) 1991年5月26日，本溪局崔東二次變電站2號主變壓器、1996年5月1日鐵嶺局亂石山二次電路站1號主變壓器、1995年4月22日阜新66電廠KVT1T變壓器、 1998年7月22日鞍山局太平二次變電站1號主變壓器等都發(fā)生了主變壓器或有載調壓氣體繼電器接線端子盒密封不嚴，進水后短接瓦斯保護接點，造成保護動作跳閘。2.3輕瓦斯保護頻繁動作2.3.1制造缺陷引起輕瓦斯保護動作1992年4月8日，通遼電廠2號主變壓器運行中輕瓦 斯保護動作，經(jīng)檢查為氣體繼電器輕瓦斯油杯轉軸脫落，造 成輕瓦斯保護接點接通，發(fā)出信號。 2.3.2油位降低

11、引起 輕瓦斯保護動作(1)1992年1月24日，通遼電廠4號主變壓器、1991年赤峰局元寶山二次變電站、烏丹二次變電站主變壓器都出 現(xiàn)了因漏油或溫度降低、油位嚴重下降，導致輕瓦斯保護動 作的情況。(2) 1993年鞍山局海城一次變電站2號主變壓器(SFPS-63000/220 型)1993清河電廠7號主變電站變壓器(SFP3- 26000/220 型) 1994年沈陽高臺山一次變電站1號主變壓器等都發(fā)生了輕瓦斯保護頻繁動作，其原因都是由于冷卻器 油門、膠墊老化龜裂漏油，油位下降，輕瓦斯保護動作。20xx年1月10日，丹東局蛤蟆塘二次變電站1號主變壓器輕瓦斯保護動作。原因是變壓器油箱上蓋插測溫元

12、 件孔的膠圈損壞，進水后將測溫元件插管凍裂，造成儲油柜 油大量漏泄，輕瓦斯保護動作。2.3.3空氣侵入引起輕瓦斯保護動作1992年朝陽電廠1號主變壓器、1993年白山電廠紅石 電站2號主變壓器(SFPSZ4-63000/220 型)、1993年赤峰 局元寶山一次變電站 2號主變壓器(SFPZL3-63000/220 型)、 1994 年沈陽勸工一次變電站1號主變壓器(SFPS3- 80000/220)、20xx年本溪一次變電站 5號主變壓器、鐵嶺開原一次變電站2號主變壓器都發(fā)生瓦斯保護頻繁動作，其 原因都是由于冷卻系統(tǒng)負壓區(qū)有密封不良情況，造成空氣侵 入，輕瓦斯保護動作，發(fā)出信號。233殘存空

13、氣引起輕瓦斯保護動作1993年沈陽局孫家一次變電站1號主變壓器(SFPSL3-63000/220 型)、1993 年丹東局岫巖一次變電站主變(SFP-63000/220 型) 1994年赤峰局元寶山一次變電站2號主變壓器(SFPZL3-63000/220型)、1994年撫順局河北一次變電站主變壓器(SFPS7-180000/220型)都發(fā)生了輕瓦斯保護頻繁動作。經(jīng)檢查，故障原因是：更換冷卻器后，排氣不徹 底或更換硅膠后浸油、排氣不充分，殘存空氣逐漸析出，造 成輕瓦斯保護頻繁動作。3氣體繼電器非正常動作情況分析(1) 氣體繼電器非正常動作情況分為重瓦斯保護動作跳閘和輕瓦斯保護動作，發(fā)出2類信號。

14、由于前都動作于跳閘， 往往影響和損失都大，是我們特別應該注意和預防的。(2) 從由運行維護不當引起重瓦斯保護動作的統(tǒng)計看：對設備的反事故技術措施落實得好的，此類事故發(fā)生的就少，反之，不能嚴格執(zhí)行各級制定的反事故技術措施的，這類事故發(fā)生的就比較集中。此類故障的主要表現(xiàn)形態(tài)是：由于 呼吸系統(tǒng)不暢，引起重瓦斯保護動作。由于本體端子箱密 封不良，進水引起重瓦斯動作。由于繼電器引出電纜短路 或絕緣不良，引起重瓦斯保護動作。第一類表現(xiàn)形態(tài)都發(fā)生 在冬季，且為水電機組、環(huán)境濕度大，變壓器負荷變化大， 并伴隨著呼吸器跑油。第二類故障純屬維護不到位，在雨季 到來之前應該落實的反事故措施不能認真落實。有的單位對

