油浸式电力变压器瓦斯继电器控制原理分析油浸式电力变压器瓦斯继电器控制原理分析

油浸式电力变压器瓦斯继电器控制原理

分析

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摘要：详细介绍了油浸式电力变压器瓦斯继电器工作原理，图文并茂的介绍

了轻瓦斯和重瓦斯两种电力变压器重要保护的动作原理。

1.引言

瓦斯继电器是油浸式电力变压器的一种保护装置，装在变压器的储油柜和油

箱之间的管道内，利用变压器内部故障而使油分解产生气体或造成油流涌动时，

使瓦斯继电器的接点动作，接通指定的控制回路，并及时发出信号告警（轻瓦斯）或启动保护元件自动切除变压器（重瓦斯）。一般容量在800kVA以上的油浸式

变压器均有瓦斯继电器。

2.瓦斯继电器工作原理

瓦斯继电器又称气体继电器，是一种保护装置，反映变压器内部故障，它一

般安装在变压器油箱与储油柜之间的管道内。

轻瓦斯主要反映在运行或者轻微故障时由油分解的气体上升入瓦斯继电器，

如果变压器内部故障是局部放电或铁芯故障，造成过热而分解绝缘油，产生的气

体通向油箱上部，流过连接管道而聚集在瓦斯继电器油腔上部，迫使油位下降，

使浮子接通而发生报警信号，简称轻瓦斯保护。

重瓦斯主要反映在变压器严重内部故障。当变压器内部出现故障时，故障电

流产生的电弧会使绝缘物和变压器油分解，从而产生大量气体，这些气体夹带变

压器油冲向变压器油枕。在变压器与其油枕之间设有专用的瓦斯继电器，油、气

流经过时引起其动作，简称重瓦斯保护。

3.瓦斯保护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。瓦斯保护动作迅捷、灵敏可靠而且结构简单。但是它不能反映油箱外部电路DC CXS 动作原理

在瓦斯气体保护继电器内，上部是一个密封的浮筒，下部是一块金属挡板，两者都装有密封的水银接点。浮筒和挡板可以围绕各自的轴旋转。如下图：

图2：瓦斯继电器内部结构简图

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；当浮筒不能由于自身重量而下垂时，其水银接点也是断开的。

（1）轻瓦斯动作原理

当变压器油箱内部发生故障时，故障点温度上升，导致故障点周围的油温随之上升，继而导致溶解于油内的空气变少，多余的空气会被挤出，同时若有局部放电或者电弧现象发生，会将绝缘油电离分解，产生瓦斯气体。当故障比较轻微时，故障产生的气体比较少，形成的气泡较小，这些气泡最终汇集在瓦斯继电器拱顶位置，迫使继电器内部的油位缓慢下降，导致漂浮于油面的上浮子也随之下降，到达设定值后，磁触点式水银接点闭合，接通报警回路，发出轻瓦斯动作信号。当变压器漏油时，同样由于油面下降而发出轻瓦斯信号。

图3．轻微故障产生气体图4.油位下降触电闭合，产生信号

（2）重瓦斯动作原理：

当变压器油箱内部发生严重故障时，油箱内产生大量气体，变压器油箱和油枕之间连导管中出现强烈的油流。当油流流速达到整定速度值时，油流对挡板冲击力克服弹簧的作用力，挡板被冲动，带动磁铁向干簧触点方向移动，使水银触点闭合，发出跳闸脉冲，断开变压器各电源侧的断路器。其动作原理如下列图所示：

图5 重瓦

斯动作原理-

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图6 重瓦斯动作原理-2

4.瓦斯继电器动作的主要原因

（1）空气进入运行中的变压器

①．变压器换油、补油时，被换或补的油未彻底进行真空脱气处理，或者未

严格按真空注油工艺进行，使油中的空气附着在铁芯、绕组、附件表面上及有机

固体绝缘材料孔隙中，这些气体在变压器投入运行后通过油的对流循环、变压器

铁芯的磁滞现象，逐渐汇集、上升到瓦斯继电器内，引起动作信号。

②.变压器呼吸器更换吸附剂后，静置时间较短，空气未彻底排净，由呼吸

器进入本体循环，进而进入瓦斯继电器引起信号动作。

③.热油循环的变压器潜油泵密封不良，因油泵工作时产生的微负压导致空

气进入变压器本体循环，聚集在瓦斯继电器内造成瓦斯信号动作。

（2）环境温度骤然下降，变压器本体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原因引起触点闭合，造成瓦斯信号动作。

（4）变压器内部存在放电或过热故障，引起固体绝缘材料分解，变压器油

分解，并产生氢气、一氧化碳、二氧化碳，低分子烃类气体，这些气体随油的对

流循环逐渐变成大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。

参考文献

[1] 咸日常，电力变压器运行与维修，中国电力出版社，2014

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