浅析油浸式电力变压器瓦斯保护

浅析油浸式电力变压器瓦斯保护

发表时间：2017-12-30T18:47:15.587Z 来源：《电力设备》2017年第24期作者：吴芹

[导读] 摘要：变压器在运行中，如果内部发生故障，无法及时辨别和采取措施时，容易引起一些事故，采取瓦斯继电器保护后，一定程度上避免了类似事件的发生。

（保定天威保变电气股份有限公司河北省保定市 071000）

摘要：变压器在运行中，如果内部发生故障，无法及时辨别和采取措施时，容易引起一些事故，采取瓦斯继电器保护后，一定程度上避免了类似事件的发生。现将瓦斯继电器保护的基本概念、工作原理、保护范围，以及变压器瓦斯继电器的安装运行、动作的处理进行简述。

关键词：电力变压器；瓦斯保护；动作

1 变压器瓦斯保护的含义和作用

1.1变压器瓦斯保护的含义

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，将使变压器油及其它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。

1.2变压器瓦斯保护的作用

新安装或大修后的变压器，在加油、滤油过程中，稍不注意就会将空气带入变压器油箱内。投运前如果未将空气及时排出，则在变压器投运后，由于油温上升，油箱内的油将形成对流，将空气“赶出”油面，从而使瓦斯继电器动作。通长，内部存有的气体越多，瓦斯继电器的动作越频繁。

在投运初期，如果发现瓦斯继电器动作频繁，应根据变压器的音响、温度、油面以及加油、滤油情况进行综合分析。如果变压器运行正常，则可判定为进入空气所致。否则应取气体做点燃试验，以判断变压器本身是否存在故障以及故障性质，从而及时采取相应措施予以消除，避免故障扩大，保证变压器安全运行。

2 变压器瓦斯保护的工作原理

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。

2.1瓦斯继电器的动作原理

当变压器出现内部故障时，产生的气体将聚集在瓦斯继电器的上部，使油面降低。当油面降低到一定程度后，上浮筒便下沉，使水银接点接通，发出信号。如果是严重故障，油流会冲击挡板，使之偏转，并带动挡板后的连动杆向上转动，挑动与水银接点卡环相连的连动环，使水银接点分别向与油流垂直的两侧转动，两水银接点同时接通，使开关跳闸并发出信号。常用的瓦斯继电器有两种：一种是浮子式；另一种是挡板式。挡板式瓦斯继电器是将浮子式的下浮子改为挡板结构。两者的区别是：挡板式的挡板结构不随油面下降而动作，而是在油的流速达到0.6～1.0m/s时才动作，所以挡板式瓦斯继电器遇到油面下降或严重缺油时，不会造成重瓦斯误动跳闸。

2.2变压器瓦斯保护的范围

瓦斯保护是变压器的主要保护，它可以反映油箱内的一切故障。包括：油箱内的多相短路、绕组匝间短路、绕组与铁芯或与外壳间的短路、铁芯故障、油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。瓦斯保护动作迅速、灵敏可靠而且结构简单。但是它不能反映油箱外部电路（如引出线上）的故障，所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。另外，瓦斯保护也易在一些外界因素（如地震）的干扰下误动作，对此必须采取相应的措施。

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不严重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，时灵敏度高、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），因此瓦斯保护不能作为变压器各种故障的唯一保护。瓦斯保护抵抗外界干扰的性能较差，例如剧烈的震动就容易误动作。如果在安装瓦斯继电器时未能很好地解决防油问题或瓦斯继电器不能很好地防水，就有可能漏油腐蚀电缆绝缘或继电器进水从而造成误动作。

3 瓦斯继电器的安装及运行

3.1安装方式

瓦斯继电器安装在变压器到储油柜的连接管路上，安装时应注意：首先将气体继电器管道上的碟阀关严。如碟阀关不严或有其他情况，必要时可放掉油枕中的油，以防在工作中大量的油溢出。新气体继电器安装前，应检查有无检验合格证明，口径、流速是否正确，内外部件有无损坏，内部如有临时绑扎要拆开，最后检查浮筒、档板、信号和跳闸接点的动作是否可靠，并关好放气阀门。气体继电器应水平安装，顶盖上标示的箭头方向指向油枕，工程中允许继电器的管路轴线方向往油枕方向的一端稍高，但与水平面倾斜不应超过 4%。打开碟阀向气体继电器充油，充满油后从放气阀门放气。如油枕带有胶囊，应注意充油放气的方法，尽量减少和避免气体进入油枕。进行保护接线时，应防止接错和短路，避免带电操作，同时要防止使导电杆转动和小瓷头漏油。投入运行前，应进行绝缘摇测及传动试验。

3.2运行

变压器在正常运行时，瓦斯继电器工作无任何异常。关于瓦斯继电器的运行状态，规程中对其有如下规定：变压器运行时瓦斯保护应接于信号和跳闸，有载分接开关的瓦斯保护接于跳闸。变压器在运行中进行如下工作时应将重瓦斯保护改接信号：用一台断路器控制两台变压器时，当其中一台转入备用，则应将备用变压器重瓦斯改接信号。滤油、补油、换潜油泵或更换净油器的吸附剂和开闭瓦斯继电器连接管上的阀门时。在瓦斯保护及其二次回路上进行工作时。除采油样和在瓦斯继电器上部的放气阀放气处，在其他所有地方打开放气、放油和进油阀门时。当油位计的油面异常升高或吸吸系统有异常现象，需要打开放气或放油阀门时。在地震预报期间，应根据变压器的具体情况和气体继电器的抗震性能确定重瓦斯保护的运行方式。地震引起重瓦斯保护动作停运的变压器，在投运前应对变压器及瓦斯保护进行