淺析油浸式電力變壓器瓦斯保護(hù)

【摘要】在實(shí)踐的基礎(chǔ)上，針對(duì)目前地方電網(wǎng)仍然廣泛使用的油浸式電力變壓器的瓦斯保護(hù)動(dòng)作，從其動(dòng)作原因、處理、反事故措施等方面，從工程應(yīng)用上進(jìn)行了透切的探析。

【關(guān)鍵詞】瓦斯保護(hù) 動(dòng)作 防范

一、瓦斯保護(hù)動(dòng)作原理

上述因氣體而動(dòng)作的保護(hù)裝置統(tǒng)稱為瓦斯保護(hù)。瓦斯保護(hù)的主要元件是瓦斯繼電器，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(lái)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(gè)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(shí)，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(kāi)；檔板則由于本身重量而下垂，其水銀接點(diǎn)也是斷開(kāi)的。

二、保護(hù)性能及范圍分析

瓦斯保護(hù)是變壓器的主保護(hù)，其保護(hù)范圍是變壓器內(nèi)部，如變壓器內(nèi)部的多相短路；匝間短路，匝間與鐵心或與外殼短路；鐵心故障（發(fā)熱燒損）；油面下降或漏油；分接開(kāi)關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良等。瓦斯保護(hù)的優(yōu)點(diǎn)是：不僅能反映變壓器油箱內(nèi)部的各種故障，而且還能反映差動(dòng)保護(hù)所不能反映的輕微的匝間短路和鐵心故障。此外，當(dāng)變壓器內(nèi)部進(jìn)入空氣時(shí)也有所反映。因此，瓦斯保護(hù)是靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、動(dòng)作迅速的一種保護(hù)。瓦斯保護(hù)的缺點(diǎn)是：不能反映變壓器外部故障（套管和引出線）；抵抗外界干擾的性能較差，如劇烈的震動(dòng)甚至地震就容易引起誤動(dòng)作；另外，在安裝瓦斯繼電器時(shí)若未能很好地解決防油或防水問(wèn)題，還有可能因漏油腐蝕電纜絕緣或因繼電器進(jìn)水而造成保護(hù)誤動(dòng)。

三、瓦斯保護(hù)動(dòng)作處理

（一）瓦斯保護(hù)動(dòng)作的原因

1、輕瓦斯。變壓器的輕瓦斯動(dòng)作于信號(hào)，表示變壓器運(yùn)行異常，在結(jié)構(gòu)上是指因各種原因造成繼電器內(nèi)上開(kāi)口杯的信號(hào)回路接點(diǎn)閉合所致。接點(diǎn)閉合的原因一般有以下幾方面：

（1）空氣進(jìn)入變壓器逐漸聚集在繼電器上部，迫使繼電器內(nèi)油面下降，使干簧觸點(diǎn)閉合，發(fā)出輕瓦斯信號(hào)。

（2）環(huán)境溫度驟然下降，變壓器油很快冷縮造成油位降低，或者變壓器本體嚴(yán)重漏油引起變壓器內(nèi)油位降低，即所謂油流引起瓦斯繼電器信號(hào)動(dòng)作。

（3）瓦斯繼電器二次信號(hào)回路故障，包括信號(hào)電纜絕緣損壞短路、端子排接點(diǎn)短路，個(gè)別在信號(hào)回路中所接信號(hào)等引起干簧觸點(diǎn)閉合，造成瓦斯信號(hào)動(dòng)作。

（4）變壓器內(nèi)部存在放電或過(guò)熱故障，引起固體絕緣材料及變壓器油分解，產(chǎn)生氫氣、一氧化碳、二氧化碳、低分子烴類氣體，這些氣體隨油的對(duì)流循環(huán)逐漸變成氣泡并上升聚集在瓦斯繼電器上部，迫使繼電器內(nèi)油面降低，引起瓦斯信號(hào)動(dòng)作。

2、重瓦斯。變壓器的重瓦斯保護(hù)動(dòng)作掉閘的原因是變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障，回路有故障，近區(qū)穿越性短路故障。

（二）瓦斯保護(hù)動(dòng)作的處理

1、輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作

（1）處理原則。輕瓦斯動(dòng)作：停止音響信號(hào)，檢查變壓器的溫度、音響、油面及電壓、電流指示情況，未發(fā)現(xiàn)異常，收集繼電器頂部氣體進(jìn)行故障判別。如果收集的氣體為空氣，值班人員應(yīng)將繼電器內(nèi)的氣體排出，變壓器可繼續(xù)運(yùn)行；如果為可燃?xì)怏w，且動(dòng)作頻繁，則應(yīng)先匯報(bào)，按命令處理；如果無(wú)氣體，變壓器也無(wú)異常，則可能是二次回路故障，值班人員應(yīng)將重瓦斯由掉閘改投信號(hào)，并將情況報(bào)告有關(guān)負(fù)責(zé)人，待命處理。

