變壓器本體瓦斯保護誤動分析及防范措施

崔厚洋

摘 要：針對由于運行、維護不當等多種原因造成變壓器本體瓦斯保護誤動而導致的變壓器跳閘問題，進行了較為深入的分析，并從安裝、投運、檢修、運行、檢驗等方面提出了治理措施。

關鍵詞：變壓器；瓦斯；保護；誤動

氣體繼電器是變壓器產品的一種重要保護組件，當變壓器內部有故障，而使油分解產生氣體或造成油流沖擊時，繼電器瓦斯的接點動作，給出信號或自動切除變壓器。可近年來很多電力企業發生了由于變壓器本體瓦斯保護誤動而引起變壓器跳閘的故障，這種誤動作使電力系統和變壓器可靠性運行水平和電力用戶供電可靠性都受到影響；同時鑒于瓦斯保護裝置對反映變壓器繞組匝間短路或內部絕緣電弧的故障高度靈敏性和重要作用，一旦誤動必須徹底查清誤動原因，變壓器本體無故障后方可投運，從而增加了大量現場工作，因此必須采取措施杜絕瓦斯保護誤動。

目前各電力變壓器廠家廣泛使用雙浮子擋板式氣體繼電器，QJ型，也經常使用進口繼電器，例如德國EMB。下面就氣體繼電器的動作行為作以簡單分析：

1 氣體繼電器的正常動作情況

a.當油箱內部發生輕微故障，變壓器內的絕緣件或油產生氣體匯集在氣體繼電器內。對于50或80型氣體繼電器，其內積聚氣體數量達到250～300ml時，使氣體繼電器上浮子下降，上浮子上的磁鐵使繼電器內的干簧觸點動作，發“輕瓦斯”信號。

b.變壓器本體內部有嚴重故障，引起油的大量分解，產生的氣體在聯管內產生很高的流速，當對于80型繼電器當油流速度大于1.0～1.5m/s時，油流沖擊擋板，下浮子動作，發“重瓦斯”動作信號并發出跳閘脈沖。

c.當變壓器出現嚴重漏油使油面降低時，首先上浮子動作，發出“輕瓦斯”信號；如果故障得不到及時處理油位繼續下降下浮子的位置也繼續下降，達到設定的位置時，發“重瓦斯”動作信號并發出跳閘脈沖，以保護變壓器。

2 氣體繼電器的不正常動作情況

a.非變壓器內部質量故障和其它原因產生較大的油流涌動，使重瓦斯接點閉合，發出跳閘脈沖。

b.由于氣體繼電器端子盒進水等原因，造成二次回路短接并發出跳閘脈沖。

c.操作人員誤碰探針等，使重瓦斯接點閉合，發出跳閘脈沖。

對于變壓器誤動作情況大多數都是由上述a類情況造成。對于b類情況現在電力企業及變壓器生產企業在配置氣體繼電器時都要求帶有防雨罩，以避免繼電器進水帶來的麻煩。對于c類，只要提高操作人員的細心度，也是能夠避免的。對于非變壓器內部故障造成的較大涌流主要與變壓器的冷卻結構有很大的關系，下面進一步闡述。

就變壓器的冷卻形式而言，主要為自然油循環冷卻方式，即ONAN，ONAF和強迫油循環冷卻，即OFAF，ODAF，OFWF，ODWF四種。對于ONAN因沒有控制箱進行控制，可不必考慮。其它冷卻方式的結構可分為以下幾種：

1 散熱器+風機結構

散熱器本身或通過母管對稱或不對稱地排布在變壓器的高低壓兩側，風機掛于散熱器的下部。

2 軸流泵+散熱器+風機

散熱器通過母管對稱或不對稱地排布在變壓器的高低壓兩側，風機掛于散熱器的下部，下部母管通過軸流泵與變壓器相連。

3 風冷卻器或水冷卻器

具有一定冷卻容量的冷卻器本身或通過母管（集中冷卻）與變壓器相連。

以上幾種冷卻方式在變壓器制造廠家都會通過專門的控制系統對其進行分段的開斷智能控制，在變壓器不同的運行狀態下改變冷卻設備的起停，以利于變壓器的經濟運行及對冷卻設備的缺陷進行維護檢修。但對冷卻設備的突然起停勢必會造成變壓器油的非正常流動，當傳遞到氣體繼電器后可能會造成氣體繼電器的誤動作。

另外，全國已發生多起因波紋式儲油柜卡澀使瓦斯保護誤動導致變壓器跳閘故障。對以上諸多情況分析可以看出，變壓器本體瓦斯保護誤動涉及到設計制造、運行維護、瓦斯繼電器運行的可靠性等多方面因素，因此必須采取有力措施進行全方位、全過程、各環節治理，以達到杜絕瓦斯保護誤動的目的。

1 安裝與投運

a.變壓器投運前應確認儲油柜、冷卻裝置、凈油器等油系統閥門均在正確的開啟位置，保證油路暢通。

b.為防范不對稱啟/停潛油泵，造成較大的油流涌動，冷卻器分成2組，每組潛油泵環變壓器對稱布置。

2 檢修、運行與維護

2.1 運行操作與維護

a.強油循環變壓器應對稱投入相應臺數的冷卻器，冷卻器工作、輔助、備用的設定應符合廠家規定；按負荷或油溫啟/停冷卻器時，應保證所選冷卻器對稱運行；當冷卻裝置電源全部失去，恢復電源時應逐臺對稱間歇（間隔時間不小于2min）投入相應臺數的冷卻器，變壓器運行中嚴禁用分段開關啟/停冷卻器。

b.500kV變壓器在任何運行方式下，禁止同時投入2組及以上冷卻器；工作電源切換前，應保證只有1組冷卻器工作，其余冷卻器切換至停運位置，電源切換后逐臺恢復至原運行方式。

2.2 冷卻裝置控制系統注意事項

a.檢修人員在查找控制系統故障原因和修復工作中，嚴禁頻繁啟/停潛油泵。

b.冷卻裝置電源的分段開關運行中在合位，當檢修需要其斷開時，潛油泵停、投的操作均應逐臺對稱間歇進行。

2.3 檢修工作

a.變壓器運行中進行濾油、補油、更換潛油泵、冷卻器、凈油器和呼吸器或其內的吸濕劑工作時，本體重瓦斯保護切換為信號方式。

b.運行中的變壓器冷卻器油回路、通向儲油柜各閥門由關閉位置旋轉至開啟位置時；以及當油位計的油面異常升高或呼吸系統有異常現象，需要打開放油或放氣閥門時，應先將變壓器本體重瓦斯保護切換為信號方式。

c.波紋式儲油柜應保證動作靈活，杜絕出現卡澀現象。

3 注意事項

a.應定期全面檢查瓦斯繼電器各部位元器件狀態完好，嚴格按規程檢驗，做到方法正確、整定準確、動作可靠。

b.應有可靠有效的防雨、防潮、防振動措施，防止由于環境原因造成瓦斯保護誤動。

c.變壓器運行中，防止誤碰探針。

在采取上述措施之后，由于變壓器本體瓦斯保護誤動導致變壓器跳閘的現象將會大大減少。