換流變壓器瓦斯繼電器誤動作原因分析及改進

劉 馨 饒 磊(國網湖北省電力有限公司檢修公司特高壓交直流運檢中心 湖北 宜昌 443000)

瓦斯保護是換流變壓設備關鍵保護，其可以快速反映出變壓器內部的故障出現原因以及特點，特別是對于油面下降、絕緣裂化、套管的內部故障、鐵心故障、繞組斷線以層間短路和對繞組的匝間短路等靈敏反映。油浸式變壓器出現內部故障時，若故障嚴重可能受到電弧的影響，把絕緣材料分解成眾多氣體，進而導致在油箱內部出現油桶的涌動現象。此時若油流動的速度高于瓦斯繼電器內部的擋板設計值，則會擴大故障的范圍，影響繼電器的運行效果。因此，必須注重對換流變壓器瓦斯繼電器的正確的保護。

1 換流變壓器瓦斯繼電器誤動作原因分析

1．1 懸梁臂的結構設計導致瓦斯繼電器頻繁振動。懸梁臂結構的一端點不會產生軸向和轉動以及垂直的位移固定支座，而另一端則可能會產生一個與軸向平行和垂直的自由端懸梁臂結構。總的來說，懸梁臂結構存在一個最大問題，其受力能力差，即便是于懸梁臂的末端施加一個很小負荷，在長力臂的放大作用下，可能在懸梁臂的連接位置產生一個較強振動力。此振動力的作用的不斷擴大，會對繼電器的振動幅值帶來較大的影響，隨著時間的推移不斷的擴大振動值，在振動加速的影響下，導致瓦斯繼電器的下浮球下落，瓦斯保護的誤動作出現。

1．2 冷卻設備同時啟動致使瓦斯保護的誤動作出現。換流變壓器的冷卻設備同時開啟，會引發油流涌動，導致瓦斯繼電器出現頻繁的振動，并引發瓦斯繼電器出現誤動作。而且在相同時間，冷卻器同時啟動的數量越多，則會加快振動速度導致數值越來越大，也為瓦斯繼電保護器出現誤動作增加更多的可能。由此可見，瓦斯繼電器的速度大小以及冷卻器在相同時間開啟的數量，均會對運行期間變壓器的電流以及主油溫度等帶來影響，致使換流變壓器瓦斯繼電器誤動作。

2 改建建議

2．1 懸臂梁的結構優化建議。對于換流變壓器，懸臂梁的結構設計中，對于瓦斯繼電保護器這一設備來說，可能出現振動問題，為了避免此類問題，可以利用下文不同方法，優化懸梁臂的結構。

其一，鐵棒加固的方法。結合懸梁臂的結構和瓦斯繼電器的運行需求給出，采取兩根相同直徑大小實心鐵棒來加固，效果顯著。先把其中的一根鐵棒進行加固處理，然后在將另一根鐵棒在箱蓋上加固，兩根鐵棒的U型卡環可利用雙螺母來對其上端進行加固處理，利于更好的支撐油導管，控制瓦斯繼電器的振動幅度。如下圖1所示，是鐵棒加固方法的改造展示圖。

其二，硬連接方法。徹底取消懸梁臂的結構設計，把瓦斯繼電保護器和主枕之間相互關聯波紋管的軟連接方法，改為利用相同材質的管道進行硬鏈接。利用此改造方法，可控制瓦斯的繼電器振動，降低故障出現的頻率。如下圖2，是懸臂梁硬鏈接方法的展示圖。

2．2 提升換流變壓器的制造工藝建議。

其一，換流變壓器的設計環節，結合直流輸電的工程實際情況來調研和分析，綜合考慮各個不同因素，如考慮到換流變壓器在充電期間以及整流設備出現故障等情況時，出現的最大穿越電流(逆變站和短路電流出現換相失敗時產生)以及勵磁電流等因素。給出選擇適合類型瓦斯繼電器，可滿足冗余的設計要求。

其二，換流變壓器的制造環節。利用強化制造工藝，提升繞組的內部絕緣能力、力學特征以及機械的穩定性等，可確保在大電流經過變壓器的繞組期間，避免繞組的變形，以免出現油流的涌動以及振動現象，以防瓦斯繼電器出現錯誤動作。

其三，注重現場情況，采取合理舉措。在換流變壓器制造工藝提升期間，也應結合現場的實際情況，于瓦斯繼電器連接點，增設一個超聲波流量計對變壓器的流動速度進行檢測，利用采集期間實時的油流數據，建設油流數據庫，對變壓器的正常運行狀態、油流的狀態以及變化趨勢等進行分析，利于及時發現變壓器的異常情況，及時處理，以免造成更為嚴重的影響。

綜上所述，換流變壓器瓦斯繼電器誤動作原因包括，針對其出現的原因，分析換流變壓器瓦斯繼電器良好應用的建議，以免換流變壓器瓦斯繼電器誤動作，影響實際應用效果。如，換流變壓器的制造工藝提升，需結合直流輸電的工程實際情況來調研和分析。懸臂梁的結構優化，可利用硬連接方法和鐵棒加固的方法，可控制故障蔓延，此外也要注重現場情況，采取合理舉措。