浅议变压器的瓦斯保护及故障处理

【摘 要】本文对瓦斯保护的基本工作原理、保护范围、安装方式、日常巡视检查项目、运行状态、瓦斯保护装置动作的原因及事故分析判断的基本原则及处理方法等进行了简单论述，使运行人员在故障发生时通过保护动作情况及时准确作出判断。

【关键词】浅议；变压器；瓦斯保护；故障

0.引言

变压器是变电站主要的电气设备，对系统的安全和供电可靠性带来严重影响，瓦斯保护是变压器的主保护，能有效地反应变压器的内部故障，因此，运行人员要熟练掌握瓦斯保护的基本工作原理、保护范围、日常巡视检查项目、运行状态及瓦斯保护装置动作的原因和事故分析等，当故障发生时能准确作出判断。

1.工作原理

瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护元件，能有效地反映变压器的内部故障，对变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。当油浸式变压器的内部发生故障时，由于电弧将使绝缘材料分解并产生大量的气体，其强烈程度随故障的严重程度不同而不同。瓦斯保护就是利用反应气体状态的瓦斯继电器（又称气体继电器）来保护变压器内部故障的。

2.保护范围

瓦斯保护是变压器的主保护，它可以反映油箱内的一切故障。包括：油箱内的多相短路、绕组匝间短路、绕组与铁芯或与外壳间的短路、铁芯故障、油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。瓦斯保护动作迅速、灵敏可靠而且结构简单。但是它不能反映油箱外部电路（如引出线上）的故障，所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。另外，瓦斯保护也易在一些外界因素（如地震）的干扰下误动作，对此必须采取相应的措施。

3.安装方式

瓦斯继电器安装在变压器到储油柜的连接管路上。

（1）首先将气体继电器管道上的碟阀关严。如碟阀关不严或有其他情况，必要时可放掉油枕中的油，以防在工作中大量的油溢出。

（2）新气体继电器安装前，应检查有无检验合格证明，口径、流速是否正确，内外部件有无损坏，内部如有临时绑扎要拆开，最后检查浮筒、档板、信号和跳闸接点的动作是否可靠，并关好放气阀门。

（3）气体继电器应水平安装，顶盖上标示的箭头方向指向油枕。

（4）打开碟阀向气体继电器充油，充满油后从放气阀门放气。如油枕带有胶囊，应注意充油放气的方法，尽量减少和避免气体进入油枕。

（5）进行保护接线时，应防止接错和短路，避免带电动作，同时要防止使导电杆转动和小瓷头漏油。

4.日常巡视检查项目

日常巡视检查应注意以下几点：

（1）气体继电器连接管上的阀门应在打开位置。

（2）变压器的呼吸器应在正常工作状态。

（3）瓦斯保护连接片投入应正确。

（4）油枕的油位应在合适位置，继电器内充满油。

（5）气体继电器防雨罩是否牢固。

（6）继电器接线端子处不应渗油，且应能防止雨、雪、灰尘的侵入，电源及其二次回路要有防水、防油和防冻的措施，并要在春秋二季进行防水、防油和防冻检查。

5.运行状态

关于瓦斯继电器的运行状态，规程中对其有如下规定：

（1）变压器运行时瓦斯保护应接于信号和跳闸，有载分接开关的瓦斯保护接于跳闸。

（2）变压器在运行中进行如下工作时应将重瓦斯保护改接信号：

1）用一台断路器控制两台变压器时，当其中一台转入备用，则应将备用变压器重瓦斯改接信号。

2）滤油、补油、换潜油泵或更换净油器的吸附剂和开闭瓦斯继电器连接管上的阀门时。

3）在瓦斯保护及其二次回路上进行工作时。

4）除采油样和在瓦斯继电器上部的放气阀放气处，在其他所有地方打开放气、放油和进油阀门时。

5）当油位计的油面异常升高或吸吸系统有异常现象，需要打开放气或放油阀门时。

（3）在地震预报期间，应根据变压器的具体情况和气体继电器的抗震性能确定重瓦斯保护的运行方式。地震引起重瓦斯保护动作停运的变压器，在投运前应对变压器及瓦斯保护进行检查试验，确认无异常后，方可投入。

6.瓦斯保护信号动作的主要原因

6.1轻瓦斯动作的原因

（1）因滤油、加油或冷却系统不严密以至空气进入变压器。

（2）因温度下降或漏油致使油面低于气体继电器轻瓦斯浮筒以下。

（3）变压器故障产生少量气体。

（4）变压器发生穿越性短路故障。在穿越性故障电流作用下，油隙间的油流速度加快，当油隙内和绕组外侧产生的压力差变化大时，气体继电器就可能误动作。穿越性故障电流使绕组动作发热，当故障电流倍数很大时，绕组温度上升很快，使油的体积膨胀，造成气体继电器误动作。

（5）气体继电器或二次回路故障。

以上所述因素均可能引起瓦斯保护信号动作。

6.2 重瓦斯动作的原因

（1）变压器内部故障。

（2）二次回路问题误动作。

（3）某些情况下，由于油枕内的胶囊（隔膜）安装不良，造成呼吸器堵塞，油温发生变化后，呼吸器突然冲开，油流冲动使气体继电器误动作跳闸。

（4）外部发生穿越性短路故障。

（5）变压器附近有较强的震动。

7.瓦斯保护装置动作后的处理

（1）立即投入备用变压器或备用电源，恢复供电及系统之间的并列。

（2）瓦斯保护信号动作时，立即对变压器进行检查，查明动作原因，是否因积聚空气、油面降低、二次回路故障或是变压器内部故障造成的。如气体继电器内有气体，则应记录气体量，观察气体的颜色及试验是否可燃，并取气样及油样做色谱分析，可根据有关规程和导则判断变压器的故障性质。

1）若气体继电器内的气体无色、无臭且不可燃，色谱分析判断为空气，则变压器可继续运行，并及时消除进气缺陷。

2）若气体继电器内的气体可燃且油中溶解气体色谱分析结果异常，则应综合判断确定变压器是否停运。

（3）瓦斯继电器动作跳闸时，在未查明原因和消除故障前不得将变压器投入运行。要从以下几方面进行综合判断：

1）是否呼吸不畅或排气未尽。

2）保护及直流等二次回路是否正常。

3）变压器外观有无明显反映故障性质的异常现象。

4）气体继电器中积聚的气体是否可燃。

5）气体继电器中的气体和油中溶解的气体的色谱分析结果。

6）必要的电气试验结果。

7）变压器其它继电保护装置的动作情况。

8.瓦斯保护的反事故措施

瓦斯保护动作，轻者发出保护动作信号，重者跳开变压器开关，不能保证供电的可靠性，对此提出了瓦斯保护的反事故措施：

（1）将瓦斯继电器的下浮筒改为档板式，触点改为立式，以提高重瓦斯动作的可靠性。

（2）为防止瓦斯继电器因漏水而短路，应在其端子和电缆引线端子箱上采取防雨措施。

（3）瓦斯继电器引出线应采用防油线。

（4）瓦斯继电器的引出线和电缆应分别连接在电缆引线端子箱内的端子上。

9.结论

变压器瓦斯信号动作后，运行人员必须对变压器进行检查，查明动作的原因，并立即向上级调度和主管领导汇报，上级主管领导应立即派人去现场提取继电器气样、油样和本体油样，分别作色谱分析。根据有关导则及现场分析结论采取相应的对策，避免事故的发生，以保证变压器的安全经济运行。

【参考文献】

[1]国家电网公司.变压器运行规程.

[2]张全元.变压器气体继电器[J].变电运行现场技术问答，2003：506-507.

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