電力變壓器氣體繼電器保護的探討

周鳳鳴

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.24.017

摘 要：電力變壓器的工作對于電力系統來說非常重要，電力變壓器一旦出現故障可能會造成電力系統的異常，因此，電力變壓器中通常會安裝氣體繼電器來進行保護，一旦電力變壓器出現問題，氣體繼電器會發出信號或者是采用跳閘方式進行斷電。

關鍵詞：電力變壓器 氣體繼電器 保護

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（c）-0017-02

當前，電力變壓器中用來進行電力和元件保護的主要裝置就是氣體繼電器。這種氣體繼電器的保護性能較強，運轉起來比較簡單，非常實用。了解電力變壓器氣體繼電器的工作原理和工作情況，能夠及時排除故障，確保電力變壓器的正常工作。

1 氣體繼電器的工作原理

氣體繼電器是至今研制出來的工作原理簡單、設備制作相對省力，也能夠在大量使用中節省投資的一種保護裝置。氣體繼電器的應用可以在電力變壓器出現各種故障時第一時間反映出來，避免變壓器短路、鐵芯故障、套管內部故障、繞組斷線或絕緣劣化和油面下降對電力變壓器工作帶來的不良影響，有效避免了故障的擴大化，還保護了電力的輸送。其工作原理充分利用了氣體壓力的特點。在氣體繼電器中，主要有一個上部的浮筒，下部有一塊金屬擋板，這兩部分都有密封起來的水銀接點。正常情況下，繼電器內通常裝滿油，這樣，浮筒就會浮在油上，擋板有一定的重量所以沉在油底，上下的水銀接點是碰觸不到的。但是當輕微故障時，氣體繼電器中氣體產生的速度緩慢，這種情況下氣體逐漸積聚，迫于氣體的壓力，繼電器的油面下降，這時浮筒下的水銀點和擋板上的水銀點會接在一起，隨即延時信號被接通。

2 氣體繼電器的保護范圍

氣體繼電器一般是保護電力變壓器短路、漏油或者接觸不良的故障，避免這些故障帶來更大的傷害。由于氣體繼電器的反應比較靈敏，所以能夠較早地反映故障，可以在故障還未造成大的危險時及時反映出來。氣體繼電器所保護的范圍是電力變壓器的內部，對于外部的故障無法進行反映。但是假如電力變壓器受到了外部的因素影響導致產生震蕩，氣體繼電器也可能產生誤判。

3 氣體繼電器的安裝和使用

3.1 安裝方式和注意事項

3.1.1 安裝方式

氣體繼電器只有正確安裝，才能發揮良好的作用。氣體繼電器需要安裝在變壓器油箱與儲油柜之間的連接管道中。在安裝時，要考慮到氣體繼電器的靈敏度和可靠性，要確保變壓器郵箱內部產生的氣體全部順利進入到氣體繼電器中，在氣體充滿繼電器后，又可順利進入儲油柜中。

3.1.2 注意事項

（1）將導油管裝在變壓器頂蓋的最高處。

由于氣體繼電器需要氣體的進入和排出，還必須避免氣體會留在繼電器的頂蓋處或者留在導油管中，因此在安裝氣體繼電器時需要和變壓器的頂蓋保持略微的升高坡度。

（2）導油管和氣體繼電器法蘭盤在內徑上要相同。

一般來說，導油管的內徑要與氣體繼電器法蘭盤的內徑要相同，如果法蘭盤之間采用了襯墊，那么襯墊的內徑必然要大于法蘭盤的內徑，以避免襯墊受到壓力在延伸時有效內徑更加縮小，導致無法使用[2]。

