地鐵主變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作分析

李玉寶

摘要：地鐵主變壓器瓦斯繼電器保護(hù)作為油浸式變壓器本體的一種重要的保護(hù)裝置，是變壓器內(nèi)部故障的主要保護(hù)元件，在變壓器內(nèi)部局部過(guò)熱、溫度升高等熱故障，變壓內(nèi)部在高電場(chǎng)強(qiáng)度的作用下造成絕緣性能下降或劣化引發(fā)的局部放電、火花放電和高能放電等電故障情況下能夠靈敏、迅速動(dòng)作，有效地保護(hù)變壓器設(shè)備。對(duì)電力變壓器的瓦斯繼電器保護(hù)裝置動(dòng)作的分析和處理，找出動(dòng)作原因及時(shí)采取有針對(duì)性的應(yīng)對(duì)措施，可以很好的應(yīng)對(duì)變壓器故障的再次發(fā)生，確保電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定供電。

關(guān)鍵詞：地鐵主變壓器變壓器；瓦斯保護(hù)；分析處理

在《電力安全工作規(guī)程》中對(duì)變壓器的設(shè)置有著明確的規(guī)定，凡是1000kVA或者1000kVA以上的戶外使用的充油式變壓器和凡是320kVA以上的室內(nèi)使用的充油式變壓器都應(yīng)該設(shè)置瓦斯保護(hù)裝置進(jìn)行保護(hù)。變壓器故障常被分為內(nèi)部故障和外部故障。內(nèi)部故障為變壓油箱內(nèi)發(fā)生的各種故障；外部故障為變壓油箱外部絕緣套管及引出線上發(fā)生的各種故障。變壓器內(nèi)部故障從性質(zhì)上一般分為熱故障、電故障兩大類。熱故障通常為變壓器內(nèi)部局部過(guò)熱、溫度升高等；電故障通常指變壓內(nèi)部在高電場(chǎng)強(qiáng)度的作用下造成絕緣性能下降或劣化的故障，根據(jù)放電能量不同，一般可分為局部放電、火花放電和高能放電三種故障類型。變壓器瓦斯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，對(duì)于變壓器內(nèi)部故障的反映靈敏度高。當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)熱故障、電故障時(shí)，瓦斯保護(hù)能靈敏、迅速動(dòng)作，較其他保護(hù)裝置有其獨(dú)特的優(yōu)越性。

1 地鐵變壓器瓦斯保護(hù)

1.1 地鐵變壓器瓦斯保護(hù)的必要性

地鐵變壓器是地鐵電網(wǎng)中的主設(shè)備之一。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力設(shè)備制造業(yè)的進(jìn)步，社會(huì)用電的需要，電力變壓器朝著高電壓、大容量、超大容量方向。新材料、新工藝在變壓器設(shè)備制造中不斷應(yīng)用，新的制造企業(yè)不斷涌現(xiàn)，國(guó)內(nèi)變壓器制造質(zhì)量參差不齊。運(yùn)行中變壓器內(nèi)部故障時(shí)有發(fā)生，輕著變壓器內(nèi)部發(fā)熱，局部放電，扎間、層間短路，重著變壓器燒毀。目前，瓦斯繼電器是變壓器本體的主要保護(hù)之一，在變壓器內(nèi)部故障時(shí)能有效、迅速、準(zhǔn)確地動(dòng)作。在我國(guó)電力系統(tǒng)充油式變壓器中主要應(yīng)用的有擋板式、開口擋板式、浮球式、雙浮球式等瓦斯繼電器，瓦斯繼電器設(shè)備的安裝更好的保護(hù)充油式變壓器。

