浅析油浸式电力变压器瓦斯保护

【摘要】在实践的基础上，针对目前地方电网仍然广泛使用的油浸式电力变压器的瓦斯保护动作，从其动作原因、处理、反事故措施等方面，从工程应用上进行了透切的探析。

【关键词】瓦斯保护 动作 防范

一、瓦斯保护动作原理

上述因气体而动作的保护装置统称为瓦斯保护。瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器，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。在瓦斯保护继电器内，上部是一个密封的浮筒，下部是一块金属档板,两者都装有密封的水银接点。浮筒和档板可以围绕各自的轴旋转。在正常运行时，继电器内充满油，浮筒浸在油内，处于上浮位置，水银接点断开；档板则由于本身重量而下垂，其水银接点也是断开的。

二、保护性能及范围分析

瓦斯保护是变压器的主保护，其保护范围是变压器内部，如变压器内部的多相短路；匝间短路，匝间与铁心或与外壳短路；铁心故障（发热烧损）；油面下降或漏油；分接开关接触不良或导线焊接不良等。瓦斯保护的优点是：不仅能反映变压器油箱内部的各种故障，而且还能反映差动保护所不能反映的轻微的匝间短路和铁心故障。此外，当变压器内部进入空气时也有所反映。因此，瓦斯保护是灵敏度高、结构简单、动作迅速的一种保护。瓦斯保护的缺点是：不能反映变压器外部故障（套管和引出线）；抵抗外界干扰的性能较差，如剧烈的震动甚至地震就容易引起误动作；另外，在安装瓦斯继电器时若未能很好地解决防油或防水问题，还有可能因漏油腐蚀电缆绝缘或因继电器进水而造成保护误动。

三、瓦斯保护动作处理

（一）瓦斯保护动作的原因

1、轻瓦斯。变压器的轻瓦斯动作于信号，表示变压器运行异常，在结构上是指因各种原因造成继电器内上开口杯的信号回路接点闭合所致。接点闭合的原因一般有以下几方面：

（1）空气进入变压器逐渐聚集在继电器上部，迫使继电器内油面下降，使干簧触点闭合，发出轻瓦斯信号。

（2）环境温度骤然下降，变压器油很快冷缩造成油位降低，或者变压器本体严重漏油引起变压器内油位降低，即所谓油流引起瓦斯继电器信号动作。

（3）瓦斯继电器二次信号回路故障，包括信号电缆绝缘损坏短路、端子排接点短路，个别在信号回路中所接信号等引起干簧触点闭合，造成瓦斯信号动作。

（4）变压器内部存在放电或过热故障，引起固体绝缘材料及变压器油分解，产生氢气、一氧化碳、二氧化碳、低分子烃类气体，这些气体随油的对流循环逐渐变成气泡并上升聚集在瓦斯继电器上部，迫使继电器内油面降低，引起瓦斯信号动作。

2、重瓦斯。变压器的重瓦斯保护动作掉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。

（二）瓦斯保护动作的处理

1、轻瓦斯保护动作

（1）处理原则。轻瓦斯动作：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，未发现异常，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，值班人员应将继电器内的气体排出，变压器可继续运行；如果为可燃气体，且动作频繁，则应先汇报，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）气体鉴别。气体鉴别前先要进行气体收集，其方法一般是将专用玻璃瓶倒置，使瓶口靠近瓦斯继电器的放气阀来收集气体，也可用100 ml注射器进行收集。对瓦斯气体的判别方法有点燃实验与色谱分析两种。若继电器内的气体是空气，则应依次判断空气进入的方式。若继电器内的气体不是空气，则应作进一步分析。如果做點燃试验，收集到的气体为黄色，且不易点燃，说明变压器的木质部分出现了故障；收集的气体为淡黄色并带强烈臭味，又可燃烧，则表明是纸质部分故障；如果气体为灰色或黑色易燃气体，则为绝缘油故障。做色谱分析，则应将色谱分析的成分进行比对后做出故障判断。

2、重瓦斯保护动作。重瓦斯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掉闸情况、停电范围等进行检查，如有备用变压器，应立即投入，并报告有关领导，然后收集气体进行故障判别。如果通过气体鉴别是内部故障，则不得试送电，应按规定拉开各侧开关，并采取安全措施后等待抢修；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。

四、瓦斯保护的反事故措施

长期以来，瓦斯保护正确动作率低于变压器其他保护装置的平均水平，为提高瓦斯保护的安全可靠性，除改进瓦斯继电器的结构以外，还需要执行以下安全技术措施：变压器安装应有1%～1.5%的坡度，通往继电器的油管应有２%～４%的坡度，油枕处较高，使气体易流入瓦斯继电器；瓦斯继电器的引出线应采用防油线或塑料线，电缆和引出线应分别连接在接线盒内端子排的两侧，引出线从端子排下方接入电缆，并从端子排上方引出，这样接线可以避免由于油的毛细管现象引起对电缆的腐蚀；引线排列要使重瓦斯接点和直流电源正极隔开，中间端子盒不要安置在油管和油枕下面，以防油管和油枕漏油渗入端子盒；瓦斯继电器的端盖部分和电缆引出线的小端子箱应有密封措施，以防止雨水浸入造成瓦斯继电器接点引出线短路误动；瓦斯继电器的出口中间继电器应带自保持线圈，以防止变压器内部严重故障时油速不稳定，造成接点时通时断而不能可靠跳闸；变压器的呼吸器必须保持通畅，变压器投入前，必须检查吸湿器下部的透气孔是否开启，运行中也应检查吸湿器的透气情况，以防止变压器油温变化时，因透气孔闭塞造成呼吸器或油枕真空或压力升高，使瓦斯继电器误动作；瓦斯继电器和储油柜间的连接阀门运行时应打开，为防止检修后遗忘开启，造成瓦斯误动作，阀门应加铅封； 变压器运行时，重瓦斯应接入跳闸，轻瓦斯投入信号。备用变压器的瓦斯应投入信号，以便监视油面；变压器在运行中进行滤油、加油、换硅胶或在散热器、潜油泵检修后投入前，应先将重瓦斯接信号，待空气排尽后，方可将重瓦斯投入跳闸位置。

参考文献：

[1]李火元，电力系统继电及自动装置，中国电力出版社，2006

[2]孙秋野，李海涛，电力系统分析，人民邮电出版社，2012

作者简介：胡昌明（1971- ），男，重庆垫江人，电工实验师，主要从事电工技术方面教学研究。