換流變保護繼電器誤動的分析及處理措施

摘 要：文章在分析換流站變壓器油流繼電器動作trip的基礎上，結合換流變非電量保護繼電器誤動率高，對換流站的安全穩定運行造成較嚴重的影響現狀，進行分析并提出相應的處理方法及非電量三取二改進的具體措施。希望能夠對國內換流變類設備的運行維護、技術改造提供一定的借鑒作用。

關鍵詞：保護繼電器；非電量；三取二

引言

換流變壓器非電量保護的可靠和穩定直接關系到直流系統主設備的安全運行。近年來，換流站由于非電量保護裝置誤動導致多起直流閉鎖。通過對保護裝置動作后現場測試和故障處理的情況來看，均未發現變壓器本體短路、放電等一次設備問題，而是保護裝置及回路導致的誤動作。

文章通過換流變壓器的繼電器動作trip，對保護裝置的動作原因進行了詳細的分析，論述了非電量保護的繼電器優化改造方案，并提出相應的解決措施。

1 換流變壓器繼電器動作跳閘分析

1.1 事故概述

運行記錄發出極II Y/D相控制系統B發出分接頭油流繼電器15.1trip），極II系統發出閉鎖信號，直流系統閉鎖，雙極功率轉至極I運行。設備停運后，檢查該繼電器發出閉鎖信號的接點電阻為0.3歐姆，即確認已閉合，而該繼電器送往極控I系統接點A為斷開狀態。將故障繼電器15.1拆下后手動將油流繼電器擋板部分推開，發現該繼電器稍微振動時，誤動接點B會出現抖動，而正常接點A無抖動。

1.2 原理分析

每臺換流變配置兩臺有載分接開關，在兩臺分接開關油枕與油箱之間分別設15.1和15.2兩臺油流繼電器，當油流速度>1.5m/s時，油流推動相應的重瓦斯保護擋板向前移動，A/B跳閘接點都會被相對應的磁鐵吸合，送出兩套控制系統實現trip出口。機械傳動工作時，擋板被油流推動，繞轉軸旋轉的同時，擋板會通過傳動螺絲將轉動力傳遞到吸合磁鐵和配重架上，并帶動吸合磁鐵和配重架一起繞轉軸旋轉，接點與磁鐵靠近時，吸合接點。

1.3 原因分析

通過將故障繼電器與未動作的繼電器進行比對后發現有兩點不同：（1）相對正常接點A，接點B與磁鐵間裝配距離比較近，故更易吸合上。（2）發現與故障油流繼電器的擋板螺絲出現磨損缺口，該缺口導致擋板更容易振動。

歸結可知故障原因在以下兩方面：（1）變壓器本身的震動會帶動吸合磁鐵的金屬片一起振動，產生的摩擦會使傳動螺絲出現缺口，隨著缺口加大，振動幅度相應增加；（2）同時吸合磁鐵與誤動的接點的安全距離近，吸力就會使接點保持吸合狀態，引起繼電器的保護誤動。

2 保護誤動的后續處理和措施執行情況

該換流站年度檢修進行了換流變壓器油流、瓦斯繼電器的排查和試驗。在校核保護繼電器定值的同時，增加繼電器接點動作同步性校核試驗。

（1）傳動試驗和trip接點同步性校核。對換流站運行的換流變的瓦斯繼電器和油流繼電器進行傳動試驗，使用錄波儀記錄trip接點電壓波形，校核同步性。（2）絕緣試驗。使用兆歐表測量絕緣電阻。

3 “三取二”改造

3.1 當前非電量保護所存在問題

當前換流變非電量保護裝置配置中，任一trip接點動作都會直接觸發極閉鎖。單極閉鎖風險很大，所以進行換流變設備非電量保護“三取二”改造，避免單一繼電器及回路故障導致直流系統誤閉鎖是十分必要的。

3.2 改造原則

非電量保護改造設計原則為“三取二”方式實現，利用現有的ERCS和ETCS裝置，通過增加IO板卡和外部架設電纜，在ERCS和ETCS中實現非電量保護“三取二”功能。油流和瓦斯更換為帶三組接點的繼電器，部分無法直接提供三組trip接點的繼電器采用alarm與trip綜合判斷方式。

3.3 “三取二”改造具體實施方案

根據目前非電量接點配置情況，對換流變壓器瓦斯繼電器和油流繼電器統一更換為3組trip接點型繼電器，3組trip接點需獨立采集信號做“三取二”邏輯判斷，其他本體保護繼電器需在A，B系統間硬件共享保護trip和alarm信號。具體改造方案如表1。

3.4 改造效果分析。本次改造涉及范圍廣且工作量較大。分不同情況對各類型故障對比和評估如表2所示。

從表2可知，改造后可有效避免非電量保護繼電器及板卡單一接點故障所導致的保護誤動作。

4 結束語

通過上述的換流站非電量保護改造，可以最大限度的避免單一trip回路接點誤動。同時，通過按周期對換流變瓦斯、油流繼電器的物資質量抽檢和監督，有效保障換流站主設備的安全穩定運行。

參考文獻

[1]國家電網公司運維檢修部.直流控制保護[M].中國電力出版社，2012，11.

[2]國家電網公司.三峽-常州500kV直流輸電工程-換流站[M].中國電力出版社，2004.

作者簡介：董麗（1973-），女，1996年畢業于哈爾濱理工大學機械專業，工程師。