淺談變壓器瓦斯保護(hù)

王　瀟　王杉杉　呂　凡

摘 要：文中詳細(xì)闡述了油浸式電力變壓器瓦斯保護(hù)裝置的基本工作原理、保護(hù)范圍、試驗(yàn)項目和瓦斯保護(hù)裝置信號動作的原因、事故分析診斷的基本原則與處理方法及反事故措施。

關(guān)鍵詞：油浸式電力變壓器 瓦斯保護(hù) 處理方法 反事故措施

1.前言

目前，我公司使用的電力變壓器大多數(shù)仍然是油浸式變壓器，結(jié)合本專業(yè)工作，對變壓器的瓦斯保護(hù)作詳細(xì)介紹。

2.工作原理

瓦斯保護(hù)是變壓器內(nèi)部故障的主要保護(hù)元件，對變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內(nèi)部故障、繞組內(nèi)部斷線及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動作。當(dāng)油浸式變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障時，由于電弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體，其強(qiáng)烈程度隨故障的嚴(yán)重程度不同而不同。瓦斯保護(hù)就是利用反應(yīng)氣體狀態(tài)的瓦斯繼電器（又稱氣體繼電器）來保護(hù)變壓器內(nèi)部故障的。

在瓦斯保護(hù)繼電器內(nèi)，上部是一個密封的浮筒，下部是一塊金屬檔板,兩者都裝有密封的水銀接點(diǎn)。浮筒和檔板可以圍繞各自的軸旋轉(zhuǎn)。在正常運(yùn)行時，繼電器內(nèi)充滿油，浮筒浸在油內(nèi)，處于上浮位置，水銀接點(diǎn)斷開；檔板則由于本身重量而下垂，其水銀接點(diǎn)也是斷開的。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障時，氣體產(chǎn)生的速度較緩慢，氣體上升至儲油柜途中首先積存于瓦斯繼電器的上部空間，使油面下降，浮筒隨之下降而使水銀接點(diǎn)閉合，接通延時信號，這就是所謂的“輕瓦斯”；當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障時，則產(chǎn)生強(qiáng)烈的瓦斯氣體，油箱內(nèi)壓力瞬時突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊檔板，檔板克服彈簧的阻力，帶動磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移動，使水銀觸點(diǎn)閉合，接通跳閘回路，使斷路器跳閘，這就是所謂的“重瓦斯”。重瓦斯動作，立即切斷與變壓器連接的所有電源，從而避免事故擴(kuò)大，起到保護(hù)變壓器的作用。

瓦斯繼電器有浮筒式、檔板式、開口杯式等不同型號。目前大多采用QJ-80型繼電器，其信號回路接上開口杯，跳閘回路接下檔板。所謂瓦斯保護(hù)信號動作，即指因各種原因造成繼電器內(nèi)上開口杯的信號回路接點(diǎn)閉合，光字牌燈亮。

3.保護(hù)范圍

瓦斯保護(hù)是變壓器的主要保護(hù)，它可以反映油箱內(nèi)的一切故障。包括：油箱內(nèi)的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良等。瓦斯保護(hù)動作迅速、靈敏可靠而且結(jié)構(gòu)簡單。但是它不能反映油箱外部電路（如引出線上）的故障，所以不能作為保護(hù)變壓器內(nèi)部故障的唯一保護(hù)裝置。另外，瓦斯保護(hù)也易在一些外界因素（如地震）的干擾下誤動作，對此必須采取相應(yīng)的措施。

4.試驗(yàn)項目

氣體繼電器在安裝使用前應(yīng)作如下一些檢驗(yàn)項目和試驗(yàn)項目：

4.1一般性檢驗(yàn)項目：

玻璃窗、放氣閥、控針處和引出線端子等完整不滲油，浮筒、開口杯、玻璃窗等完整無裂紋。

4.2試驗(yàn)項目

4.2.1密封試驗(yàn)：整體加油壓（壓力為20mPa，持續(xù)時間為1h）試漏，應(yīng)無滲透漏。

4.2.2端子絕緣強(qiáng)度試驗(yàn)：出線端子及出線端子間耐受工頻電壓2000v，持續(xù)1min，也可用2500v兆歐表搖測絕緣電阻，搖測1min代替工頻耐壓，絕緣電阻應(yīng)在300mΩ以上。

4.2.3輕瓦斯動作容積試驗(yàn)：當(dāng)殼內(nèi)聚積250∽300cm3空氣時，輕瓦斯應(yīng)可靠動作。

4.2.4重瓦斯動作流速試驗(yàn)。

5.瓦斯保護(hù)信號動作的主要原因

5.1輕瓦斯動作的原因：

5.1.1因?yàn)V油、加油或冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密以至空氣進(jìn)入變壓器。

