變壓器瓦斯保護動作原因及其處理

甘芳煜

摘 要：在電力系統中，電力變壓器始終占據著舉足輕重的地位，而保護電力變壓器的重要裝置之一就是瓦斯保護。瓦斯保護是油浸電力變壓器平穩運行的重要保證。近幾年，高低等級的變壓站經常出現變壓器跳閘現象，而這種現象多半是因為變壓器瓦斯保護行為引發的，這種保護行為會降低電力系統的供電穩定性，給電力用戶帶來極大的不便。所以，了解變壓器瓦斯保護產生的原因，并針對這些原因，排查并處理故障，才能使電力系統安全有效地為用戶服務。

關鍵詞：變壓器 瓦斯保護 原因

中圖分類號：TM772 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）08（b）-0051-02

1 變壓器瓦斯保護的原理

瓦斯保護的原理就是通過氣態瓦斯繼電器來及時切斷電源，避免發生更大的事故。這些故障主要是短路故障，這些故障可能發生在油箱中，也可能發生在繞組匝中或者是組件之間，也分為短路故障以及斷線故障。另外，絕緣防護措施老化或者絕緣油泄露減少、開關無法良好接觸、導線沒有牢固焊接等，也都有可能導致這些故障的發生。當前，變壓器主流的瓦斯保護器的型號大多是QJ-80，這種型號的結構一般是由上方起封閉作用的浮筒以及下面的金屬遮擋板組成，上方和下方都有汞接觸點，而且可以分別繞軸轉動。在接收信號的線路中連接的是開口杯，在跳閘功能線路下連接的是下擋板，發生保護作用主要是通過以下兩種途徑：第一，不跳閘而只是發出警告；第二，在發出警告的同時跳閘切斷電源。

變壓器日常平穩工作的時候，瓦斯繼電器內部填充滿油，浮筒由于浮力，處在油的上方，汞接觸點是斷開的；擋板受到重力作用，也是下垂的，因此汞接觸點也不是接通狀態。如果出現較小的故障，變壓器內的瓦斯保護氣慢慢地產生氣體，氣體逐漸上飄，進而降低了油位，浮筒也相應地下落，當下落到一定程度時，汞接觸點就會閉合，導致警告回路連通，使瓦斯保護器發出警告，這就是第一種保護動作。如果變壓器出現很重大的故障，瓦斯保護器的氣體產生速度會大大加快，瞬間增大了內部壓力，導致不僅油液面位置受到影響，下方的擋板也會受到油的流動產生的沖擊作用而連帶磁鐵向彈簧移動，移動到一定的距離，汞接觸點就會閉合，使跳閘回路接通，也即第二種保護動作。這種保護動作不僅會發出警告信號，還會切斷變壓器控制的電路，目的是防止事故更加嚴重，變得無法收拾。

2 變壓器瓦斯保護產生原因

2.1 不跳閘而只是發出警告的原因

（1）變壓器只是出現了微小的故障，例如鐵芯過熱、繞組短路、匝間斷線、絕緣層老化、油箱儲油減少等。

（2）金屬接觸點焊接不牢固，從而增加了該點的電阻，發出大量的熱量，因而產生部分瓦斯氣體。

（3）由于變壓器周圍溫度突然下降或油箱內油面泄露降低。

（4）由于機油濾清器和加油，冷卻系統不夠緊密而使空氣進入。

（5）氣體繼電器的信號回路如果出現問題，如接線盒內濕度過高，線路絕緣層老化導致短路或信號中斷。

2.2 同時發出警告和出現跳閘的原因

（1）內部出現極為重大的問題，比如繞組與繞組之間出現短路或繞組與內外金屬連接件出現短路，導致鐵芯或內殼失效。

（2）開關與接線接觸不良。

（3）變壓器附近發生直通短路故障。

3 瓦斯保護處理方法

在較不嚴重的情況下，瓦斯保護僅僅進行保護信號警告，但是在嚴重的情況下，不僅發出警告，還會出現跳閘短路保護手段，當這種情況發生，變壓器開關關閉，使得供電無法繼續，也影響了整個供電的流程。

3.1 不跳閘而只是發出警告的處理方法

在變壓器正常工作時，出現不跳閘而只是發出警告時，負責人需要先返回聲信號，加強監測變壓器的電流和電壓的大小以及溫度的高低；仔細檢查變壓器的外形是否出現異樣。在氣體保護信號被激活之后，氣體是否集中在氣體繼電器中是區分產生原因的基礎判斷手法。由于出現二次故障以及油液面下降，因瓦斯信號的作用，不可能產生氣體。因此，當瓦斯保護器中沒有氣體積聚時，需要先查看變壓器和冷卻系統有無漏油。如果是這樣，立即向上級主管報告，并采取措施防止泄漏；如果不是，需要確定是否由于環境溫度突然降低導致油液面降低，查看變壓器油襯里指示是否準確，以及油路是否堵塞。如果不正常，應該采取適當措施。如果不是由于以上因素導致的，則多半是因為次級信號回路失效，需要檢查并排除故障。

外形檢查之后，假如沒有發現異常，則收集變壓器的氣體，通過專業實驗室人員驗證氣體的組成。如果需要，使用氣相色譜檢測采集的油樣，用來判斷故障的產生原因和后續影響力，進而做出密切監控或者停止運行的處理方式。舉個例子：某個時間點，35kV伏變電站在變壓器大修之后投入使用時，在操作過程中，機器經常發出不跳閘而只是發出警告信號。檢查后，并沒有發現異常情況。因為變壓器已經大修，所以其發生故障的可能性極低，基本可以排除，猜測是因為變壓器油加入變壓器后，短時間靜置，里面還存在著少量的空氣，導致不跳閘而只是發出警告信號在運行過程中頻繁發出。只需要等待信號發出結束，變壓器可以自動正常運行。

3.2 同時發出警告和出現跳閘的處理方法

當運行變壓器同時發出警告和出現跳閘時，變壓器內部出現故障的可能性是很大的。此時，負責人應該馬上登錄相應電腦查看事故信息，掌握事故基本情況；了解變壓器瓦斯保護的基本動作等；現場檢查變壓器兩側開關是否處于開啟位置；壓力釋放裝置是否噴油和噴霧；查看變壓器的外部構造是否被破壞，檢查焊接點是否牢固；檢測每一側的負載運行，如有需要則聯系調度員以減少負載；請求故障檢修處理。

4 結語

只有當電力系統的供電穩定，才能使電力用戶有良好的使用體驗。變壓器瓦斯保護雖然可以避免重大事故的發生，但是也會導致供電中斷的現象，給用戶帶來極大的不便。因此，變電站操作員需要深入了解瓦斯保護的基本原理和發生原因。當出現瓦斯保護時，需要根據現場情況，快速準確地分析故障位置，并盡快采取適當的措施進行處理，這樣才能避免供電系統發生不穩定的情況，有利于電力系統長期有效的發展。

參考文獻

[1] 伊輝杰.淺析油浸式電力變壓器瓦斯保護[J].民營科技，2017（4）：29.

[2] 胡昌明.淺析油浸式電力變壓器瓦斯保護[J].商情，2016（48）：90.

[3] 林建國，張德威，范鎮南.油浸變壓器瓦斯保護動作淺析[J].內江科技，2010（5）：89.

[4] 白雪，佟艷強.淺析油浸式變壓器的瓦斯保護[J].百科論壇電子雜志，2018（3）：570-571.

[5] 趙先臣，原向濤.淺談電力變壓器的瓦斯保護[J].黑龍江科技信息，2009（30）：36-37.