浅谈电力变压器瓦斯保护及应对措施

刘士龙 刘文哲

摘要：近年来，我国的综合国力显著提高，因此加大了对电力的维护和投入。瓦斯保护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。

关键词：电力变压器;瓦斯保护;应对措施

引言

瓦斯保护是一种常见的变压器保护形式，瓦斯保护主要通过存在于变压器内部的油状物及其变化而实现的保护形式的统称。我国管理规定明确要求户外1000KVA和室内320KVA以上的用户，要在变压器上安装瓦斯保护系统。瓦斯保护装在变压器油箱和油枕的连接管道上，主要由瓦斯继电器（也称气体继电器）构成，能有效地反映变压器内部的各类故障，如铁心过热烧伤、套管内部故障、油面降低、绕组匝间短路及绝缘劣化和油面下降等。为避免变压器故障对设备或用电人的安全造成影响，要求电力工作人员要定期对瓦斯保护动作的变化进行检测，及时发现并有针对性地进行故障排除。

1概念

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。1）轻瓦斯：当变压器内部发生轻微故障时，气体产生的速度较缓慢，气体上升至储油柜途中首先积存于瓦斯继电器的上部空间，使油面下降，浮筒随之下降而使水银接点闭合，接通报警信号。2）重瓦斯：当变压器内部发生严重故障时，则产生强烈的瓦斯气体，油箱内压力瞬时突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击档板，档板克服弹簧的阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动，使水银触点闭合，接通跳闸回路，使断路器跳闸。

2瓦斯保护的工作原理

变压器的瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护元件，瓦斯保护装置主要包括瓦斯继电器、带自保持回路的中间继电器、信号继电器以及作用于跳闸的回路组件。根据故障发生的轻重大小，变压器瓦斯保护分为两种，一种是轻瓦斯保护，另一种是重瓦斯保护。瓦斯继电器常见的有档板式、开口杯式、浮筒式等不同型号。瓦通过利用反应气体状态的瓦斯继电器，瓦斯保护减轻降低变压器内部故障损失的。变压器在正常运行时，瓦斯继电器内充满油质物质，浮筒浸在油内的上浮位置，水银接点是断开的;档板则由于其本身的重量而下垂，它的水银接点也是断开的;当变压器内部发生轻微故障时，就会启动瓦斯保护系统，气体产生的速度较缓慢，气体就会进入变压器并逐渐聚集到瓦斯继电器上部，瓦斯继电器气压逐渐增强，使油面下降，浮筒随之下降而使水银接点闭合，发出“轻瓦斯保护”信号;当变压器内部发生较为严重的故障时，油箱内产生强烈的瓦斯气体使压力瞬时突增，产生很大的油枕方向冲击力，就会导致变压器内部油质物质的流动速率变快，冲击档板，档板克服弹簧的阻力带动磁铁向干簧触点方向移动，使水银触点闭合，接通跳闸回路，通过中间继电器的自保持回路，发出跳闸脉冲，使断路器跳闸，这就是重瓦斯保护。重瓦斯动作，立即切断与变压器连接的所有电源，从而避免事故扩大，起到保护变压器的作用。

3电力变压器瓦斯保护及应对措施

3.1电力的变压器为什么需要装有瓦斯保护

在电网的变压器中，差动保护和瓦斯保护一起构成变压器的主保护，差动保护是用首末两端电流的对比判断故障然后动作的，保护的是变压器的绕组、套管、到CT侧，差动保护属于电气量保护。瓦斯保护是属于非电气量的保护，装在油箱和油枕之间，分过气流和过油流，如果变压器内部发生短路，那么短路电流会分解变压器油而产生气体，让瓦斯继电器发出告警信号（轻瓦斯保护），短路严重的时候，气温很高，会让油面上升，冲到瓦斯继电器的动作位置，发生跳闸信号（重瓦斯保护）。由于瓦斯保护可以保护到差动保护所保护不到的位置——铁心。所以瓦斯和差动一起构成变压器的主保护。

3.2轻瓦斯保护应对措施

当变压器发出轻瓦斯保护动作信号时，维修人员要根据轻瓦斯保护信号警报以及变压器的运行状态判断原因，进而采取正确的对应措施式对故障进行处理。常见的轻瓦斯保护原因有：（1）变压器油质物质分解释放出气体引发瓦斯保护动作，当变压器内部放电或过热发生轻微故障时，油质物质分解释放出气体聚集在继电器的周围，继电器油面下降发出轻瓦斯保护信号;（2）变压器绕组接触电阻过大产生少量的气体，引发变压器发出轻瓦斯保护动作;（3）变压器在进行滤油、加油以及启动强制油循环等维护工作时，少量空气进入引发轻瓦斯保护动作;（4）变压器外部穿越性电流的影响引发轻瓦斯保护动作;（5）瓦斯继电器回路短路故障引发轻瓦斯保护动作。轻瓦斯保护应对措施：（1）工作人员可以通过变压器发出的故障信号，发生故障原因进行判断，同时对变压器油位开展进程初步检查。如果变压器继电器内部没有发生气体聚集，下一步检查变压器内部的容易漏油位置，判断是否是因為变压器漏油引起故障发出的警报信号。如果没有发生漏油现象，有可能是因为气温过低而产生的故障。工作人员可以按照油枕指示的油面位置开展判断，并处理相关故障。解决油位的缓降问题后，工作人员要再次检查回路，避免处理有所遗漏。（2）结合变压器内部的气体情况进行故障判断和处理，通过检测变压器内部状态，检查内部的气体聚集情况，取一些气体进行点燃实验，观察气体燃烧的颜色，判断气体的成分，通过气体成分，工作人员判断变压器内部的故障所属的类型，分析原因，采取正确的应对措施解决故障问题。

3.3瓦斯故障优化

从电力变压器的使用性能保护角度来说，瓦斯保护发挥着积极的作用。若失去瓦斯保护，电力变压器运行发生故障后难以有效处理。一般来说，瓦斯保护的故障，可以通过保护信号反应。当瓦斯给出保护信号时，能够证明瓦斯故障。此情况下要进行变压器检查，若出现非正常运行情况，那么要进行气体取样分析。若瓦斯保护产生跳闸故障，则说明电力变压器产生严重故障，此情况下需要检查油枕防爆系统，看变压器装置外壳是否产生了变形，进行故障处理。为避免操作人员违规操作引发瓦斯故障，日常管理工作中要做好人员培训和教育，使其能够做好故障防范。

3.4差动故障优化

从电力变压器的使用实际来说，差动故障较为常见。基于差动保护原理，当电力变压器正常运行或者区外故障时，可以作为理想电力变压器，则流入装置的电流和流出电流值相等，差动继电器不动作。若电力变压器发生故障，两侧或者三侧向故障点提供短路电流，差动继电器动作。基于此能够判断故障发生点，确定本体内或者低压侧进线断路器前等故障。在日常维护中要做好此类故障的有效防范和应对，做好设备的定期检查，及时消除安全隐患，保证设备稳定运行。

结语

综上所述，电力变压器的日常维护以及故障处理，要严格按照工作制度要求以及故障特点，做好相应的维护和检修工作。在具体实践中，对电力变压器的故障，进行故障原因分析，明确故障产生的原因以及故障性质，采取相应的措施加以处理。

参考文献

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