一起变压器轻瓦斯报警事故分析及处理措施

姜世华 燕飞东 吕斌

摘 要：气体继电器又称瓦斯继电器。它是油浸变压器常用的一种保护装置，能反应电力变压器油位下降、绝缘击穿、铁芯或绕组受潮、过热及局部放电等故障。气体继电器保护分轻瓦斯报警和重瓦斯跳闸两种保护方式。针对一起运行中的变压器气体继电器轻瓦斯频繁报警事故原因进行了逻辑分析，利用排除法逐步分析出事故的原因是潜油泵负压导致外部空气进入，提出了解决处理方案。

关键词：轻瓦斯报警 潜油泵 负压 方案

中图分类号：TM721 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）10（a）-0078-01

气体继电器又称瓦斯继电器。它是油浸变压器常用的一种保护装置，能反应电力变压器油位下降、绝缘击穿、铁芯或绕组受潮、过热及局部放电等故障。气体继电器保护分轻瓦斯报警和重瓦斯跳闸两种保护方式。

某电力局一台220 kV变压器，2011年8月回我公司进行抗短路能力检修。检修完毕，于2011年10月投入运行。运行后便频繁轻瓦斯报警，经过多次处理方才解决。该文对此问题的处理过程进行了介绍。

1 情况介绍

（1）变压器投入运行后，气体继电器便以24h/次的频率轻瓦斯报警。

（2）发现报警后，电力局工作人员取气体继电器集气盒中的气体样本，进行了试验。试验结果：气体无色、无味、不燃烧。另取变压器油样进行了化验。化验结果：油样正常，各项指标无异常。

（3）问题反馈我公司，根据上述现象，分析判断为变压器安装过程中内部有残存气体，运行过程中逐步释放导致。

变压器于2011年11月下旬进行了停电检修。检修内容：对变压器重新进行了真空注油、放气、检漏。

在变压器各高点位置进行放气，发现冷却系统顶部冷却联管放出的气体量最大；在储油柜最高油位上施加0.035 MPa的压力，观察变压器所有接口法兰及密封焊缝没有发现渗漏现象。

（4）处理完毕，变压器再次投入运行，气体继电器以48 h/次的频率轻瓦斯报警。情况有所好转，但问题仍然存在。

（5）疑似氮气泄露，关闭了充氮灭火系统中充氮管阀门，轻瓦斯报警现象依然存在。

（6）2011年12月上旬，公司相关人员再次到现场查找原因。现场变压器外观清洁，各接口法兰与密封焊缝处均无漏油现象；储油柜呼吸管阀门开启，无吸湿器；油位计随温度变化正常。

2 原因分析

气体继电器轻瓦斯保护动作的原理：轻瓦斯保护动作于信号，其动作值按气体容积整定，整定值为250～300 mL。在正常情况下，继电器内是充满变压器油的，轻瓦斯接点断开。变压器内部发生缺陷产生气体时，这些气体聚集在瓦斯继电器内而导致开口杯（或浮球）随油面下降。达到定值后接点闭合，发出轻瓦斯报警信号。[1]当变压器漏油或储油柜选型不合理油位补偿不足造成低油位时，也会促使轻瓦斯保护动作，发出报警信号。

根据气体继电器轻瓦斯报警的原理和上述问题现象，列出了所有可能导致气体继电器频繁产生气体的原因。按照由易到难，逐项排除的方法分析事故产生的真正原因。

2.1 低油位

低油位导致轻瓦斯报警一般有漏油现象，或储油柜选型不合理。现场无漏油现象，并且查看图纸储油柜选型无问题，并且现场油位不在最低油位，油位指示正常。排除低油位造成轻瓦斯报警。

2.2 气体来源于变压器内部

2.2.1 内部故障

变压器内部发生轻微故障会导致变压器油分解产生气体，气体逐渐积聚到气体继电器顶部，造成轻瓦斯报警。

内部故障产生的气体多为可燃性气体（H2、CO、CO2及烃类气体），有异味。而現场采集的气样无色、无味、不可燃。排除内部故障导致轻瓦斯报警。

2.2.2 内部残存气体

内部残存气体的原因可能是：变压器安装过程中排气不彻底；真空注油不到位，油中含气量超标；或是变压器结构设计不合理，内部有窝气处。上述原因导致运行过程中气体缓慢析出并汇集到气体继电器处，造成频繁轻瓦斯报警。

2.2.3 氮气泄露

充氮灭火系统，氮气瓶控制阀门发生故障，氮气逐渐泄露到变压器内部。现场关闭了充氮管到变压器的所有管路阀门，但集气现象仍然存在，排除氮气泄露导致轻瓦斯报警。

2.3 气体来源于变压器外部

气体若来源于外部，通常是因为变压器内部产生了负压，负压导致了外界空气的进入。而变压器产生负压的原因，大概有以下几种情况。

2.3.1 储油柜呼吸不畅

储油柜主要用来补偿变压器油因温度变化而产生的热胀冷缩体积变化，及时平衡油箱内部压力。若储油柜呼吸不畅，变压器油温度降低时，体积得不到补偿，便会产生变压器内部会产生负压，外部空气会从密封不严处进入变压器。

本台变压器使用的是沈阳天工储油柜，为金属波纹外油式储油柜。现场观察储油柜呼吸管路，没有接吸湿器且呼吸管阀门处于打开状态，不存在呼吸管路阻塞的问题；观察油位计，油位明显随温度变化而变化，判断储油柜内部波纹管也无卡滞现象。排除储油柜呼吸不畅导致轻瓦斯报警。

2.3.2 气体继电器安装不良

气体继电器安装密封不严，本台产品现场安装时曾更换过气体继电器集气铜管。在温度降低时，变压器油冷缩，变压器油由储油柜流入变压器时，外部空气可能从铜管密封不严处随变压器油进入变压器内部，此种情况进入的空气量不会很大。停电检修时，冷却联管高点处释放出大量气体与这种现象不符。

2.3.3 潜油泵运行时产生负压

潜油泵运行时，进油方向会产生一定负压，外界空气可能会从密封不严处进入变压器。经落实，冷却器现场安装时，由于硬联接较多，开关侧冷却器安装比较困难，可能存在密封不严的情况。变压器安装完毕，要从高点多次放气，密封垫圈可能受损，存在密封不严情况。

停电检修时，从冷却联管高点放出大量气体。确认冷却系统管路密封存在问题，潜油泵运行时负压导致外界空气进入变压器内部。

3 处理措施

（1）取变压油和气体样本，进行试验。根据油样中微水含量和气体成分，进一步明确外部进气。

（2）更换油流继电器、风冷却器、潜油泵、油流继电器接口处密封垫圈。

（3）更换冷却系统顶部放气塞处密封垫圈。

4 结语

在更换冷却系统负压区所有密封垫圈后，变压器气体继电器恢复正常，不在轻瓦斯报警。

运行中的变压器若轻瓦斯报警频繁，应取样分析，若无故障气体成分，又非氮气，则表明变压器负压区有渗漏。渗漏位置可能位于变压器高点，所处位置正压小，没有漏油现象，难以从外观发现。遇到这种情况可以采取由易到难，逐项排除的方法进行判断，从而能够快速查明原因，找到解决方法。

参考文献

[1] 檀英辉，姚文军，李佩军，等.500 kV变压器瓦斯保护误动分析及整改[J].高压电器，2012，48（3）.