浅谈变压器瓦斯保护及事故处理

孙子昂 奚霁仲

摘要：电力系统中，变压器是电能转换的电器设备，是电网中必不可少的重要装置，对电力系统有着重要的意义。为了稳定、安全运行，设置变压器的必要的保护。本文主要论述变压器瓦斯保护的含义和保护的整定以及保护动作原因及处理方式。

关键词：变压器;瓦斯保护;处理方式

1变压器瓦斯保护的含义

1.1瓦斯保护工作原理

瓦斯保护由两部分构成一部分是干簧触点而另一部分是气体继电器，这个两部分组成了变压器内部故障保护。在变压器投入运行前对变压器按规程、规范要求加注的变压器油后，需确保气体继电器内部包括开口杯在变压器油液面以下，由于开口杯存在浮力的原因，此时的开口杯状态是上浮的，所以其内部的干簧触点处在断开状态。若变压器油箱内部发生轻微故障或者异常时，故障点处的变压器油被加热并释放出掺杂在变压器油内的气体，该气体以气泡的形式上浮进入气体继电器气室内，迫使油面下降导致开口杯下沉，当凝集的气体体积达到整定值即开口杯下沉至最低点时时，干簧触点闭合接通继电保护的二次回路并发出告警信号即“轻瓦斯”信号。当变压器内部发生严重故障时，如故障点处由于短路电流引起的电弧，从而瞬间产生的高温短路点并将其短路点周边的变压器油分解成大量气体，由于密闭的变压器油箱容积固定不变，导致释放的气体使变压器内部气体压力瞬间剧增，从而出现喷油事故，在喷油过程中，油流冲击气体继电器的挡板，驱动磁铁并使干簧触点闭合并启动二次回路的保护装置，接通断路器跳闸二次回路，出口跳闸并发出跳闸报警信号即“重瓦斯”信号。

1.2瓦斯保护的分类

瓦斯保护分为两类：一类是轻瓦斯保护，另一类是重瓦斯保护;它们都是一种非电量变压器保护。

1.3瓦斯保护范围

瓦斯保护是变压器的主保护，它能灵敏、可靠、迅速的变压器内部同一相序的线圈之间的短路、不同相序之间线圈的短路、铁芯故障、高低压进线、出线套管内部的故障、绕组线圈绝缘劣化和油面下降等内部故障并根据整定值作出相应的反应，由于该保护不能对变压器油箱外部的故障作出反应，确保变压器安全、稳定、可靠地地运行，单一瓦斯保护并不能够将有关变压器故障保护类型全面覆盖，还需设置其他类型的二次继电保护。

2瓦斯保护的整定

2.1轻瓦斯保护

变压器轻瓦斯保护主要根据瓦斯气体的容积来计算，当继电器室内所积聚的气体迫使气体继电器油面下降，当气体达到整定值后将迫使而接通触点。通常轻瓦斯保护动作整定值是通过调节重锤的力臂长度来调整力矩的达到保护整定值的调整。对于轻瓦斯保护的容积设置在0.250到0.300立方分米之间作为动作值，对于较大型的变压器整定范围可以根据实际需要相应调。

2.2重瓦斯保护

变压器重瓦斯保护主要根据变压器油流流速判定是否启动该种保护，当变压器内发生严重故障时，故障点产生大量热量，将其周边的变压器油被分解出大量气体引起的变压器内部油压突然增大，又由于变压器油箱体积固定不变，导致出现油箱内部压力大于油箱外部压力，出现油喷现象，在油喷过程中，变压器油快速冲击挡板接通接点从而启动重瓦斯保护。变启动压器重瓦斯保护动作值油流流速一般都是设置在0.5米/秒与1.5米/秒之间。由于瓦斯保护装置太灵敏，对于油循环冷却变压器，易出现瓦斯继电器误报现象，因此避免运行中出现的误报现象，则根据实际需要相应调整整定值，使整定值范围适当扩大，一般调整为1.0到1.3米/秒之间。

3瓦斯保护动作的原因

在变压器运行过程中，存在着许多使瓦斯保护动作的不确定诱导因素，诱导因素主要表现在以下几种情况：

1）空气进入。在对变压器加注变压器油或者过滤变压器油过程中，变压器油掺杂空气进入变压器内部或者变压器冷却系统不严密以至空气进入，导致瓦斯保护动作。

2）面改变。因环境温度影响，温度下降引起变压器油热胀冷缩原因而导致油面下降或者变压器漏油导致变压器内部油面降低，两种情况都可能出现变压器油下降，使当气室气体体积达到轻瓦斯整定值时启动二次保护回来，此时瓦斯保护动作。

3）内部故障。变压器故障时内部产生的气体或者致使变压器油流速突然急剧上升而导致的瓦斯保护动作。

4）外部短路故障。当变压器外部发生短路故障时所产生的穿越性电流，若故障电流是额定电流若干倍，那么变压器的绕组温度上升将会加快同时加热变压器油，从而导致变压器内部油体积膨胀，夹杂在油内的空气被释放出来，凝聚成许多小气泡并上浮至气室汇集进而引起气体继电器的误动。

5）气体继电器自身或二次回路故障时可引起的瓦斯保护动作。

4瓦斯保护动作后的处理方式

4.1当瓦斯保护发出警报信号时，为防止事故扩大化，立即采取相应的处理措施，检查瓦斯气体继电器中有无气体，色谱分析是否有无异常，油面是否降低，二次回路是否故障或者是否存在变压器内部其他故障等，通过对事故原因进行检查分析，准确、快速地对变压器消除故障。

4.2当瓦斯保护动作时，还没确定故障具体原因之前，应该视变压器仍存在故障，严禁投入变压器运行，应根据出现的现象及有关数据查明导致瓦斯继电器动作跳闸的真正原因。

首先检查回路，看看保护回路，直流回路等二次回路是否异常，如果无异常则排除回路原因;第二检查变压器，看看变压器外观有无明显反应故障的异常现象，如果无异常现象则排除变压器外部故障原因;第三检查气体继电器，检查气体继电器中气体是否为可燃气体，如果气体继电器中的气体为不可燃气体则排除变压器内部故障原因;第四通过电气试验判断故障类型，比如绝缘试验、直流電阻试验、耐压试验等高压试验来检测判断故障;第五通过结合其他上位机保护动作情况，综合分析故障原因。通过各种检查对变压器进行全面的分析和判断，最终找出导致瓦斯保护的原因，从而将故障消除，恢复变压器正常运行状态。

5总结

通过综上所述，瓦斯保护对于保证变压器的安全运行起着关键作用，它不仅能正确、灵敏、快速的反应变压器内部故障，在发生重大故障的时候快速反应，及时切断电源到达保护变压器的目的，防止事故扩大化，因此将瓦斯保护设置为变压器主保护之一，既保证变压器等设备的正常安全稳定运行，又能保障整个发电厂、供电网络和配电网络及用户的安全、稳定地运行。

参考文献：

[1]王维俭.《电气设备电气设备保护原理与应用》中国电力出版社

[2]陈曾田《电力变压器保护》中国电力出版社

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