1.2 瓦斯保護(hù)的正確動(dòng)作情況

首先，變壓器內(nèi)出現(xiàn)熱故障、電故障等內(nèi)部故障情況時(shí)，當(dāng)故障較輕微，變壓器油箱內(nèi)會(huì)產(chǎn)生氣體，氣體會(huì)在一定時(shí)間內(nèi)匯聚到瓦斯繼電器裝置的上方，當(dāng)匯聚到瓦斯繼電器的氣體達(dá)到或大于輕瓦斯動(dòng)作定值（如：260mL）， 瓦斯繼電器輕瓦斯干簧解點(diǎn)閉合，發(fā)出“輕瓦斯”的信號(hào)；當(dāng)故障較嚴(yán)重，變壓內(nèi)部會(huì)急速產(chǎn)生氣體伴隨有快速油流涌向瓦斯繼電器，當(dāng)沖過(guò)瓦斯繼電器油的流速達(dá)到或大于重瓦斯動(dòng)作定值（如：1.0m/s）時(shí)，瓦斯繼電器重瓦斯動(dòng)作將變壓器各側(cè)開關(guān)斷開切斷變壓器電源同時(shí)發(fā)出“重瓦斯”動(dòng)作信號(hào)，保護(hù)變壓器不受到進(jìn)一步損害。

1.3 瓦斯保護(hù)的不正確動(dòng)作情況

電力變壓器的瓦斯繼電器也經(jīng)常出現(xiàn)不正確動(dòng)作誤動(dòng)情況：大致存在以下幾種情況：瓦斯繼電器接線盒受濕或進(jìn)水造成的二次回路短路動(dòng)作；瓦斯繼電器控纜破損短路動(dòng)作；工作人員誤碰瓦斯繼電器輕、重瓦斯摁鈕動(dòng)作。

不正確動(dòng)作誤動(dòng)原因：

（1）變壓器在注油時(shí)，如果不進(jìn)行抽真空注油，強(qiáng)油循環(huán)變壓器油泵在變壓器投運(yùn)前未事先開啟進(jìn)行油循環(huán)并對(duì)變壓器進(jìn)行排氣，注油后排氣不徹底等均易引起瓦斯繼電器輕瓦動(dòng)作。

（2）變壓器在運(yùn)行中更換儲(chǔ)油柜吸附劑，當(dāng)吸附劑罐與儲(chǔ)油柜間空氣不流通（極少有的特殊情況），由于儲(chǔ)油柜油位突然變動(dòng)造成油涌動(dòng)引起電力變壓器重瓦斯動(dòng)作。

2 瓦斯保護(hù)動(dòng)作后的分析、處理和改進(jìn)措施

2.1 瓦斯保護(hù)動(dòng)作后的分析、處理

在瓦斯保護(hù)的動(dòng)作后，應(yīng)該及時(shí)對(duì)變壓器、瓦斯繼電器及控制電纜等進(jìn)行檢查，分析動(dòng)作原因并采取針對(duì)性措施進(jìn)行解決。重瓦斯保護(hù)動(dòng)作時(shí)，在查明原因消除故障之前不得將變壓器投入運(yùn)行。

（1）輕瓦斯動(dòng)作發(fā)信時(shí)，應(yīng)立即對(duì)變壓器進(jìn)行檢查，查明動(dòng)作原因，是否因積聚空氣、油位降低、二次回路故障或是變壓器內(nèi)部故障造成的。如氣體繼電器內(nèi)有氣體，則應(yīng)記錄氣體量，觀察氣體的顏色及試驗(yàn)是否可燃，并取氣樣及油樣做色譜分析，根據(jù)有關(guān)規(guī)程和導(dǎo)則判斷變壓器的故障性質(zhì)。如果輕瓦斯動(dòng)作發(fā)信后經(jīng)分析已判為變壓器內(nèi)部存在故障，且發(fā)信間隔時(shí)間逐次縮短，則說(shuō)明故障正在發(fā)展，這時(shí)應(yīng)最快將該變壓器停運(yùn)。

若氣體繼電器內(nèi)的氣體為無(wú)色、無(wú)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(shí)消除缺陷。若氣體是可燃的或油中熔解氣體分析結(jié)果異常，應(yīng)綜合判斷確定變壓器是否停運(yùn)。

