220kV主變排油充氮系統問題及改進措施探究

何正輝

摘 要：本文主要研究220kV主變排油充氮系統問題及改進措施，首先對主變排油充氮系統功能進行介紹，了解主變排油充氮系統運行的基本特點，重點分析220kV主變排油充氮系統的常見問題及原因，在此基礎上總結改進220kV主變排油充氮系統的具體措施，希望通過本文的研究能夠更加全面的認識220kV主變排油充氮系統，同時也為后期更好的發揮其作用提供參考。

關鍵詞：220kV;變壓器;排油充氮保護

1引言

在變電系統運行中，變壓器設備的穩定是十分重要的。但是變壓器設備由于復雜的運行環境，容易出現內部起火等問題，會威脅到系統的安全運行。排油充氮系統能夠實現對變壓器的滅火保護，因此在現階段加強對于220kV主變排油充氮系統的研究具有重要的現實意義。

2? 主變排油充氮系統功能概述

220kV主變使用的排油充氮系統其主要作用是作為滅火裝置，在實際應用中設置有遠程控制、手動和自動三種不同的控制方式，其中自動控制運行是最常見的控制方式。正常運行狀況下，自動控制運行的排油充氮系統處于監視狀態，基本情況如圖1所示。而啟動排油充氮滅火系統的方式包括防爆啟動和滅火啟動兩種。兩種情況都需要滿足繼電器發重瓦斯信號以及主變斷路器跳閘兩個條件，前后兩者還要分別滿足獨立回路的火警探測器發出報警信號和油壓繼電器或者釋壓閥發生響應動作。

主變排油充氮系統的作用過程如下，首先充氮滅火裝置接收到滅火啟動信號，自動將裝置內的排油閥打開，及時釋放內部壓力，同時利用斷流閥阻斷油枕繼續向油箱內補油;其次向變壓器內充氮，這一流程的響應需要在出廠時根據使用變壓器的容量設定延時，一般情況下為12s左右，氮氣從變壓器油箱的底部進入，在氮氣的作用下，油箱內上下不同油層內的變壓器油會攪拌在一起，并進行熱量交換，在該過程中逐漸降低變壓器油的溫度。另外進入變壓器油箱內的氮氣會覆蓋變壓器油的表面，阻隔變壓器油與空氣接觸，避免繼續燃燒。在此過程中，溫度不斷降低，逐漸達到內部穩定，避免變壓器內發生復燃。

3 220kV主變排油充氮系統問題及原因分析

3.1主變排油充氮系統拒動故障

拒動是指排油充氮系統不能正常運行，不能響應滅火保護動作的情況。運維人員在某次驗收工作中發現，主變排油充氮系統的1號主變出現重瓦斯動作同時跳開三側斷路器，保護裝置內的感溫電纜和火災報警探測器都達到了啟動響應的標準條件，但是主變排油充氮系統在各項滅火啟動條件都滿足的情況下卻沒有啟動滅火保護，在運行現場出現拒動。工作人員檢查現場以及后臺信號后發現，在1號主變的本體信號和充氮滅火面板上，“#1探測器動作告警”和“感溫電纜動作”的指示燈牌沒有點亮。

通過分析現場情況及后臺情況可知，1號主變保護設備中的三側斷路器已經正常跳開，而且繼電器也啟動了重瓦斯信號，滿足排油充氮系統啟動的兩個條件，但是第三個條件由于感溫電纜異常未能發出信號，出現滅火拒動，基本可以推斷導致拒動的原因是感溫電纜信號回路出現故障造成。

在220kV主變排油充氮系統的線路改造設計中，主變如果出現火災問題，會導致10kV母線供電供電中斷，1號主變的用電也會中斷，雖然感溫電纜和溫感探測設備能夠達到響應動作的溫度標準，但是由于供電中斷，無法正常發出動作信號，保護模塊就失去作用，這就導致主變跳閘后滅火裝置失效拒動。在線路設計中，所有的溫感探測器都適用感溫電纜輔助連接，個別探測器故障其他探測器可以繼續使用，但是如果感溫電纜故障，即使探測器正常使用也無法發出報警信號，導致保護拒動。

3.2主變排油充氮系統保護誤動

保護誤動是指在未達到保護動作響應條件時卻發生保護動作，影響主變的正常使用。在設備運行過程中，某主變設備出現三側斷路器跳開的情況，但是壓力釋放信號和重瓦斯動作信號復歸，恢復正常，滅火保護的條件為完全達到，但是排油充氮裝置卻發生保護動作。經過對后臺的檢查發現，雖然1號主變本體中“#1主變壓力釋放動作”和“#1主變重瓦斯動作”的指示燈沒有點亮，但是在排氣充氮滅火裝置的面板上斷路器、釋壓閥和重瓦斯相關指示燈都已經點亮。

分析設備裝置發現，排油充氮系統中保護屏上的釋壓閥和重瓦斯動作信號處于自保持狀態，不受外界環境變化的影響。分析線路設計圖紙發現是由于出廠時這部分裝置設置有30分鐘自保持，當檢修人員驗證系統的保護功能時就會發出相應的保護信號，進而造成保護誤動。

4? 220kV主變排油充氮系統改進措施

4.1保護拒動改進措施

針對當前的系統改進主要包括兩方面，其一是改進電源供應，使用站內UPS不間斷電源為整流模塊供電。該裝置同時接入站用交流、直流兩種電流，如果在運行過程中由于某些原因出現交流斷電的情況，也能利用UPS將直流轉換為交流電，繼續支持整流保護模塊和其他裝置的運行。其二是改進設計感溫電纜的自檢保護功能，改造后如果系統監測到保護裝置中的感溫電纜出現故障就會自動發出信號，提醒工作人員進行排查維護，保持感溫電纜的正常使用。改造前后的線路對比如圖2所示，上側為改造前，下側為改造后。

4.2保護誤動改進措施

一方面在日常操作中，需要改進維護流程，對于主變異常故障的處理，需要首先調整排油充氮系統的狀態，將其調整為“停用”狀態，維修好變壓器恢復系統運行中要再次檢查滅火保護裝置是否存在信號異常的情況，確保無異常后再將排油充氮裝置調為“自動”狀態。另一方面在技術配置上進行調整，通過修改PLC編程的方式調整排油充氮保護系統中重瓦斯動作和釋壓閥動作的自保持時間長度，具體長短根據主變維修情況確定。

5結語

通過本文的分析可知，220kV主變排油充氮系統能夠實現對于主變設備的自動保護，當前220kV主變排油充氮系統主要存在拒動、誤動等運行故障，本文提出的改進措施能夠有效提升主變排油充氮系統的性能，更好的保護主變的運行。

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