國網特高壓換流站換流變瓦斯繼電器現(xiàn)場校驗方案
項目背景
瓦斯繼電器是換流變壓器的重要保護設備，近年來國內特高壓換流站也陸續(xù)出現(xiàn)多次換流變火災事故。通過將換流變輕瓦斯報警改跳閘，可提前切斷故障點，降低事故進一步擴大的可能性。但由于目前每臺瓦斯繼電器僅能提供1付輕瓦斯接點，改跳閘后存在換流變單一元件和單一回路導致直流閉鎖的風險。因此有必要開展換流變瓦斯繼電器改造，降低單一元件和單一回路導致直流閉鎖的風險，從而有效提高換流變的安全和穩(wěn)定性。
國家電網發(fā)布的國網直流技術監(jiān)督（2020）24號文《關于特高壓換流站換流變輕瓦斯三重化改造的技術監(jiān)督意見》，要求通過開展換流變輕瓦斯三重化改造，可降低換流變單一元件和單一回路導致直流閉鎖風險，從而提高國網特高壓直流系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。為滿足國網關于瓦斯繼電器校驗周期的 規(guī)定，并規(guī)范瓦斯繼電器的校驗方法，保證換流變壓器的可靠運行，上海尤田工業(yè)針對國網要求，為客戶提供瓦 斯繼電器現(xiàn)場校驗服務。
上海尤田工業(yè)設備有限公司是德國EMB公司長期合作伙伴，公司銷售并租賃EMB瓦斯繼電器專業(yè)校驗設備，并配有相關專業(yè)技術人員，對國網特高壓換流站變壓器瓦斯繼電器等儀器，提供現(xiàn)場校驗服務。
校驗方法
1、 現(xiàn)場校驗方案簡述
由于新舊EMB 瓦斯繼電器的安裝接口尺寸一致，且新瓦斯信號接點實行并聯(lián)后最終出線依然等效為3 付接點，所以新瓦斯在變壓器現(xiàn)場基本可以實現(xiàn)直接更換方式。
1.1 本體繼電器更換方案：
（1）拆除瓦斯繼電器內部二次接線。
（2）緩慢松開瓦斯繼電器固定螺栓，將管道內殘余變壓器油放盡，用油桶接好。
（3）拆除瓦斯繼電器兩端固定螺栓，將校驗合格的瓦斯繼電器回裝。
（4）緩慢打開與油枕連接的蝶閥，讓油充滿瓦斯繼電器，再打開與本體連接的閥門。
（5）打開瓦斯繼電器放氣閥，將氣體排盡。
（6）恢復瓦斯繼電器內接線。
1.2 開關繼電器更換方案：
（1）關閉開關繼電器與開關儲油柜之間閥門，在開關繼電器下面鋪設塑料布進行防護。
（2）拆除瓦斯繼電器內接線。
（3）緩慢松開瓦斯繼電器固定螺栓，拆除開關繼電器。
（4）將校驗合格的瓦斯繼電器回裝。
（5）按照二次接線圖，接開關繼電器的二次線。
（6）打開開關儲油柜與開關繼電器之間的閥門。
1.3 其他繼電器更換方案：
（1）拆除瓦斯繼電器內部二次接線。
（2）拆除瓦斯繼電器兩端固定螺栓，將校驗合格的瓦斯繼電器回裝。
（3）按照二次圖紙對繼電器內部進行接線。
在更換瓦斯繼電器前進行關閥門、放油等工作，在更換瓦斯后開展注油、靜放、試驗等工作。整個過程中，應密切觀察壓力表和油位，防止超壓或異常情況發(fā)生；同時處理過程中需認真檢查各閥門狀態(tài)，防止誤操作。
1.4 特殊情況處理方案
現(xiàn)場如果出現(xiàn)本體繼電器因漏油和無法拆除的情況，可考慮將儲油柜放油后再更換繼電器的方案。放油處理過程如下：
（1）關閉變壓器本體與冷卻器網側上、下部聯(lián)管的蝶閥及儲油柜與油箱連接的閥門，在變壓器網側高壓套管升高座與取樣閥之間安裝透明軟管，監(jiān)測變壓器身高坐內部油位。
（2）將濾油機的進油管路連接到換流變底部80球閥，出油管路連接到現(xiàn)場準備的15噸清潔油罐內，將換流變內部變壓器油放至箱蓋以下50mm位置，約需放出12噸油。
（3）放油時通過網升高座處的DN25閥門內本體內部充入高純氮氣，根據連接的本體油位計和透明軟管檢查確認本體油位情況。
換流變放油后，再開展瓦斯繼電器更換工作。之后抽真空注油、靜置72h后開展調試試驗。
校驗設備
YAT/MLR—Ⅳ系列氣體繼電器試驗檢測系統(tǒng)，是在綜合國內現(xiàn)有的氣體繼電器試驗檢測系統(tǒng)的基礎上，借鑒國外的先進技術。采用計算機控制技術，綜合用戶的實際需求和充分調研而推出的新一代氣體繼電器試驗檢測系統(tǒng)。本系統(tǒng)符合行業(yè)標準“DL/T 540—94《QJ—25/50/80型氣體繼電器檢驗規(guī)程》”之規(guī)定。在性能、可靠性、功能等方面都得以大大提高。
系統(tǒng)采用了獨立的三套檢測回路，可以直接檢測∮80系列、∮50系列、∮25系列國產和進口的各種型號氣體繼電器。解決了在∮80檢測回路間接檢測∮50系列氣體繼電器進行管徑系數校正時所產生的偏差（特別是進口的氣體繼電器，由于內部結構與國產的不同，用國產氣體繼電器標準確定的管徑校正系數間接檢測∮50系列進口氣體繼電器產生的偏差更大。）問題，檢測數值更加準確可靠。
