- 頭條一起截流閥誤動作引起的主變本體輕瓦斯動作異常分析2021-01-20 作者：段秀凱 王鯤鵬 等 | 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語國網山東省電力公司聊城供電公司的研究人員段秀凱、王鯤鵬、郭曉龍、宋守祥，在2019年第12期《電氣技術》雜志上撰文，對主變本體輕瓦斯動作之后的檢查分析過程進行了詳細地闡述，最終確定此起事故是由充氮滅火裝置截流閥誤動作引起的。隨后對誤動作原因進行了分析，提出了相應的解決辦法和一些建議，以期為充氮滅火裝置在電力系統中安全、穩定運行提供依據。
充氮滅火裝置是用于大型油浸式變壓器的一種消防裝置。當變壓器發生火災時，能夠立即起動，阻止火災擴大及蔓延。充氮滅火裝置中的截流閥被安裝在變壓器儲油柜連管中，當變壓器內部出現故障導致變壓器油外泄時，截流閥會自動關閉閥板，切斷儲油柜與變壓器之間的油路，防止儲油柜泄油助燃。
本文針對一起由截流閥誤動作引起主變輕瓦斯動作異常的案例進行分析，并提出了運行過程中的一些建議和解決辦法，防止此類事故再次發生。
1 事故前運行方式
某220kV變電站#1主變、#2主變并列運行，#1主變220kV側中性點、110kV側中性點直接接地運行；#2主變220kV側中性點經間隙接地、110kV側中性點直接接地運行。#1主變充氮滅火裝置被停用，#2主變充氮滅火裝置也被停用。
2 事故過程
2018年3月15日，運行人員告知某站#1主變輕瓦斯報警，且無法復歸，由于瓦斯繼電器安裝位置較高，所以現場無法準確判斷內部是否有氣體。隨后，檢修人員趕到現場，經現場檢查測控裝置后發現輕瓦斯報警燈亮。瓦斯繼電器為雙浮球結構，從上部觀察窗內部看不到油位，而下部觀察窗為滿油位，故判斷現場瓦斯信號為正確信號。
檢修人員對該主變取氣樣、油樣進行分析，但是在取油樣過程中，變壓器無法放出，反而吸入空氣。檢修人員立即關閉閥門，判斷內部為負壓狀態。瓦斯繼電器和截流閥情況如圖1所示。
由于該主變于2017年10月返廠大修，2018年2月2日安裝完畢送電；2018年3月8日中壓側零序套管滲漏油停電處理。檢修人員初步懷疑檢修過程中是否有閥門尚未打開，為排除該可能性，利用望遠鏡及視屏對視功能檢查所有閥門，發現其均處于開起狀態。
圖1 瓦斯繼電器和截流閥情況
2018年3月16日，變壓器設備廠家人員到達現場，并會同檢修人員共同勘察現場，初步懷疑問題有3處：①油枕內部導軌卡死，導致油枕無法正常呼吸；②截流閥誤動作，導致截流閥關閉，使主變本體與油箱隔離；③油位表故障，虛假油位，實際油位偏低，導致波紋管無法繼續收縮，從而形成負壓。
但無論哪種故障均需要停電處理。油位計和油枕情況如圖2所示。
圖2 油位計和油枕情況
當日下午停電后，檢修人員登上變壓器檢查判斷故障為第②種情況，即截流閥誤動作，截流閥位置在“運行”位置（截流閥有3種位置：“運行”、“停止”和“開起”），但截流閥關閉。
檢修人員在通過開閉截流閥開關進行試操作后發現擋板動作力度非常小，懷疑其內部彈簧調節不合適，立即要求該設備提供商更換新截流閥，當日20時新截流閥被送至現場，進行更換并檢查所有連接，保證均密封良好。
當日抽取變壓器油樣，其色譜試驗數據見表1。
表1 變壓器油色譜試驗數據 （單位:μL/L）
根據相關規程，220kV電壓等級變壓器，其絕緣油中乙炔（C2H2）、氫氣（H2）、總烴注意值分別為：乙炔≤5μL/L，氫氣≤150μL/L，總烴≤150μL/L。由表1可知，該變壓器油中乙炔、氫氣、總烴的含量均正常，排除了由變壓器內部故障引起的瓦斯動作。于2018年3月16日21:40送電，送電后所有信號均正常。
3 故障原因分析
3.1 截流閥動作原理
#1主變截流閥型號為GBF2-80，被安裝在變壓器儲油柜連管中，當變壓器內部故障導致變壓器油外泄時，截流閥會自動關閉閥板，切斷儲油柜與變壓器之間的油路，防止儲油柜泄油助燃。
截流閥的使用注意事項：
- ①截流閥只有在排油注氮滅火裝置起動和變壓器損壞泄油時才允許被關閉，在運行狀態和非運行狀態其閥板必須均處于開起位置；
- ②截流閥正確的運行狀態應是，閥板在開起位置，手柄在運行位置；
- ③截流閥有下列情況之一時不允許變壓器投入運行：a.閥板在開起位置，手柄在開起位置；b.手柄在運行位置，閥板在關閉位置；c.手柄在關閉位置，閥柄也在關閉位置；d.信號未接通，無法顯示截流閥狀態。
操作順序（投運步驟）：①先把手柄打到“開起”位置；②再把手柄打到“運行”位置；③觀察閥板已處于開起位置，再擰緊固定螺釘。
3.2 輕瓦斯動作原因分析
初步分析導致截流閥動作的主要原因有兩個：
- ①天氣驟降導致變壓器內部油冷卻，油枕內部大量油補入變壓器本體，是導致截流閥動作的誘因；
- ②截流閥整定值不正確或者截流閥內部復位彈簧存在缺陷，導致在較小油流下動作關閉。
檢修人員將拆下來的截流閥與新截流閥動作力量進行了對比分析，發現原截流閥開起力度較小，從而驗證了以上分析是正確的。
結合之前2018年3月8日該主變被停電排除過套管滲漏油故障，處理完成后主變本體有可能還存在殘留氣體，導致后期運行過程中氣體隨著油流涌動，最終積存于瓦斯繼電器中，造成輕瓦斯信號報警。
結論
此起事故的主要原因是充氮滅火裝置退運不徹底，目前充氮滅火裝置本身已經退出運行，但是截流閥仍在運行狀態，且異常信號無法上報。在對主變解體檢修后未進行徹底放氣，使變壓器本體仍有氣體殘留。通過本次異常處理，建議如下：
- 1）在對變壓器解體檢修后，應進行全面徹底放氣，防止運行過程中殘留氣體隨著油流積攢到瓦斯繼電器內造成瓦斯動作。
- 2）在充氮滅火裝置退運后，截流閥也應退出運行，打到常開位置，全面隔離，完整退運，以防止運行過程中截流閥誤動作，截斷油枕與主變本體油路，使主變無法正?！昂粑?。
- 3）對截流閥位置進行監視，防止其投運過程中誤動作。
- 4）全面排查全設備保護元器件的受控狀態，排查是否存在未受監控的元器件，并進行針對性整改。