15、多年強調的正電源與跳閘線在端子排上要隔開的要求也沒 有落實。對電纜和二次線加強絕緣監(jiān)視，定期試驗十分必要，特別要提高安裝質量，防止因安裝不當而給運行帶來隱患。(3) 由于制造缺陷引起的重瓦斯保護動作主要表現(xiàn)為氣 體繼電器干簧接點玻璃管碎裂和繼電器接線盒密封不良2種形態(tài)。前者都發(fā)生在有載調壓開關的氣體繼電器上，且在同 一臺變壓器上，1998年、20xx年和20xx年發(fā)生了 3次事 故，是否與該處振動幅值較大有關，需要進一步分析，但主 要還是應該提高繼電器的制造質量。氣體繼電器接線盒密封 不良問題，在各類繼電器上都有發(fā)生，說明改進接線盒的密 封狀況勢在必行，也可對改變接線盒的安裝方向進行探討， 以

16、減少進水短路的幾率。有的單位采用加裝防雨罩的措施， 可以有效的減少此類事故的發(fā)生，但最根本的還是要確保接 線盒密封萬無一失。(4) 輕瓦斯保護頻繁動作，如果不能及時、正確判斷，對 于發(fā)展較快的故障可能造成漏判，釀成大禍。由于氣體繼電 器浮筒轉軸脫落，造成輕瓦斯保護頻繁動作，是制造過程中 應該特別注意改進的。在油位降低的情況下，輕瓦斯發(fā)出信 號，使運行人員及時采取措施，防止漏油的繼續(xù)發(fā)展，說明 輕瓦斯保護設置的重要意義。變壓器或冷卻系統(tǒng)存在負壓區(qū) 進氣或排氣不徹底，導致輕瓦斯保護頻繁動作的隱患，這種 情況容易使人們麻痹，此時，若有其他故障發(fā)生，容易產(chǎn)生 漏判，所以，此時應盡快處理漏氣或排隊殘留氣

17、體。4改進措施達到(1)速動油壓繼電器在變壓器本體發(fā)生嚴重故障時， 或超過整定的壓力值時，壓力升速越快，其動作越靈敏，對 保護變壓器可以起到一定作用。但到目前為止，變壓器生產(chǎn) 廠家還沒有以此裝置取代氣體繼電器。對高電壓、大容量的 重要變壓器，加裝此類裝置可以大大提高保護的可靠性。第14頁/總13頁精編解決方案 | SOLUTION TEMPLATE(2) 對于有載調壓開關的氣體繼電器設置，應遵循國家標準和行業(yè)標準的有關規(guī)定：保護裝置應反映壓力或油流沖擊 的情況，如采用氣體繼電器代替油流控制繼電器，該繼電器 應該具有油流沖擊動作功能，不必保留輕瓦斯保護功能，這樣，可以減少輕瓦斯動作后的大量工作，又可以對有載調壓 開關實施可靠的保護。(3) 在經(jīng)過多次事故教訓和經(jīng)過認真調研、分析，經(jīng)過對幾個生產(chǎn)廠家的技術改進進行評議后，遼寧省電力有限公司于20xx年8月在關于變壓器有載分接開關氣體繼電器選 型的通知文件中，對 QJ4G-25型氣體繼電器的改進，作 了明確要求：繼電器的支架調試為70-90mm :采用雙接點串聯(lián)結構，干簧管接點引線距離不小于4mm ;不采用輕瓦斯開口杯裝置，并取消相應接點；干簧管應采用雙 螺絲固定在支架上，并在固定環(huán)內加裝緩沖層；采用質量 好的、接點鍍銀的干簧管；推薦采用引線焊