變壓器瓦斯保護及誤動防范研究

摘 要：變壓器瓦斯保護是其內部故障的主要保護技術設置之一。本文在分析了變壓器瓦斯保護原理及動因的基礎上，就瓦斯保護的誤動作防范提出了具體的防范措施，具有積極的現實應用推廣意義。

關鍵詞：變壓器；瓦斯保護；誤動作防范

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.153

1 概述

變壓器瓦斯保護是根據變壓器內部故障產氣和油流設計的一種非電量保護，變壓器瓦斯保護是其內部故障的主要保護技術設置之一，當發生短路、絕緣擊穿等故障時，瓦斯保護設計能夠及時產生保護。也包括繞組的匝間、鐵心和開關等變壓器內部各種部位的過熱性過障和放電性故障，以及由于油面出現大幅降低等。瓦斯保護具有靈敏度高、動作迅速、安裝簡便等優勢，是差動保護中其他手段無法替代的，但在實際運行中也會因為其他原因而發生誤動。

2 變壓器瓦斯保護原理及動因

2.1 變壓器瓦斯保護工作原理

變壓器油箱內發生故障時，在短路電流和短路點電弧的共同作用下，使變壓器中的油和其他絕緣材料在受熱條件下出現分解而產生氣體，因氣體相對較輕而出現從變壓器的油箱向油枕上部流動現象，當這種故障達到一定程度后，變壓器中的油會急速膨脹并產生大量氣體，這時，油流和氣流就會劇烈的向油枕沖擊。這種產生的可燃氣體被稱之為瓦斯氣體?；谶@一特點，安裝在變壓器油箱和油枕之間的聯接管道中的氣體繼電器構成反應氣體變化以實現裝置保護效果，這一機理被稱之為瓦斯保護。根據故障嚴重程度的不同，瓦斯保護分為輕瓦斯保護和重瓦斯保護。與之對應的，瓦斯保護動作分為輕瓦斯保護動作和重瓦斯保護動作。

2.2 變壓器瓦斯保護動因

根據瓦斯保護分為輕瓦斯保護和重瓦斯保護這一特點，導致變壓器瓦斯保護動作發生的原因又分為輕瓦斯動因和重瓦斯動因。（1）輕瓦斯動作原因：因濾油、加油或者冷卻系統不嚴等因素導致空氣流入變壓器；溫度下降或漏油導致變壓器中的油面低于氣體繼電器輕瓦斯浮筒之下；變壓器油發生分解，并產生CO2、CO、氫氣以及低分子烴類氣體等，導致變壓器中的繼電器內油面下降，引發瓦斯信號動作；變壓器中的絕緣受阻；發生穿越性短路故障；變壓器發生二次回路故障等等。（2）重瓦斯動作原因：二次回路故障；變壓器絕緣長期應用出現老化、鐵芯故障等等；變壓器中的油箱出現嚴重漏油，導致變壓器中的油面出現急劇的下降；變壓器內部出現單相匝間短路或者單相接地短路等嚴重事故，導致油箱分解出大量氣體。

2.3 變壓器瓦斯保護動作控制

在給變壓器充油或者注入新油后，為了防止油中的空氣在變壓器中帶負載而受熱上升，需要經常性地打開瓦斯繼電器中的放氣閥門；當空氣流入到繼電器時，會使瓦斯繼電器發生保護動作；為防止信號或者斷路器發生誤動，可以采用壓板將瓦斯保護切換到作用信號，直到其不再存在空氣溢出為止。微防止因油的流動或氣流沖擊導致瓦斯繼電器節點閉合等，應在瓦斯繼電器中設定自保持回路。

3 變壓器瓦斯保護誤動防護措施

變壓器在實際運行過程中，常常由于設計制造、運行維護以及瓦斯繼電器運行的可靠性等因素的存在，導致瓦斯保護出現誤動。因此，要根據導致變壓器瓦斯誤動的原因，采取有效措施，要做到最大限度地杜絕瓦斯保護誤動的發生。因此，要從設備的安裝、投運以及日常的檢修、運行和維護等各個環節做好防范。

3.1 安裝及投運

應將瓦斯繼電器安裝在變壓器與儲油柜的聯接管路上，具體安裝時：應關嚴氣體繼電器管道上面的碟閥，如果碟閥難以關嚴或者出現氣體異常時，應盡量排放完油枕中的油，防止變壓器在作業過程中溢出過量的油；在安裝新的氣體繼電器之前，要對其進行全面的檢查，例如口徑、流速是否正確，器件內部、外部有無損傷，合格證明是否齊備。還要認真檢查變壓器設備中的檔板、浮筒以及信號、跳閘接點等處的動作是否安全可靠，要關嚴放氣閥門；應按照水平要求安裝氣體繼電器，確保安裝后的氣體繼電器頂蓋標示的箭頭與油枕一個方向，管路軸線往油枕方向允許一定的偏斜，但與水平面的傾斜不得超過4%；變壓器在投入運行之前，要對其絕緣性能進行遙測和傳動試驗；認真做好保護接線，防止導電桿轉動以及小瓷投頭發生漏油，操作時應避免帶電作業；當氣體繼電器充滿油后要打開閥門，放空氣體，如果油枕帶有膠囊，應盡量不采取充油放氣的辦法，以降低氣體進入到油枕造成的隱患等。

3.2 檢修及維護

對安裝運行中的變壓器做好日常的檢修、運行和維護，做好防水防潮和絕緣檢查。首先是要做好斷路器內部受潮防護。斷路器遇水受潮會導致電流泄露超標，甚至會發生爆炸。為了做好斷路器受潮防護，在檢修時要嚴格做好設備密封，給設備加裝好防雨帽。其次是做好絕緣桿受潮閃絡防護。絕緣桿受潮后在實際應用過程中容易發生沿面閃絡而誘發事故，因此，在檢修絕緣桿時不能簡單沖洗或換油，要根據油耐壓值情況作出適當處理，例如，當油耐壓值低于25kV時，要根據變壓器工藝導則對絕緣桿作烘干處理，并在烘干后還要對其耐壓以及泄露電流情況進行試驗，只有滿足相應要求才能繼續使用，否則要及時進行更換，防止埋下安全隱患。再次是做好解體檢查。新的國產斷路器在安裝之前需要作相應的解體和清洗，主要是檢查設備的尺寸是否滿足實際要求，設備零部件是否齊全以及是否清洗等，以保證新安裝的國產斷路器安全穩定的運行。

3.3 瓦斯保護動作后處理

根據重瓦斯動作和輕瓦斯保護動作的不同，做好相應的處理措施。例如：針對重瓦斯保護處理，應先對變壓器外部進行全面檢查，檢查變壓器的外部有無漏油、噴油現象，測量變壓器絕緣電阻以及二次回路瓦斯是否保護誤動等等，若發現有故障要及時安排檢修人員作出處理。針對輕瓦斯保護處理，若發生動作要及時進行記錄，并根據信號的間隔時間、強弱等對故障程度作出相應的判斷，以及油循環系統、繼電器設備等，并做好記錄進行預判。

參考文獻：

[1]蔡利梅.變壓器瓦斯保護及誤動作的防范[J]黑龍江科技信息，

2016（20）：20.

[2]熊超.變壓器瓦斯保護及誤動作防范[J]機電信息，2010（24）：97-98.

作者簡介：孫濤（1985-），男，安徽合肥人，大專，助理工程師，主要從事變壓器的瓦斯保護及誤動防范研究。endprint