變壓器瓦斯保護(hù)及誤動(dòng)的防范

曹明祥

（廣州華立科技職業(yè)學(xué)院，廣州 511325）

1 瓦斯保護(hù)的工作原理

1.1 氣體繼電器的工作原理

瓦斯保護(hù)也叫氣體保護(hù)，它的主要器件是氣體繼電器。目前，常用的氣體繼電器是由開(kāi)口杯和擋板構(gòu)成的復(fù)合式繼電器。復(fù)合式氣體繼電器內(nèi)的上、下方各有一個(gè)帶磁力觸點(diǎn)的開(kāi)口杯。在正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，上下開(kāi)口杯都浸泡在油內(nèi)。由于油的浮力作用，開(kāi)口杯內(nèi)油的重力及附件所產(chǎn)生的力矩小于平衡錘產(chǎn)生的力矩，開(kāi)口杯處在上升位置，磁力觸點(diǎn)斷開(kāi)。當(dāng)發(fā)生輕微故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生較少的氣體，此氣體上升到油面并在繼電器上方聚集，導(dǎo)致油面下降，上開(kāi)口杯露出油面。嚴(yán)重故障時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的氣體，在氣流和油流的沖擊下，擋板帶動(dòng)下開(kāi)口杯轉(zhuǎn)動(dòng)，使下方磁力觸點(diǎn)閉合，重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出斷路器跳閘信號(hào)[1]。瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)

1.2 氣體保護(hù)工作原理圖

氣體保護(hù)工作原理，如圖2所示。圖2中KG1是氣體繼電器的輕瓦斯接點(diǎn)。當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)輕微故障時(shí)，輕瓦斯接點(diǎn)KG1閉合，接通信號(hào)繼電器1KS，發(fā)出輕瓦斯動(dòng)作信號(hào)。當(dāng)變壓器內(nèi)部嚴(yán)重故障時(shí)，重瓦斯接點(diǎn)KG2閉合，接通2KS信號(hào)繼電器和中間繼電器KM，發(fā)出重瓦斯動(dòng)作信號(hào)，并作用于斷路器跳閘。

圖2 氣體保護(hù)原理接線圖

1.3 引起瓦斯保護(hù)動(dòng)作的原因

第一，變壓器內(nèi)部存在故障，包括繞組相間短路、單相接地短路、匝間短路、繞組斷線、鐵芯故障以及分接開(kāi)關(guān)故障等。這些故障將導(dǎo)致變壓器內(nèi)部出現(xiàn)放電火花或繞組過(guò)熱，從而引起變壓器油或絕緣材料分解，產(chǎn)生H2、CO、CO2以及低分子烴類氣體。這些氣體會(huì)隨著油流的循環(huán)與涌動(dòng)上升積聚在瓦斯繼電器頂部，使繼電器內(nèi)部油面降低，從而引起瓦斯保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)或作用于跳閘[2]。第二，空氣進(jìn)入變壓器。空氣進(jìn)入變壓器后匯聚在氣體繼電器上部，迫使繼電器內(nèi)油面降低。第三，變壓器內(nèi)油位降低[3]。第四，瓦斯繼電器二次信號(hào)回路故障。

2 瓦斯保護(hù)動(dòng)作的處理程序

首先，做消音處理。其次，檢查瓦斯動(dòng)作類型，如果是重瓦斯動(dòng)作，應(yīng)立即將備用變壓器投入使用，并報(bào)告有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)。再次，檢查變壓器的油面是否降低，并做好記錄。最后，查看瓦斯繼電器中有沒(méi)有氣體，如果有氣體，則應(yīng)觀察氣體的顏色，判斷瓦斯性質(zhì)[4]。另外，要根據(jù)色譜分析的結(jié)果，決定變壓器是否停運(yùn)。

3 瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作的防范

變壓器在運(yùn)行過(guò)程中，瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作涉及到設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行維護(hù)和檢修等多方面的因素。第一，針對(duì)空氣進(jìn)入油箱引起的誤動(dòng)作，安裝氣體繼電器前應(yīng)檢查口徑、流速是否正確，是否有合格證書，并關(guān)好放氣閥門，同時(shí)解體、清洗，以檢查零部件是否齊全，各部件尺寸是否符合要求。為了防止斷路器誤動(dòng)作，應(yīng)將重瓦斯接點(diǎn)切換至信號(hào)位置，打開(kāi)瓦斯繼電器內(nèi)的放氣閥門[5]，待空氣排盡（一般需要2～3天）。第二，針對(duì)二次回路發(fā)生絕緣損壞、接地短路故障引起的誤動(dòng)作，未能很好地解決防油問(wèn)題，導(dǎo)致漏油腐蝕電纜絕緣。氣體繼電器引出線不要采用橡膠絕緣電纜，應(yīng)當(dāng)采用耐油絕緣電纜。此外，瓦斯繼電器的引出線應(yīng)從下面進(jìn)入接線箱，電纜在上面，并分別接在端子排的兩側(cè)。防雨措施不當(dāng)時(shí)，瓦斯繼電器端子盒或者電纜接線端子易進(jìn)水。引線排列應(yīng)使重瓦斯跳閘端子與正極隔開(kāi)，戶外變壓器瓦斯繼電器的端蓋要有可靠保護(hù)，以免水分侵入。對(duì)于其他接線問(wèn)題，在投入運(yùn)行前應(yīng)對(duì)導(dǎo)線進(jìn)行外觀檢查，檢查其是否被老鼠、白螞蟻咬壞，并用搖表進(jìn)行絕緣檢測(cè)，還要防止重瓦斯干簧接點(diǎn)玻璃管破裂導(dǎo)致絕緣不良。第三，針對(duì)操作人員按動(dòng)或誤碰實(shí)驗(yàn)探針引起的誤動(dòng)作，跳閘實(shí)驗(yàn)用的探針其外罩在運(yùn)行中不準(zhǔn)旋下，須在外罩涂以紅漆以示警告。此外，運(yùn)行中變壓器瓦斯保護(hù)繼電器的實(shí)驗(yàn)探針嚴(yán)禁按動(dòng)。第四，針對(duì)在變壓器運(yùn)行中進(jìn)行濾油、補(bǔ)油、放油、放氣或二次回路上工作而引起的誤動(dòng)作，必須將重瓦斯連接片切換至信號(hào)位置。第五，針對(duì)震動(dòng)引起的誤動(dòng)作，在地震期間應(yīng)當(dāng)根據(jù)具體情況確定重瓦斯保護(hù)的運(yùn)行方式。

4 結(jié)語(yǔ)

本文介紹了變壓器瓦斯保護(hù)的工作原理和引起瓦斯保護(hù)動(dòng)作的原因，講解了瓦斯保護(hù)動(dòng)作的處理程序，分析了引起瓦斯保護(hù)誤動(dòng)作的原因，并提出了防止誤動(dòng)作的各種措施和方法，對(duì)于電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、運(yùn)行、維護(hù)和檢修具有非常重要的指導(dǎo)意義。