1、主要特點：
（1） 在檢測系統(tǒng)油路中裝有穩(wěn)壓整流設備。降低油流脈動使油流更加穩(wěn)定，提高了檢測的穩(wěn)定度。
（2） 檢測系統(tǒng)油路中的直管段長度滿足了渦輪流量傳感器及氣體繼電器檢測的要求。管路口徑嚴格符合檢測系統(tǒng)要求，保證了檢測的精度。
（3）系統(tǒng)選擇大流量變壓器油泵，流速檢測范圍大，特別制作的夾緊裝置。適用于國外進口的大流速整定值氣體繼電器。
（4） 檢測系統(tǒng)有完全獨立的三套檢測回路（管路和閥門、流量計、夾緊裝置、流速調節(jié)閥等），可以直接檢測∮80系列、∮50系列、∮25系列國產和進口的各種型號氣體繼電器。
（5）檢測系統(tǒng)可以進行密封性能檢測、流速自動檢測、容積自動檢測、流速手動檢測、容積手動檢測。
（6） 渦輪流量傳感器流速的修正更加方便（設備出廠時修正系數為100%，即沒有進行流速修正），并且允許用戶直接更換新的渦輪流量傳感器。
（7） 檢測流速精度高，顯示位數為四位，∮80、∮25系列檢測周期約0.7秒，
∮50系列檢測周期約1.5秒。
（8） 采用19英寸液晶顯示器，人機界面良好，操作更加方便。
（9）目前所了解的國內、外氣體繼電器型號都已存儲在系統(tǒng)內，每一系列最多可以存儲16種型號。
（10）可以完整打印各種檢測內容的氣體繼電器檢測報告。
（11）系統(tǒng)掉電后，所有的設定參數不會丟失。
2、技術參數：
⑴ 工作電源：電壓 380V；相數 3Φ；頻率 50Hz；功率 10KW
⑵ 工作環(huán)境：10 — 40℃；相對濕度 < 85%；海拔高度 < 2000 m
⑶ 工作介質：變壓器油 E = 3.0±0.1 (20℃)
⑷ 壓力檢測范圍：0.00 ～ 0.40 MPa
⑸ 油溫檢測范圍：0 ～ 100℃
⑹ 流速測試范圍：
1、（基本誤差限±0.5%）： 2、（基本誤差限±1%）：
∮80系列—0.330～2.100m/s ∮80系列—0.221～2.100m/s
∮50系列—0.840～3.000m/s ∮50系列—0.566～3.000m/s
∮25系列—0.870～3.200m/s ∮25系列—0.566～3.200m/s
⑺ 容積測試范圍：000 ～ 999 ml
⑻ 流量計精確度：0.5級
⑼ 流速顯示位數：0.000 m / s 4 位
⑽ 流速重復示差：±0.01 m /s
⑾ 可檢測繼電器最大尺寸：
∮80系列—法蘭外徑（∮200）×徑向長度（200）
∮50系列—法蘭外徑（∮200）×徑向長度（200）
∮25系列—法蘭外徑（∮150）×徑向長度（200）
⑿ 夾具夾緊方式：
液壓夾緊。
⒀ 閥門開啟時間：
∮80 —— > 150秒
∮50 —— > 150秒
∮25 —— > 150秒
⒁ 打印紙券尺寸：57 × ∮33
⒂ 外型尺寸：2820×900×1750
⒃ 設備重量：1000㎏
3、工作原理
MLR—Ⅳ系列氣體繼電器試驗檢測系統(tǒng)原理圖如下。
氣體繼電器試驗檢測系統(tǒng)原理圖
在密封性能檢測時，將被測氣體繼電器固定在油路中，通過微機控制啟動油泵、關閉閥門。當檢測到流速值低于0.256 m /s 或閥門關閉到下限時，停止關閉閥門，開始啟動定時。定時時間到后，發(fā)出聲光報警，檢測完畢；在進行流速檢測時，通過微機控制啟動油泵、開啟閥門。微機檢測渦輪流量傳感器發(fā)出的脈沖頻率，經微機運算處理后實時顯示檢測流速值。當達到一定流速氣體繼電器流速觸點閉合時立即停止閥門開啟，此時的流速值即為檢測流速值；在進行容積檢測時，通過微機控制啟動油泵充油，充滿油后停泵，開啟氣體繼電器上的放氣閥，油面下降，當容積觸點閉合時，立即關閉氣體繼電器上的放氣閥，此時的容積值即為檢測容積值。
4、安裝調試
1. 按配電盤端子接線圖正確接入電源，確認接線正確無誤后，合上總斷路器QF及油泵電機保護用斷路器QF1，將轉換組合開關扳至“ ON ”位置。
2.啟動畫面結束后，選定工作模式為“流速手動檢測”或“容積手動檢測” 。選定產品型號為任一∮80系列產品型號。按“特別提示 ?”的要求進行相關檢查。
3. 啟動油泵運行，檢查油泵電機的旋轉方向是否正確。
? 4.啟動閥門開啟或閥門閉合，檢查∮80閥門的運動方向是否正確。
? 5.停止系統(tǒng)運行，選定產品型號為任一∮50系列產品型號。按“特別提示 ?”的要求進行相關檢查。
啟動閥門開啟或閥門閉合，檢查∮50閥門的運動方向是否正確。
7.停止系統(tǒng)運行，選定產品型號為任一∮25系列產品型號。按“特別提示 ?”的要求進行相關檢查。
8. 啟動閥門開啟或閥門閉合，檢查∮50閥門的運動方向是否正確。