（2）重瓦斯動(dòng)作后應(yīng)檢查其它保護(hù)裝置動(dòng)作信號(hào)情況、一/二次回路情況、直流系統(tǒng)情況； 檢查變壓器有無(wú)著火、爆炸、噴油、漏油等情況； 檢查氣體繼電器內(nèi)有無(wú)氣體積聚； 檢查變壓器本體及有載分接開關(guān)油位情況；變壓器跳閘后，應(yīng)立即停油泵，并進(jìn)行油色譜分析；檢查氣體繼電器接線盒內(nèi)有無(wú)進(jìn)水受潮或異物造成端子短路；變壓器的油色譜試驗(yàn)；開展變壓器重瓦斯保護(hù)的傳動(dòng)試驗(yàn)，有關(guān)中間繼電器的動(dòng)作試驗(yàn)，二次絕緣電阻試驗(yàn)；開展氣體繼電器的校驗(yàn)。

2.2 瓦斯保護(hù)改進(jìn)措施

（1）電力變壓器本體與儲(chǔ)油柜與的接通油管的與水平面應(yīng)有3%至4%坡度，有利于變壓器內(nèi)的氣體流入瓦斯繼電器；

（2）瓦斯氣體繼電器的引出線使用耐油導(dǎo)線且應(yīng)走線槽或套護(hù)管。

（3）防止瓦斯繼電器因接點(diǎn)因漏水或潮濕等原因發(fā)生短路誤動(dòng)，運(yùn)行中應(yīng)當(dāng)注意瓦斯繼電器端蓋的密封，瓦斯繼電器加裝防雨罩，防止水、潮氣的進(jìn)入瓦斯接線盒。

3 地鐵變壓器瓦斯繼電器中氣體分析、診斷

3.1 地鐵瓦斯繼電器中氣體分析、診斷的方法

電力變壓器內(nèi)的氣體信號(hào)是否可以被激活很大程度上在于瓦斯氣體繼電器內(nèi)有沒有氣體，如果油箱內(nèi)油位較低引發(fā)了電路的故障，又或者有空氣進(jìn)入變壓器的瓦斯氣體繼電器，導(dǎo)致其無(wú)法正確的做出保護(hù)動(dòng)作，就容易引發(fā)變壓器的故障的發(fā)生。瓦斯氣體繼電器中氣體的點(diǎn)燃與色譜分析是對(duì)變壓器瓦斯繼電器中氣體進(jìn)行鑒別和處理的重要方法。

3.2 繼電器中氣體的鑒別和處理

近些年來(lái)，變壓器的事故也頻頻發(fā)生，電力變壓器的電量型繼電保護(hù)裝置也常常會(huì)發(fā)生不靈敏的現(xiàn)象，而瓦斯繼電器作為變壓器本體內(nèi)部的最重要的主保護(hù)，在內(nèi)部嚴(yán)重故障時(shí)能夠迅速把變壓器各側(cè)開關(guān)斷開，切斷變壓器電源。《電力變壓器運(yùn)行規(guī)程》中有著明確的規(guī)定：如果變壓器瓦斯繼電器中有氣體的存在，則必須對(duì)氣量進(jìn)行紀(jì)錄，并及時(shí)的對(duì)氣體的顏色進(jìn)行觀察，逐步確定其是否可燃，如果是可燃?xì)怏w的存在則表明是變壓器存在故障。如果不能自行燃燒，就有可能是空氣或者其他氣體。

4 結(jié)論

地鐵電力變壓器是地鐵電網(wǎng)中的主設(shè)備之一。地鐵變壓器瓦斯保護(hù)可以在充油變壓器內(nèi)出現(xiàn)熱故障、電故障等內(nèi)部故障時(shí)提供有效的保護(hù)，一般情況下電力變壓器重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，可以在短時(shí)間斷開變壓器各側(cè)開關(guān)設(shè)備同時(shí)發(fā)出信號(hào)，內(nèi)切除變壓器各側(cè)電源，有效地保護(hù)變壓器設(shè)備。技術(shù)人員在瓦斯動(dòng)作后，及時(shí)對(duì)變壓器及瓦斯繼電器進(jìn)行認(rèn)真檢查、分析，找出瓦斯繼電器動(dòng)作原因及時(shí)采取針對(duì)性措施。

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