瓦斯继电器定值校验及影响因素分析

常阿飞 于凯 鲁菲菲

摘 要：瓦斯继电器是变压器内部故障的主要保护元件，能灵敏反应变压器短路故障、铁心故障、绕组内部匝间短路及绝缘劣化和油面下降。因此，需定期对瓦斯继电器进行定值校验。本文简要介绍了油杯式和空芯浮子式瓦斯继电器动作的原理，并详细分析了瓦斯继电器定值的确定和校验方法，分析了影响试验结果的原因，针对瓦斯继电器校验提出了相关建议。

关键词：瓦斯继电器;密封性;流速值校验

中图分类号：TM586 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2019）01-0031-02

Gas Relay Setting Verification and Analysis of Influencing Factors

CHANG Afei YU Kai LU Feifei

（SPIC Henan Electric Co.， Ltd.， Technical&Information Center， No.100 Wutong Road， High-tech District，

Zhengzhou Henan 450001）

Abstract： Gas relay is the main protection component of transformer internal fault. It can sensitively react transformer short circuit fault， core fault， winding internal turn-to-turn short circuit， insulation deterioration and oil level drop. Therefore， it is necessary to check the fixed value of gas relay regularly. This paper briefly introduced the operation principle of oil cup type and air core float type gas relay， and analyzed in detail the determination and calibration method of gas relay fixed value， analyzed the reasons affecting test results， and put forward relevant suggestions for gas relay calibration.

Keywords： gas relay;sealability;validation of flow velocity

近年来，由于变压器瓦斯保护误动引起变压器跳闸故障时有发生[1-3]，降低了电力系统的可靠性。因为瓦斯保护装置对反应变压器绕组匝间短路和内部绝缘短路的故障灵敏度很高，所以一旦误动必须彻底查清误动原因，而瓦斯继电器是否能可靠动作取决于定值的可靠性。因此，瓦斯继电器整定值的调整对于瓦斯继电器是否能可靠动作具有关键作用。如果过于灵敏，则可能发生误动，造成不必要的停电;如果整定值过高，起不到保护变压器的作用。因此，要定期对瓦斯继电器进行校验，验证瓦斯继电器是否在整定值下可靠动作。

1 瓦斯继电器的类型和动作原理

目前，变压器主要有以下几种类型的继电器：国产QJ系列、国外EMB、COM以及MR系列。

1.1 国产QJ系列

国产QJ型瓦斯继电器轻瓦斯采用开口杯结构，重瓦斯采用挡板式磁力接点结构。轻瓦斯报警功能：当变压器内部出现过热、低能量的局部放电等不严重故障时，变压器油分解产生的气体上浮集于继电器顶部，达到一定体积时，瓦斯继电器内上部的油位下降，开口杯所受浮力减小，量杯下沉，使量杯上的磁铁也跟着旋转下降，继而接通干簧管接点，发出报警信号;重瓦斯保护是当变压器内部出现高能量电弧放电等严重故障时，变压器油急剧分解产生大量气体，通过瓦斯继电器向儲油柜方向释放，形成的油、气流达到一定流速，冲击挡板，下置磁铁使下干簧管触点接通启动跳闸。

1.2 国外瓦斯继电器

国外瓦斯继电器多采用空心浮子式瓦斯继电器，空心浮子式分为单浮子和双浮子。本文对双浮子继电器的工作原理进行简述。①变压器油中气体聚集在瓦斯继电器内并挤压变压器油，随着液面的下降，上浮子也一同下降。气体达到一定体积时，浮子运动带动干簧接点闭合，发出报警信号。②当变压器油渗漏时，随着油面的下降，上浮子同时下沉并发出报警信号，当油继续流失，储液罐、管道和瓦斯继电器被排空。随着油面下降，下浮子下沉，直到下部干簧接点导通，出口变压器跳闸。③重瓦斯采用挡板式磁力接点结构，与QJ系列原理相似。

2 瓦斯继电器定值

目前，国内电力行业瓦斯继电器校验标准对轻瓦斯定值做出了明确规定：Φ50、Φ80瓦斯继电器，气体容积动作范围250～300mL[4-5]。此范围适用于国产QJ瓦斯继电器，当定值超出范围时，可通过调节量杯后重锤的位置，调节轻瓦斯动作值。对于浮子式瓦斯继电器，轻瓦斯定值应参考产品说明书或出厂报告，如EMB生产的瓦斯继电器轻瓦斯定值为200～300mL，且轻瓦斯定值无法调整。

