叶 恩
宝钢湛江钢铁有限公司厚板厂，广东 湛江，524000
摘 要：本文分析并论述了非电量保护系统在大型电力变压器应用中的重要性，介绍了湛江钢铁厚板厂35kV变压器非电量保护装置整定值设置失误引发系统故障的典型案例及其改进方案。
关键词：变压器；非电量保护；故障；改进
1 前言
电力变压器广泛使用于冶金企业电力系统中，作为电力能源供应的上游设备具有举足轻重的作用。宝钢湛江钢铁厚板4200mm轧机装备3台50MVA、35kV/10kV双绕组变压器，为厚板轧机和轧钢车间及公辅设施等提供电力能源。本文着重分析、论述了某次35kV电力变压器非电量保护误动作而导致大规模停电故障的原因及后续优化改进方案，可对相关电力设备中类似故障的处置及设备参数优化起到一定的借鉴和参考意义。
2 装备非电量保护系统的必要性
大型电力变压器设备结构复杂、制造周期长且造价昂贵，一旦发生故障从而导致本体损坏，由于起修复难度高、耗时长，除修复费用外还将导致生产线停产，造成严重的经济损失。因此，必须对大型电力变压器装备性能良好、动作可靠的保护装置。
为提升设备运行可靠性，保障设备运行安全，大型电力变压器大多设置有电量保护和非电量保护。其中电量保护包括电力变压器的差动保护、电流速断保护、零序电流保护等继电保护[1]，其主要是针对内部故障因匝间短路开始的，然而短路匝间电流虽很大，但是体现到线电流却不明显，只有故障升级恶化到多匝短路或对地短路时才能切断电源，显然其保护作用不够灵敏，需要额外装备非电量保护装置来更加有效的保护变压器。
变压器非电量保护装置一般包括气体继电器、油流继电器、压力释放阀、温度计、油位计等，可以实现变压器内部轻微故障或故障初期的保护或报警。相对电量保护而言，其保护类型范围更广、灵敏度更高，可以瞬间切除故障设备，避免本质损失。
3 非电量保护系统整定值设置失误引发系统故障的典型案例
由于增加了一系列检测装置，非电量保护装置本身所导致的故障率也会随之增加，同时绝大部分非电量保护装置的灵敏度也取决于整定值调节的优劣，整定值设定错误甚至可能导致非电量保护装置误动或拒动，从而给企业生产造成经济损失[2]。
3.1 案例经过
某日，宝钢湛江钢铁厚板厂4200mm轧机35kV供电系统突发1#、3#变压器同时跳电故障，故障指示灯显示1#变压器重瓦斯故障，3#变压器压力释放阀动作，其他变压器未发生故障。经调取综保装置内故障信息及波形图，发现发生故障的两台变压器在同一时刻，分别出现变压器本体故障信号2.5毫秒，引起开关动作导致系统跳电。
3.2 故障原因排查及分析
经专业人员对两台变压器本体及开关柜进行继绝保试验、油化验试验等一些列检查后，均未发现任何异常，遂将故障点范围缩小至两台变压器同时具有关联的直流母线及其保护装置之中，35kV变压器及直流母线系统示意图见图3所示。推测可能有施加于直流母线上的干扰，进而作用于各变压器，被综保装置检测的信号异常从而引发故障跳电。经查，故障当日曾安排实施过35kV开关柜试验项目，可能会对直流母线产生一定的干扰，根据综保装置内故障信息及波形图判断，干扰信号持续时间为2.5ms。
然而，为了防止检测装置误信号或其他设备施加的干扰信号对保护装置产生不良影响，相关设计规范中要求保护装置的直流回路开入量应设置必要的延时防抖回路[3]，以防止由于开入量的短暂干扰造成保护装置误动出口。
通过调取综保装置中设置的防抖延时时间参数，发现其设置为系统默认的2ms，而故障当时施加于35kV变压器直流母线的干扰信号持续时间为2.5ms，超过其防抖过滤能力，因此造成1#、3#变压器非电量保护装置动作而致使对应变压器跳电并报故障，而其他变压器非电量保护装置由于检测装置老化、灵敏度不够的原因，在干扰信号消失前并未检测到，因此未导致跳电故障发生。
3.3 后续优化方案及具体举措
综保装置中之所以设置了防抖延时，目的是为了过滤诸如继电触点动作、外部干扰、瞬间突变等不会危及系统正常运行的短时抖动信号，防止保护系统由于过于“敏感”而产生误动作。其延时参数的设置没有固定标准，一般均是依据所保护设备的运行特性及保护等级的需要，由调试工程师凭借相关经验进行设置并根据实际运行状态持续优化。
本案例中，已知可能发生的外部干扰信号时长已超过2ms，导致保护装置造成不期望的跳电保护，这就需要对防抖延时参数进行优化。根据相关技术人员的经验，针对类似的区域和设备，反抖时间一般均设置在10-20ms之间。同时查阅广东电网电力调度控制中心《关于发布2017年度自动化运行反措方案的通知》，其中第八条对测控装置防抖时间反措要求进行了规定：“测控装置遥信防抖时间设置必须满足保护装置合闸不成功跳闸的全过程，要求设置为不高于10ms”。综合两方面的因素考虑，最终将各35kV变压器综保装置的防抖延时参数设置为10ms。
3.4 优化后的运行效果
对综保装置防抖延时参数优化调整后，至今非电量保护装置运行良好，信号防抖延时功能运行正常，未出现由于继电触点动作、外部干扰、瞬间突变等引发变压器跳电的故障发生。
4 结语
大型电力变压器由于其重要性而设置有多种形式的保护装置，如何更好的研究、优化保护装置参数设置，避免增加新的“故障点”也非常重要。参数设置的优化一方面要结合设备应用场景实际情况，另一方面也要结合电力行业相关规程和反事故措施要求，从而实现事半功倍的妙用。
参考文献
[1]童林, 郑培亮. 非电量继电保护装置常见问题和处理[J]. 安徽科技, 2009(11): 54.
[2]戴国有. 大型变压器非电量保护运行的探讨[J]. 广西电业, 2003(5): 72-73.
[3]国家电网公司运维检修部编． 国家电网公司十八项电网重大反事故措施（修订版）及编制说明[M]. 北京: 中国电力出版社, 2012.
作者简介：叶恩（1992.12-），女，助理工程师，大学本科，研究方向：高压供配电