（2）氣體鑒別。氣體鑒別前先要進(jìn)行氣體收集，其方法一般是將專用玻璃瓶倒置，使瓶口靠近瓦斯繼電器的放氣閥來(lái)收集氣體，也可用100 ml注射器進(jìn)行收集。對(duì)瓦斯氣體的判別方法有點(diǎn)燃實(shí)驗(yàn)與色譜分析兩種。若繼電器內(nèi)的氣體是空氣，則應(yīng)依次判斷空氣進(jìn)入的方式。若繼電器內(nèi)的氣體不是空氣，則應(yīng)作進(jìn)一步分析。如果做點(diǎn)燃試驗(yàn)，收集到的氣體為黃色，且不易點(diǎn)燃，說(shuō)明變壓器的木質(zhì)部分出現(xiàn)了故障；收集的氣體為淡黃色并帶強(qiáng)烈臭味，又可燃燒，則表明是紙質(zhì)部分故障；如果氣體為灰色或黑色易燃?xì)怏w，則為絕緣油故障。做色譜分析，則應(yīng)將色譜分析的成分進(jìn)行比對(duì)后做出故障判斷。

2、重瓦斯保護(hù)動(dòng)作。重瓦斯處理的原則是對(duì)變壓器上層油溫、外部特征、防爆噴油和各側(cè)開(kāi)關(guān)掉閘情況、停電范圍等進(jìn)行檢查，如有備用變壓器，應(yīng)立即投入，并報(bào)告有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，然后收集氣體進(jìn)行故障判別。如果通過(guò)氣體鑒別是內(nèi)部故障，則不得試送電，應(yīng)按規(guī)定拉開(kāi)各側(cè)開(kāi)關(guān)，并采取安全措施后等待搶修；如果氣體不可燃，而且表計(jì)無(wú)擺動(dòng)，則可考慮試送電；如果瓦斯繼電器內(nèi)無(wú)氣體，外部也無(wú)異常，則可能是瓦斯繼電器二次回路存在故障。但在未證實(shí)變壓器良好以前，不得試送電。

四、瓦斯保護(hù)的反事故措施

長(zhǎng)期以來(lái)，瓦斯保護(hù)正確動(dòng)作率低于變壓器其他保護(hù)裝置的平均水平，為提高瓦斯保護(hù)的安全可靠性，除改進(jìn)瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)以外，還需要執(zhí)行以下安全技術(shù)措施：變壓器安裝應(yīng)有1%～1.5%的坡度，通往繼電器的油管應(yīng)有２%～４%的坡度，油枕處較高，使氣體易流入瓦斯繼電器；瓦斯繼電器的引出線應(yīng)采用防油線或塑料線，電纜和引出線應(yīng)分別連接在接線盒內(nèi)端子排的兩側(cè)，引出線從端子排下方接入電纜，并從端子排上方引出，這樣接線可以避免由于油的毛細(xì)管現(xiàn)象引起對(duì)電纜的腐蝕；引線排列要使重瓦斯接點(diǎn)和直流電源正極隔開(kāi)，中間端子盒不要安置在油管和油枕下面，以防油管和油枕漏油滲入端子盒；瓦斯繼電器的端蓋部分和電纜引出線的小端子箱應(yīng)有密封措施，以防止雨水浸入造成瓦斯繼電器接點(diǎn)引出線短路誤動(dòng)；瓦斯繼電器的出口中間繼電器應(yīng)帶自保持線圈，以防止變壓器內(nèi)部嚴(yán)重故障時(shí)油速不穩(wěn)定，造成接點(diǎn)時(shí)通時(shí)斷而不能可靠跳閘；變壓器的呼吸器必須保持通暢，變壓器投入前，必須檢查吸濕器下部的透氣孔是否開(kāi)啟，運(yùn)行中也應(yīng)檢查吸濕器的透氣情況，以防止變壓器油溫變化時(shí)，因透氣孔閉塞造成呼吸器或油枕真空或壓力升高，使瓦斯繼電器誤動(dòng)作；瓦斯繼電器和儲(chǔ)油柜間的連接閥門(mén)運(yùn)行時(shí)應(yīng)打開(kāi)，為防止檢修后遺忘開(kāi)啟，造成瓦斯誤動(dòng)作，閥門(mén)應(yīng)加鉛封； 變壓器運(yùn)行時(shí)，重瓦斯應(yīng)接入跳閘，輕瓦斯投入信號(hào)。備用變壓器的瓦斯應(yīng)投入信號(hào)，以便監(jiān)視油面；變壓器在運(yùn)行中進(jìn)行濾油、加油、換硅膠或在散熱器、潛油泵檢修后投入前，應(yīng)先將重瓦斯接信號(hào)，待空氣排盡后，方可將重瓦斯投入跳閘位置。

參考文獻(xiàn)：

[1]李火元，電力系統(tǒng)繼電及自動(dòng)裝置，中國(guó)電力出版社，2006

[2]孫秋野，李海濤，電力系統(tǒng)分析，人民郵電出版社，2012

作者簡(jiǎn)介：胡昌明（1971- ），男，重慶墊江人，電工實(shí)驗(yàn)師，主要從事電工技術(shù)方面教學(xué)研究。