淺談強迫油循環風冷變壓器的瓦斯保護動作原因

安利凱

（本鋼板材股份有限公司能源總廠，遼寧 本溪 117000）

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淺談強迫油循環風冷變壓器的瓦斯保護動作原因

安利凱

（本鋼板材股份有限公司能源總廠，遼寧 本溪 117000）

摘 要：在電力系統運行當中，變壓器出現瓦斯保護動作是一類典型故障。變壓器瓦斯保護動作的原理基本一致。但其中各類細致的原因不盡相同。本文結合本鋼濱河變電所6號主變重瓦斯保護動作跳閘故障，分析并總結了變壓器瓦斯保護產生的幾種典型原因，總結動作原理，提升認識，采取相對應措施，進而保障此類變壓器穩定運行。

關鍵詞：強迫油循環；變壓器；瓦斯保護；原因；措施

0. 前言

變壓器是供配電系統單元中主要的電類設備之一，其在發電廠和變電站當中的作用不可替代。在變壓器的運行過程中，由于受到銅損和鐵損等因素影響便會產生發熱，而這種熱量的產生會直接影響到變壓器當中絕緣材料的性能和使用壽命。為了避免或減少發熱所帶來的一系列不利因素，采用恰當的冷卻方式成為變壓器運行不可缺少的環節。在諸多冷卻方式中，采取強迫油循環風冷是實現變壓器冷卻方式較為經濟且有效的一種。強迫油循環風冷變壓器應用較為普及，更為深入掌握其相關性能十分必要。

1. 強迫油循環風冷變壓器及瓦斯保護工作原理

1.1 強迫油循環風冷變壓器冷卻原理。強迫油循環風冷變壓器的冷卻原理是采取一種動力循環裝置將變壓器中的熱油抽出，并強制打入冷卻器中。冷卻器采用風冷形式，多為風扇吹風散熱方式，在經過冷卻器后，油進入變壓器底部，在經過鐵芯和繞組時將銅損和鐵損產生的熱量帶走，采取該方式冷卻比自然對流效率提高近3倍，進而使得變壓器在許可溫度下運行。這種運行冷卻方式還可以提升變壓器容量近30%。

1.2 瓦斯保護工作原理。變壓器的瓦斯保護是當變壓器油箱內部發生故障時，受到故障點電流和電弧等作用因素影響，變壓器中的絕緣油會與其他絕緣材料在局部產生受熱現象進而分解產生一些氣體。由于氣體密度小，單位質量較輕，產生的這些氣體就會由油箱向油枕的上部流去。受故障程度的影響，氣體的產生量也不相同，一旦故障嚴重，大量和劇烈的氣體就會使得繼電器產生接點動作，進而發出報警信號或自動切除變壓器，進而實現保護變壓器的作用。

2. 強迫油循環風冷變壓器瓦斯保護典型故障經過及原因

2.1 故障經過。2014年本鋼濱河變電所6號主變重瓦斯保護動作跳閘。事故發生后，站所值班人員立即對變壓器進行外觀檢查，經查無明顯噴油、滲油現象，并對瓦斯繼電器內產生的氣體做點燃試驗，氣體不可燃。相關技術人員也對6號主變做了接觸電阻、搖絕緣等試驗，并取油樣進行分析，均未查出異常問題。因重瓦斯保護動作，對變壓器本體的主保護，未查明原因前，不能強送電，因此在變壓器靜置3小時以后，發現3號風機組顯示出滲油現象。

2.2 事故原因。3號風機組滲油現象的發現使得故障原因得以分析并查出。經分析故障的原因是強油循環導致風機散熱管處從縫隙處吸入氣流，大量的氣流上涌、聚集于瓦斯繼電器處，較大速度導致重瓦斯保護動作。在關閉通往3號風機組的上、下擋板后，6#主變恢復運行。

3. 變壓器瓦斯保護產生的幾種典型原因

透過該起典型故障，暴露出對強迫油循環風冷變壓器重瓦斯保護動作的原因認識不足，因而導致不能迅速做出正確判斷，造成延遲6#主變送電時間。因此，有必要分析探討強迫油循環風冷變壓器重瓦斯保護動作原因，以達到提高值班人員故障判斷的快速性和準確性。

3.1 變壓器內部故障。當變壓器內部出現匝間短路，鐵芯過熱，分接開關或內部接頭接觸不良或燒毀；對地絕緣擊穿，相間絕緣擊穿都將產生大量的熱能，并使油分解出可燃性氣體，向油枕（儲油柜）方向流動，導致重瓦斯保護動作。此類故障可通過取油樣分析，得出結論。

3.2 變壓器的密閉性。該類型故障與文中的典型故障相一致，除風冷系統故障外，還有密封墊老化、法蘭結合面失效、焊接處砂眼等密封性問題均會造成主變進氣進而產生瓦斯保護。這類故障歸結起來均是由于密封不嚴導致空氣進入進而產生瓦斯保護。這種問題一般還會在新投入運行的變壓器由于未經真空脫氣時產生重瓦斯保護動作。此外冷卻器的操作不當例如進油閥門誤關閉，油泵本身故障以及油泵窺視玻璃破裂等都會給變壓油中的氣體產生影響，進而造成變壓器瓦斯動作。

3.3 瓦斯繼電器的密封及接線的防水問題。大多數情況下采用圓柱形瓷套管作為瓦斯繼電器的接線端子絕緣，其一般均固定在繼電器頂蓋上的接線盒里。但如果密封不好，在受到外界如淋雨等因素的干擾時，雨水就會進入接線盒內，雨水的進入可造成瓦斯繼電器接點的短接，進而造成跳閘回路的接通。一旦出口繼電器兩端的電壓達到其動作電壓時，會使得變壓器兩側的斷路器跳閘。因此瓦斯繼電器的密封及接線的防水問題也是較為重要的因素之一。

3.4 呼吸系統故障。變壓器呼吸系統故障在一般情況下是由于呼吸系統不順暢，并在一定作用下突然暢通時，會使得氣囊中的氣體快速排出到外界。這樣會導致變壓器油受到高壓氣體因素影響從瓦斯繼電器排入到油枕，產生油流沖擊，產生瓦斯保護動作。

4. 瓦斯保護動作的預防

通過對變壓器瓦斯保護產生的幾種典型原因分析，可以得出以下幾種預防措施：首先要保證瓦斯繼電器連接管上的閥門位置的準確性，其次就是要通過各種手段保證變壓器的密封性，無論各個環節都需要采取可靠的措施得以保證。例如瓦斯繼電器防水罩一定牢固可靠；瓦斯繼電器接線端子處不應滲油，且應能防止雨、雪、灰塵的侵入，電源及其二次回路要有防水、防油和防凍的措施，并要在春秋二季進行防水、防油和防凍檢查以及冷卻裝置運行良好。此外變壓器呼吸器處于正常工作狀態也是預防瓦斯保護動作的重要環節。

結語

隨著科學技術和經濟的發展，供電的安全可靠性更加重要。變壓器的安全運行影響電網供電的持續性和穩定性。從各種角度避免強迫油循環風冷變壓器的故障跳閘，成為變電站管理者和技術人員的必要技能，并成為變電站安全穩定運行的基礎。

參考文獻

［1］陳德桂.提高油浸式變壓器瓦斯保護可靠性的措施［J］.計量與測試技術，2014（3）：16-17+19.

中圖分類號：TM41

文獻標識碼：A