5.1.2因溫度下降或漏油致使油面低于氣體繼電器輕瓦斯浮筒以下

5.1.3變壓器故障產(chǎn)生少量氣體

5.1.4變壓器發(fā)生穿越性短路故障。在穿越性故障電流作用下，油隙間的油流速度加快，當(dāng)油隙內(nèi)和繞組外側(cè)產(chǎn)生的壓力差變化大時，氣體繼電器就可能誤動作。穿越性故障電流使繞組動作發(fā)熱，當(dāng)故障電流倍數(shù)很大時，繞組溫度上升很快，使油的體積膨脹，造成氣體繼電器誤動作。

5.1.5氣體繼電器或二次回路故障。

以上所述因素均可能引起瓦斯保護(hù)信號動作。

6.瓦斯保護(hù)裝置動作的處理

變壓器瓦斯保護(hù)裝置動作后，應(yīng)馬上對其進(jìn)行認(rèn)真檢查、仔細(xì)分析、正確判斷，立即采取處理措施。

6.1瓦斯保護(hù)信號動作時，立即對變壓器進(jìn)行檢查，查明動作原因，是否因積聚空氣、油面降低、二次回路故障或變壓器內(nèi)部故障造成的。如氣體繼電器內(nèi)有氣休，則應(yīng)記錄氣體量，觀察氣體的顏色及試驗(yàn)上否可燃，并取氣樣及油樣做色譜分析，可根據(jù)的關(guān)規(guī)程和導(dǎo)則判斷變壓器的故障性質(zhì)。色譜分析是指對對收集到的氣體用色譜儀對其所含的氫氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等氣體進(jìn)行定性和定量分析，根據(jù)所含組分名稱和含量準(zhǔn)確判斷邦聯(lián)性質(zhì)，發(fā)展趨勢、和嚴(yán)重程度。

若氣體繼電器內(nèi)的氣體無色、無臭且不可燃，色譜分析判斷為空氣，則變壓器可繼續(xù)運(yùn)行，并及時消除進(jìn)氣缺陷。

若氣體繼電器內(nèi)的氣體可燃且油中溶解氣體色譜分析結(jié)果異常，則應(yīng)綜合判斷確定變壓器是否停運(yùn)。

6.2瓦斯繼電器動作跳閘時，在查明原因消除故障前不得將變壓器投入運(yùn)行。為查明原因應(yīng)重點(diǎn)考慮以下因素，作出綜合判斷。

a.是否呼吸不暢或排氣未盡；

b.保護(hù)及直流等二次回路是否正常；

c.變壓器外觀有無明顯反映故障性質(zhì)的異?，F(xiàn)象；

d.氣體繼電器中積聚的氣體是否可燃；

e.氣體繼電器中的氣體和油中溶解的氣體的色譜分析結(jié)果；

f.必要的電氣試驗(yàn)結(jié)果；

g.變壓器其它繼電保護(hù)裝置的動作情況。

7.瓦斯保護(hù)的反事故措施

瓦斯保護(hù)動作，輕者發(fā)出保護(hù)動作信號，提醒維修人員馬上對變壓器進(jìn)行處理；重者跳開變壓器開關(guān)，導(dǎo)致變壓器馬上停止運(yùn)行，不能保證供電的可靠性，對此提出了瓦斯保護(hù)的反事故措施：

7.1將瓦斯繼電器的下浮筒改為檔板式，觸點(diǎn)改為立式，以提高重瓦斯動作的可靠性。

7.2為防止瓦斯繼電器因漏水而短路，應(yīng)在其端子和電纜引線端子箱上采取防雨措施。

7.3瓦斯繼電器引出線應(yīng)采用防油線。

7.4瓦斯繼電器的引出線和電纜應(yīng)分別連接在電纜引線端子箱內(nèi)的端子上。

8.結(jié)論

變壓器瓦斯信號動作后，運(yùn)行人員必須對變壓器進(jìn)行檢查，查明動作的原因，并立即向上級調(diào)度和主管領(lǐng)導(dǎo)匯報，上級主管領(lǐng)導(dǎo)應(yīng)立即派人去現(xiàn)場提取繼電器氣樣、油樣和本體油樣，分別作色譜分析。根據(jù)有關(guān)導(dǎo)則及現(xiàn)場分析結(jié)論采取相應(yīng)的對策，避免事故的發(fā)生，以保證變壓器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

1.尹克寧《電力工程師》水利電力出版社

2.霍小衛(wèi)《最新電力工程標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)用全書》中國廣播電視出版社