淺析主變瓦斯掉閘的原因

摘要：要保證一個電廠或變電站長期穩(wěn)定運行直流系統(tǒng)起著至

關(guān)重要的作用，作為獨立系統(tǒng)的直流回路由于它所處的環(huán)境使用的材料等原因絕緣問題一直是我們討論的課題。

關(guān)鍵詞：直流系統(tǒng) 絕緣問題 預(yù)防措施

直流系統(tǒng)在發(fā)電廠和變電站中具有重要的位置。要保證一個發(fā)電廠或變電站長期安全運行，其因素是多方面的，其中直流系統(tǒng)的絕緣問題是不容忽視的。發(fā)電廠、變電站的直流系統(tǒng)比較復(fù)雜，通過電纜溝與室外配電裝置的端子排、端子箱、操作機(jī)構(gòu)箱相連接，因電纜破損、絕緣老化、受潮、絕緣材質(zhì)等原因發(fā)生接地的可能性較多，發(fā)生一極接地時，由于沒有短路電流，熔斷器不會熔斷，仍可繼續(xù)運行，但也必須及時發(fā)現(xiàn)、及時消除。通常，要求直流系統(tǒng)的各種小母線、端子回路、二次電纜對地的絕緣電阻值，要用500V搖表測量其值不得小于0.5MΩ。直流系統(tǒng)回路絕緣的好壞必須經(jīng)常地進(jìn)行監(jiān)視。否則，會給運行帶來許多不安全的因素。

故障1 2010年本地區(qū)某35kV電廠化工企業(yè)在一天內(nèi)幾乎在同一時間，室外八臺變壓器同時重瓦斯跳閘，現(xiàn)場保護(hù)裝置，開關(guān)機(jī)構(gòu)檢查未發(fā)現(xiàn)異常，后臺報文瓦斯動作。用戶當(dāng)時情況緊急，試驗、油樣檢查合格后分別試送成功，2013年同樣情況再次出現(xiàn)，多方了解兩次跳閘發(fā)生于秋天多連雨季節(jié)，八臺變壓器同時安裝，電纜同時敷設(shè)，（檢查電纜絕緣性能降低）。

故障2 以下以某110kV站為例作圖分析。

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圖一 絕緣監(jiān)察系統(tǒng) 圖二 重瓦斯保護(hù)回路

其中C1、C2分別為蓄電池正、負(fù)極對地電容，C3為重瓦斯保護(hù)電纜對地電容，XJ和BCJ分別為重瓦斯動作信號和出口繼電器，01、09 為重瓦斯跳閘保護(hù)接點，01帶正110V電壓。正常運行時電纜芯之間電纜芯與地之間絕緣電阻不少于10MΩ，而某站的1#主變瓦斯電纜由于是橡膠電纜在室外經(jīng)受日照、雨淋、腐蝕等原因致使電纜氧化絕緣強(qiáng)度下降，瓦斯動作后發(fā)現(xiàn)電纜的一段電纜芯之間電阻只有幾百歐——端子箱到主變瓦斯，而端子箱到控制室正常。同時電纜芯對地絕緣也大大下降。加上天氣變化電纜芯受潮等原因電纜芯絕緣強(qiáng)度又有下降，這樣相當(dāng)于與瓦斯動作接點短接，如上圖因此瓦斯保護(hù)動作跳閘。

下面從電氣回路分析現(xiàn)操作直流電源正極接地，這樣瓦斯保護(hù)回路就與直流絕緣系統(tǒng)構(gòu)成一個完整的回路，如下。

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圖一的等值電路圖 經(jīng)拉氏變換計算圖

U（t）=i（t）R+Ldi（t）/dt+1/C∫I（t）dt

以上式子經(jīng)拉氏變換為U（S）=I（S）R+SLI（S）+I（S）1/SC

電容兩端如有電壓UC再加上+UC上式等值電路圖如下：

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所以由圖一知拉氏變換的等值電路

I2S=（220/S-110/S）/（R+1/SC3）=110/R（S+1/SC3）

設(shè)R=Rxj+Rckj=12.7KΩ，C3=5μf。以上值是一般出口繼電器的經(jīng)驗值。

則I2（S）=（110/12700）*[1/（S+106/12700*5）]

=（11/1270）*[1/（S+15.8）]

拉氏反變換得：i2（t）=11/1270 * e-15.8t

Ubcj（t）=12700*i2（t）=110e-15.8t，t=20*10-3秒，

則Ubcj（t）=110e-T/Γ，Γ=RC=12700*20*10-6=0.254

若C3=5μF時，110e-15.8x20x10-3=80.3伏；

若C3=10μF時，Ubcj（t）=93.97伏；

若C3=20μf時，Ubcj（t）=101.7伏。

其中，保護(hù)TBJ中間繼電器的啟動電壓一般為100V左右，由此可見，電纜線越長，C3越大，更易引起B(yǎng)CJ動作。因此，必須弄清當(dāng)直流電源接地時，是否會引起B(yǎng)CJ動作。

因此，我們必須作如下技術(shù)措施：

①絕緣系統(tǒng)對220V回路要求大于20kΩ，對110V回路要求大于10kΩ，要采取措施減少站內(nèi)等值電容，使放電電流減少。

②在設(shè)備投入前測出C3的電容量，計算接地后BCJ是否會動作。

③計算可得只要保證出口繼電器的動作電壓滿足50%Un≤Udz≤70%Un，一般選擇為50%-65%為合適，對整組試驗時用80%更可靠。

④當(dāng)降低出口繼電器的線圈電阻（可采取并接電阻方式），這樣就可能降低時間常數(shù)，對防止接地誤動也有利。

⑤瓦斯的出口中間由于連線長，電纜電容大，為避免電源“+”接地誤動作應(yīng)采用較大啟動功率的中間繼電器。

以上只是從直流接地及電纜原理上分析了瓦斯動作的原因，直流接地故障一般查找程序和方法如下。

①查找直流接地時，應(yīng)按當(dāng)天的運行方式、操作情況、氣候影響、施工范圍等進(jìn)行判斷，找出可能接地的原因。

②有微機(jī)絕緣監(jiān)察裝置的，微機(jī)絕緣監(jiān)察裝置會自動查找出接地線路及接地的極性和接地電阻值。值班人員根據(jù)微機(jī)絕緣監(jiān)察裝置所顯示的報告內(nèi)容，用瞬拔直流熔斷器、斷開空氣開關(guān)等直流瞬間停電的方法，進(jìn)一步查找直流接地點，然后再根據(jù)查找出的具體情況進(jìn)行處理。

③對于兩組蓄電池供電的變電站：如果為環(huán)網(wǎng)供電，

可將接地母線上的負(fù)荷逐路倒至正常母線查找故障電；對于輻射狀供電網(wǎng)絡(luò)，可采取暫代電源法查找接地點。僅有一組蓄電池的變電站，可采取拉路查找、分段處理的辦法。查找時應(yīng)先試?yán)盘柡褪鹿收彰骱螅笤嚴(yán)刂坪捅Ｗo(hù)回路；先室外部分，后室內(nèi)部分。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐平.淺析220kV變電站主變瓦斯保護(hù)動作事故處理[J].今日科苑，2009（20）.

[2]顧艷華.220kV變電站主變壓器瓦斯保護(hù)淺析[J].機(jī)電信息，2010（18）.

[3]崔天同.一起主變跳閘事故分析及措施[J].中國有色金屬，2013（10）.