目前，国内标准未对重瓦斯定值做出明确规定，现行标准《瓦斯继电器检验规程》（DL/T 540—2013）7.4.1章节指出，继电器动作流速整定值以连接管内的稳定流速为准，考虑到变压器与有载分解开关技术的发展，标准规定流速整定值由变压器、有载分解开关生产厂家提供。国产瓦斯继电器出厂校验报告按照机械行业制造标准进行校验，无参考意义。在实际校验工作中，流速校验定值参考《电力变压器检修导则》（DL/T 573—2010）规定制定，即自冷式变压器定值为0.8～1.0m/s，强油循环变压器定值为1.0～1.2m/s，120MVA以上变压器定值为1.2～1.3m/s。当流速定值不符合要求时，可以通过调整调节挡板弹簧的长短来调节定值。对于EMB等国外瓦斯继电器，出厂校验报告仍按照设备说明书或出厂报告进行校验，EMB重瓦斯只有1.0、1.5与2.0三个定值可调，要求误差为±15%。

3 瓦斯继电器校验方法及影响因素分析

瓦斯继电器运行中的例行检验分为外观检查、绝缘电阻检查、耐压试验、密封性、流速整定值、气体容积整定值以及干簧接点导通试验。本文针对应用较多的基于实际流速检测法的WJK-3瓦斯继电器校验台，对密封性试验、流速整定值、气体容积整定值的校验方法进行论述。

3.1 密封性校验

对挡板式继电器密封检验，其方法是对继电器充满变压器油，在常温下加压至0.2MPa，稳压20min后，检查放气阀、探针、干簧管、出线端子、壳体及各密封处，应无渗漏。

目前，空芯浮子式继电器密封检验方法是对继电器内部抽真空处理，绝对压力不高于133Pa，保持5min。在维持真空状态下对继电器内部注满20℃以上的变压器油，并加压至0.2MPa，稳压20min后，检查放气阀、探针、干簧管、浮子、出线端子、课题及各密封处，应无渗漏。单莉等[5]提出一种适用于空心浮子瓦斯继电器密封检验的装置，可实现空芯浮子式继电器的密封校验。但是，目前制造行业并无成熟产品可以选用。

3.2 流速值校验及影响因素

流速值校验是将瓦斯继电器安装于油管路上，油流速度从0m/s开始，在流速整定值30%～40%的油流冲击下，稳定3～5min，观察其稳定性。然后开始缓慢、均匀、稳定增加流速，直至有跳闸动作输出时测得稳定流速值未流速动作值。从缓慢、均匀、稳定增加流速开始至有跳闸动作输出时流速的平均变化量不能大于0.02m/s。重复试验三次，继电器各次动作值误差不大于±10%整定值，三次测量动作值之间的最大误差不超过整定值的10%。规程中要求继电器检验时油温应在25～40℃，而现有试验台均未考虑温度对油流速度的影响，根据油的基本特性可知，温度升高，黏度减小;温度降低，黏度增大。因此，在校验中不应忽略温度对油流速度整定值的影响。

3.3 气体容积值

将继电器充满变压器后，两端封闭，水平放置，打开继电器放气阀，并对继电器进行缓慢放油，直至有信号动作输出时，测量放出油的体积值，即为继电器气体容积动作值。重复三次。影响瓦斯继电器气体容积定值校验的因素主要是瓦斯继电器内空气未排空。在开展瓦斯继电器校验前要充分进行油循环，排空瓦斯继电器内的气体。

4 結论

为保证瓦斯继电器校验的可靠性，应满足以下要求。①定期开展瓦斯继电器定值校验，定值宜由瓦斯继电器使用方提供。如使用方无法提供定值，则建议使用方按照规程选择定值。②定值校验中，实验室温度应保持稳定，确保油温位于25～40℃，减小温度对流速值的影响。轻瓦斯校验期间，应适当延长排气时间，充分排空瓦斯继电器内气体，减小残余气体对轻瓦斯定值的影响。

参考文献：

[1]李璐，陈正鸣.气体继电器误动作分析及处理[J].高压电器，2009（6）：145-147.

[2]樊静波.河曲电厂发变组非电量保护分析[J].河南科技，2017（3）：122-124.

[3]王楠，孙成.220kV变压器有载分接开关瓦斯继电器故障分析[J].变压器，2014（6）：74-76.

[4]国家能源局.瓦斯继电器检验规程：DL/T 540—2013[S].北京：中国电力出版社，2013.

[5]单莉，蒋昆，陈文礼，等.浮球式瓦斯继电器真空密封试验装置的研制[C]//2013年中国电机工程学会年会.2014.