变压器瓦斯保护产生原因与处理

摘要:电力变压器是电力系统中重要的电气设备之一,为保证变压器的安全稳定运行,必须配置相应的保护装置。而瓦斯保护是油浸式电力变压器的主要保护之一,是确保变压器安全稳定运行的有效技术措施。近年来各等级变电站时常发生由于变压器瓦斯保护动作而引起变压器跳闸的故障,使电力系统和变压器供电可靠性都受到影响;因此变电运行人员必须掌握变压器瓦斯保护动作的原因,才能针对故障现象进行检查与处理。

关键词:瓦斯动作的原因检查处理方法

1.变压器瓦斯保护工作原理

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问的短路、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或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。目前变压器瓦斯继电器大多采用QJ一80型继电器,在瓦斯保护继电器内,上部是一个密封的浮筒,下部是一块金属档板,两者都装有密封的水银接点。浮筒和档板可以围绕各自的轴旋转。其信号回路接上开口杯,跳闸回路接下档板。而瓦斯保护动作有两种:1) 轻瓦斯动作:仅发信号而不跳闸。2) 重瓦斯动作:跳闸或发信号。

当变压器正常运行时,气体继电器内充满油,浮筒浸在油内,处于上浮位置,水银接点断开;档板则由于本身重量而下垂,其水银接点也是断开的。

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(即瓦斯继电器内上开口杯的信号回路接点闭合),接通延时信号;这就是所谓的“轻瓦斯”保护信号动作。

当变压器内部发生严重故障时,则产生强烈的瓦斯气体,使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(即瓦斯继电器内下挡板的跳闸回路接点闭合),接通跳闸回路,使断路器跳闸,这就是所谓的“重瓦斯”保护动作。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。

2. 变压器瓦斯保护动作的原因

(1)轻瓦斯保护动作的原因

1)变压器内部发生轻微故障,如变压器匝间和层间短路、铁芯局部发热故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等。

2)变压器绕组接头焊接不牢,接触电阻过大,引起发热产生少量气体;

3)因环境温度骤然下降或者变压器本体长期漏油致使油面低于气体继电器轻瓦斯浮筒以下。

4)因滤油、加油戓冷却系统不严密以致空气侵入变压器内。

5)瓦斯继电器二次信号回路故障,包括气体继电器接线盒进水、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。

以上原因均可能引起轻瓦斯保护信号动作。

(2)重瓦斯保护动作的原因

1)变压器本体内部发生严重故障。如油箱内的绕组多相短路、绕组与铁芯或与外壳间的短路、铁芯故障、套管内部故障等。

2)分接开关接触不良或导线。

3)变压器近区发生穿越性短路故障。

以上原因均可能引起重瓦斯保护动作。

3.瓦斯保护动作后的检查处理方法

瓦斯保护动作,轻者发出轻瓦斯保护动作信号,重者发出重瓦斯保护动作,跳开变压器开关,导致变压器马上停止运行,不能保证供电的可靠性。

(1)轻瓦斯保护信号动作的检查处理方法

变压器运行中,当发出轻瓦斯保护动作信号后,变电值班人员首先应复归音响信号,密切监视变压器电流、电压和温度的变化;立即对变压器进行外观检查。瓦斯保护信号动作后气体继电器内是否有气体聚集,是区别信号动作原因的最基本原则。因二次回路故障和油位降低引起瓦斯信号动作不可能产生气体,所以当继电器内无气体聚集时,应逐步判断:首先巡视检查变压器本体及冷却系统是否有渗漏油现象,若是,应立即向上级调度和主管领导汇报,采取堵漏措施;若不是,则应判断是否因环境温度骤然下降引起油位降低,此时必须观察变压器油枕油位指示位置是否正常,油道是否阻塞,若不正常,应采取相应措施。若不是上述原因引起,则二次信号回路故障的可能性较大,必须检查消除二次回路缺陷。

经过外观检查后,如未发现异常现象,应收取变压器的瓦斯气体,由化验人员验明气体的性质,必要时取油样进行气相色谱分析,判断故障的性质、发展趋势、严重程度,根据分析结论采取继续监视运行或停运处理。

例如:在某年某月35kV博鳌变电站由于1﹟主变大修后投入运行,运行中后台机时常会发出轻瓦斯保护动作信号,经检查未发现其他异常,排除不是主变压器故障,而是由于大修后加入变压器内的变压器油静置时间较短,使得空气未彻底排净,导致变压器运行中时常发出

轻瓦斯保护动作信号,则恢复信号后,变压器可继续运行。

(2)重瓦斯保护动作的检查处理方法

运行中的变压器发出重瓦斯保护动作跳闸信号,则首先考虑该变压器有内部故障的可能。对这种变压器的处理应十分谨慎。此时变电值班人员应立即查看后台电脑的事故报文,了解发生事故的情况;记录保护动作情况、事故时间和变压器动作跳闸时的电压、电流波动情况;复归后台机事故报警音响;然后到现场对故障主变进行外部检查,检查看主变各侧开关是否在分闸位置,检查油温、油色、油位是否正常,瓦斯继电器内有无气体,油面是否正常,压力释放器是否动作,有无喷油和喷烟现象;检查主变外壳有无变形,焊缝是否开裂喷油;后台电脑和测控屏检查各等级母线PT的电压是否正常;监控各侧负荷运行情况,出现过负荷的,及时联系调度进行减负荷;联系调度,拉开主变各侧开关的隔离开关,形成明显断开点隔离故障主变;联系调度,申请故障主变转为本体检修处理。若瓦斯保护动作是因为主变内部故障引起,由当值运行人员或通知相关专业人员收集继电器气样、油样和本体油样,分别做色谱分析。若上述检查均正常,则应检查直流系统绝缘是否接地,二次回路有否故障,以判断保护是否误动或者断路器误动;若确定是二次回路引起误动作时,可在差动、过流保护投入的情况下将重瓦斯保退出,空载试送变压器并加强监视。

4. 结束语

为了保证电力系统供电的可靠性,运行中若因发生瓦斯保护动作,变压器开关跳闸故事故,一般情况下,其事故过程已结束,后果比较严重。故作为变电运行人员必须掌握瓦斯保护动作的原因,在发生瓦斯保护动作信号时,依据动作现象,查明动作的原因,作出正确判断,才能立即采取相应的措施进行处理,避免事故发生,保证变压器安全稳定运行。