一起截流阀误动作引起的主变本体轻瓦斯动作异常分析
国网山东省电力公司聊城供电公司的研究人员段秀凯、王鲲鹏、郭晓龙、宋守祥，在2019年第12期《电气技术》杂志上撰文，对主变本体轻瓦斯动作之后的检查分析过程进行了详细地阐述，最终确定此起事故是由充氮灭火装置截流阀误动作引起的。随后对误动作原因进行了分析，提出了相应的解决办法和一些建议，以期为充氮灭火装置在电力系统中安全、稳定运行提供依据。
充氮灭火装置是用于大型油浸式变压器的一种消防装置。当变压器发生火灾时，能够立即起动，阻止火灾扩大及蔓延。充氮灭火装置中的截流阀被安装在变压器储油柜连管中，当变压器内部出现故障导致变压器油外泄时，截流阀会自动关闭阀板，切断储油柜与变压器之间的油路，防止储油柜泄油助燃。
本文针对一起由截流阀误动作引起主变轻瓦斯动作异常的案例进行分析，并提出了运行过程中的一些建议和解决办法，防止此类事故再次发生。
1 事故前运行方式
某220kV变电站#1主变、#2主变并列运行，#1主变220kV侧中性点、110kV侧中性点直接接地运行；#2主变220kV侧中性点经间隙接地、110kV侧中性点直接接地运行。#1主变充氮灭火装置被停用，#2主变充氮灭火装置也被停用。
2 事故过程
2018年3月15日，运行人员告知某站#1主变轻瓦斯报警，且无法复归，由于瓦斯继电器安装位置较高，所以现场无法准确判断内部是否有气体。随后，检修人员赶到现场，经现场检查测控装置后发现轻瓦斯报警灯亮。瓦斯继电器为双浮球结构，从上部观察窗内部看不到油位，而下部观察窗为满油位，故判断现场瓦斯信号为正确信号。
检修人员对该主变取气样、油样进行分析，但是在取油样过程中，变压器无法放出，反而吸入空气。检修人员立即关闭阀门，判断内部为负压状态。瓦斯继电器和截流阀情况如图1所示。
由于该主变于2017年10月返厂大修，2018年2月2日安装完毕送电；2018年3月8日中压侧零序套管渗漏油停电处理。检修人员初步怀疑检修过程中是否有阀门尚未打开，为排除该可能性，利用望远镜及视屏对视功能检查所有阀门，发现其均处于开起状态。
图1 瓦斯继电器和截流阀情况
2018年3月16日，变压器设备厂家人员到达现场，并会同检修人员共同勘察现场，初步怀疑问题有3处：①油枕内部导轨卡死，导致油枕无法正常呼吸；②截流阀误动作，导致截流阀关闭，使主变本体与油箱隔离；③油位表故障，虚假油位，实际油位偏低，导致波纹管无法继续收缩，从而形成负压。
但无论哪种故障均需要停电处理。油位计和油枕情况如图2所示。
图2 油位计和油枕情况
当日下午停电后，检修人员登上变压器检查判断故障为第②种情况，即截流阀误动作，截流阀位置在“运行”位置（截流阀有3种位置：“运行”、“停止”和“开起”），但截流阀关闭。
检修人员在通过开闭截流阀开关进行试操作后发现挡板动作力度非常小，怀疑其内部弹簧调节不合适，立即要求该设备提供商更换新截流阀，当日20时新截流阀被送至现场，进行更换并检查所有连接，保证均密封良好。
当日抽取变压器油样，其色谱试验数据见表1。
表1 变压器油色谱试验数据 （单位:μL/L）
根据相关规程，220kV电压等级变压器，其绝缘油中乙炔（C2H2）、氢气（H2）、总烃注意值分别为：乙炔≤5μL/L，氢气≤150μL/L，总烃≤150μL/L。由表1可知，该变压器油中乙炔、氢气、总烃的含量均正常，排除了由变压器内部故障引起的瓦斯动作。于2018年3月16日21:40送电，送电后所有信号均正常。
3 故障原因分析
3.1 截流阀动作原理
#1主变截流阀型号为GBF2-80，被安装在变压器储油柜连管中，当变压器内部故障导致变压器油外泄时，截流阀会自动关闭阀板，切断储油柜与变压器之间的油路，防止储油柜泄油助燃。
截流阀的使用注意事项：
①截流阀只有在排油注氮灭火装置起动和变压器损坏泄油时才允许被关闭，在运行状态和非运行状态其阀板必须均处于开起位置；
②截流阀正确的运行状态应是，阀板在开起位置，手柄在运行位置；
③截流阀有下列情况之一时不允许变压器投入运行：a.阀板在开起位置，手柄在开起位置；b.手柄在运行位置，阀板在关闭位置；c.手柄在关闭位置，阀柄也在关闭位置；d.信号未接通，无法显示截流阀状态。
操作顺序（投运步骤）：①先把手柄打到“开起”位置；②再把手柄打到“运行”位置；③观察阀板已处于开起位置，再拧紧固定螺钉。
3.2 轻瓦斯动作原因分析
初步分析导致截流阀动作的主要原因有两个：
①天气骤降导致变压器内部油冷却，油枕内部大量油补入变压器本体，是导致截流阀动作的诱因；
②截流阀整定值不正确或者截流阀内部复位弹簧存在缺陷，导致在较小油流下动作关闭。
检修人员将拆下来的截流阀与新截流阀动作力量进行了对比分析，发现原截流阀开起力度较小，从而验证了以上分析是正确的。
结合之前2018年3月8日该主变被停电排除过套管渗漏油故障，处理完成后主变本体有可能还存在残留气体，导致后期运行过程中气体随着油流涌动，最终积存于瓦斯继电器中，造成轻瓦斯信号报警。
此起事故的主要原因是充氮灭火装置退运不彻底，目前充氮灭火装置本身已经退出运行，但是截流阀仍在运行状态，且异常信号无法上报。在对主变解体检修后未进行彻底放气，使变压器本体仍有气体残留。通过本次异常处理，建议如下：
1）在对变压器解体检修后，应进行全面彻底放气，防止运行过程中残留气体随着油流积攒到瓦斯继电器内造成瓦斯动作。
2）在充氮灭火装置退运后，截流阀也应退出运行，打到常开位置，全面隔离，完整退运，以防止运行过程中截流阀误动作，截断油枕与主变本体油路，使主变无法正常“呼吸”。
3）对截流阀位置进行监视，防止其投运过程中误动作。
4）全面排查全设备保护元器件的受控状态，排查是否存在未受监控的元器件，并进行针对性整改。