（3）設置平板型閥門。

氣體繼電器和儲油柜相連，在二者之間的導油管上應設置平板型閥門，一般在進行實驗時儲油柜中不需要放油。

3.2 氣體繼電器的使用

電力變壓器中，氣體繼電器的使用也必須遵守一定的規定。一般來說，氣體繼電器的使用需要區分輕氣體保護和重氣體保護，在輕氣體保護時一般會發出保護信號，提醒使用者進行相應的檢查，在重氣體保護時就會實現跳閘，避免故障事態的擴大化。而在氣體繼電器需要進行濾油、補油、更換硅膠或者是需要處理呼吸器的時候，就應該先把重氣體保護改成輕氣體保護，這樣就不至于跳閘，在完成這部分工作后，再恢復重氣體保護的功能。如果變壓器的油位異常升高或者油路出現了異常情況，那么可能就需要查找問題原因，這時也需要把氣體繼電器的重氣體保護跳閘改為信號保護。但是如果是變壓器大量漏油的情況下，就不能關閉重氣體保護的功能。另外，在氣體繼電器出現輕氣體保護動作時，可能并不是變壓器出現問題，而是油中有空氣逸出或強迫油循環系統吸入空氣引起，并且持續輕氣體保護也可能造成跳閘，在維修時，應先將重氣體保護動作改投信號，再進行檢修[3]。

4 氣體保護動作的主要原因及處理措施

4.1 動作原因

4.1.1 電力變壓器內部出現故障

電力變壓器內部出現故障時，氣體繼電器就會發生一定的動作處理。一般情況下，變壓器如果在進行一些常規操作時出現不當的情況，就容易產生輕氣體動作。比如變壓器在加油、濾油、換油或換硅膠過程中，都可能產生漏氣的情況；繼電器的溫度下降或者是出現漏油情況，也會使油面降低，造成輕氣體動作；油箱的輕微震動可能會產生少量的氣體。另外，氣體繼電器本身出現短路或者是回路的故障可能會出現輕氣體動作；變壓器發生了穿越性的短路故障，雖然不會對變壓器及電路本身造成大的損害，但是氣體繼電器也可能受到溫度上升的影響，使油的體積膨脹，造成輕氣體動作。但在變壓器內部發生嚴重的回路故障、近區穿越性短路故障時，就會發生重氣體動作。

4.1.2 輔助設備出現故障

電力變壓器中還有一些輔助設備，這些輔助設備通常有呼吸系統、冷卻系統、散熱系統等，還有一零配件出現問題，也可能導致氣體繼電器發生動作。比如變壓器的呼吸系統中氣囊堵塞，就會造成氣體繼電器發生動作，還可能產生噴油、漏油的現象。冷卻系統漏氣或者閥門阻塞都可能使得氣體繼電器產生動作。如果潛油泵被損壞，也可能導致可燃性氣體進入到氣體繼電器中，發生保護動作。總之，這些輔助設備中的問題大都是出現了漏氣、阻塞、產生氣體、漏油等情況，促使氣體繼電器發生動作。

4.1.3 放氣操作出現異常

如果外界氣溫較高，變壓器的負荷較大時，應進行放氣，在進行放氣操作時，要比較緩慢地打開放氣閥，逐漸放氣，如果一下子操作幅度過大，油枕內的空間壓力突然降低，就可能引發重氣體動作。

4.2 處理措施

一旦氣體繼電器出現保護動作后，說明電壓器有一定的問題，所以要立即進行故障的排查和處理。在氣體繼電器出現保護動作之后，要先對變壓器進行檢查，最關鍵的是查找動作原因，然后對癥下藥。如果是因為出現了空氣積聚的情況，應該找到進氣原因，并且檢查氣體是否為可燃性氣體。可燃性氣體的出現說明屬于變壓器內部的故障，而普通空氣的話則是變壓器或繼電器出現了漏氣情況。正常情況下，只要出現了氣體繼電器的保護動作，那么電力變壓器就應該先停止運行，查明事故原因并解除危險之后再投入運行。

5 結語

綜上所述，氣體繼電器在電力變壓器的工作運行中起著重要的保護作用，工作人員可以通過氣體繼電器的反應動作來判斷電力變壓器的故障情況，并且也方便了電力變壓器的檢修。需要注意的是，相關工作人員在進行故障檢修時，必須要重視對氣體的檢驗，以避免發生比較危險的情況，確保電力變壓器在維修之后可以正常運行。另外，相信隨著電力技術的不斷發展，電力變壓器的保護措施也會越來越簡便和完善。

參考文獻

[1] 楊雷.淺談電力變壓器故障與故障診斷分析[J].江西建材，2016（17）：223，225.

[2] 李海津.大型變壓器的安裝及調試技術[J].中國新技術新產品，2016（12）：63-64.

[3] 尹義武，曾春花.淺析電力變壓器繼電保護設計[J].科技傳播，2010（18）：45，53.