浅谈变压器瓦斯保护

李鑫

摘要：变压器是电力系统的重要电气设备之一，为保障变压器的安全运行，必须设置保护装置，瓦斯保护是确保变压器安全运行的有效技术措施。本文阐述了油浸式电力变压器瓦斯保护的含义和作用、瓦斯继电器的工作原理和保护范围、日常巡视、维护注意事项以及瓦斯保护动作的原因和处理原则。

关键词：油浸式电力变压器、瓦斯保护、维护、动作原因、处理原则

中图分类号： F407 文献标识码： A

变压器在运行中，由于内部故障，有时候我们无法及时辨别和采取措施，容易引起一些事故，采取瓦斯保护后，一定程度上避免了类似事件的发生。现将变压器瓦斯保护的含义和作用、工作原理和保护范围，日常巡视和维护注意事项以及轻、重瓦斯保护动作的原因和处理原则进行阐述。

一、变压器瓦斯保护的含义和作用

在变压器油箱内部发生故障（包括轻微的匝间短路和绝缘破坏引起的经电弧电阻接地短路）时，由于故障点电流和电弧的作用，将使变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生气体，因气体比较轻，它们将从油箱流向油枕的上部。当严重事故时，油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用油箱内部故障的上述特点，可以构成反应于上述气体而动作的保护装置，称为瓦斯保护。

瓦斯继电器是反映变压器内部故障的保护装置。当内部发生故障时，给运行人员发出信号或自动却断电源，保护变压器。

二、变压器瓦斯保护的工作原理和保护范围

1.变压器瓦斯保护的工作原理

瓦斯继电器是变压器内部故障的主要保护元件，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。瓦斯继电器是用于带储油柜的油浸变压器的一种保护装置。它安装在变压器箱盖与储油柜的联管上，当变压器内部出现故障时，变压器油分解而产生的气体超过一定量时，继电器的信号接点接通，并发出报警信号。当变压器内部出现严重故障时，将会出现变压器油的涌浪，在管路产生油流，冲动继电器的挡板，当使挡板达到某一限定位置时，继电器的跳闸接点接通，切断变压器电源，以保护变压器。

2.变压器瓦斯保护的范围

瓦斯保护是变压器的主要保护，能有效地反应变压器内部故障。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。

瓦斯保护的优点是能反映变压器内部的各种故障，,包括铁芯过热烧伤、油面降低等,但差动保护对此无反应。又如变压器绕组产生少数线匝的匝间短路，虽然短路匝内短路电流很大会造成局部绕组严重过热产生强烈的油流向油枕方向冲击，但表现在相电流上却并不大，因此差动保护没有反应,但瓦斯保护对此却能灵敏地加以反应，这就是差动保护不能代替瓦斯保护的原因。此外，当变压器内部进入空气时也有所反映。因此，是灵敏度高、结构简单、动作迅速的一种保护。

三 变压器瓦斯保护的日常巡视、维护注意事项

变压器的日常巡视、维护事项中首先应检查瓦斯继电器内有无气体，对气体的巡视应注意以下几点：

1.瓦斯继电器连接管上的阀门应在打开位置；变压器的呼吸器应在正常工作状态；油枕的油位应在合适位置，继电器内充满油。

2.户外变压器应保证瓦斯继电器的端盖有可靠保护（防雨罩），以免水分侵入。

3.瓦斯保护投跳闸的变压器，在现场应有明显的标志，跳闸试验用的探针其外罩在运行中不准旋下，须在外罩涂以红漆，以示警告。

4.瓦斯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.瓦斯保护连接片投入应正确，瓦斯保护应同其他电气保护一样对待，其投跳闸、接信号或停用，均应严格按照操作规程的有关规定执行。

6.新装变压器或停电检修进行过滤油，从底部注油，调换瓦斯继电器、散热器、强迫油循环装置以及套管等工作，在投入运行时，须待空气排尽，方可将重瓦斯保护投入跳闸。但变压器在冲击合闸或新装变压器在空载试运行期间，重瓦斯保护必须投入跳闸。

7.变压器在带电状态下进行滤油、注油; 大量放油、放气; 调换硅胶; 开闭热虹吸阀门; 开闭瓦斯继电器联接管道的阀门; 强迫油循环装置的投入或停用时，应将重瓦斯保护从跳闸改接为信号并采取措施防止空气大量进入，待工作结束后，空气排尽，无信号示警发生时，再从信号改投跳闸。

8. 变压器运行中发现油面突然升高或突然降低时，应查明原因，在瓦斯跳闸连接片未改接至信号位置前，禁止打开各种放气放油阀门，以防误跳闸。

四、瓦斯保护动作的原因和处理原则

1.轻瓦斯保护动作的原因和处理原则

变压器的轻瓦斯保护动作，一般作用于信号，以表示变压器运行异常，其原因主要是在变压器的加油、滤油、换油或换硅胶过程中有空气进入油箱或是由于油内剩余空气溢出造成。由于温度下降或漏油，油面降低。油箱的轻微故障，产生少量气体。

轻瓦斯回路发生接地、绝缘损坏等故障处理的原则是停止音响信号。检查变压器的温度、音响、油面及电压、电流指示情况。通过第一项检查，如未发现异常，应收集继电器顶部气体进行故障判别。如果收集的气体为空气，值班人员将继电器内的气体排出，变压器可继续运行，并及时消除进气缺陷；如果为可燃气体，且动作频繁，则应先汇报领导，按命令处理。如果无气体，变压器也无异常，则可能是二次回路存在故障，值班人员应将重瓦斯由掉闸改投信号，并将情况报告有关负责人，待命处理。

2.重瓦斯保护动作的原因和处理原则

变压器的重瓦斯保护动作跳闸的原因是变压器内部发生严重故障，回路有故障，近区穿越性短路故障。

处理的原则是对变压器上层油温、外部特征、防爆喷油和各侧开关跳闸情况、停电范围等进行检查，并做好记录，如有备用变压器，应立即投入，并报告有关领导。收集气体判别故障：如果是内部故障，则不得试送电，应按规定拉开各侧开关，并采取安全措施，测量变压器绝缘电阻，等待抢修。如果气体不可燃，而且表计无摆动，则可考虑试送电。如果瓦斯继电器内无气体，外部也无异常，则可能是瓦斯继电器二次回路存在故障，但在未证实变压器良好以前，不得试送电。

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。根据有关规程导则及现场分析，找出瓦斯继电器动作的原因，针对不同的原因采取相应的对策并进行有效的修理，尽快恢复正常运行，避免事故的再次发生，保证变压器的安全经济运行。

参考文献

[1]曾贤.主变压器重瓦斯保护动作原因分析及处理.电力安全技术，2007.

[2]李天元，陈化钢.大型电力变压器瓦斯保护分析.东北电力技术，1994.

[3]黄纯华，刘维仲.工厂供电.天津大学出版社，1988.199～200.

[4]朱声石.高压电网继电保护原理与技术.中国电力出版社，2005.

[5]王维俭.电气主设备继电保护原理与应用.中国电力出版社，2002.

[6]贺家李，宋从矩.电力系统继电保护原理.水利电力出版社，1985.