變壓器瓦斯保護及誤動的防范

曹明祥

（廣州華立科技職業學院，廣州 511325）

1 瓦斯保護的工作原理

1.1 氣體繼電器的工作原理

瓦斯保護也叫氣體保護，它的主要器件是氣體繼電器。目前，常用的氣體繼電器是由開口杯和擋板構成的復合式繼電器。復合式氣體繼電器內的上、下方各有一個帶磁力觸點的開口杯。在正常運行狀態時，上下開口杯都浸泡在油內。由于油的浮力作用，開口杯內油的重力及附件所產生的力矩小于平衡錘產生的力矩，開口杯處在上升位置，磁力觸點斷開。當發生輕微故障時會產生較少的氣體，此氣體上升到油面并在繼電器上方聚集，導致油面下降，上開口杯露出油面。嚴重故障時會產生大量的氣體，在氣流和油流的沖擊下，擋板帶動下開口杯轉動，使下方磁力觸點閉合，重瓦斯保護動作，發出斷路器跳閘信號[1]。瓦斯繼電器結構如圖1所示。

圖1 瓦斯繼電器結構

1.2 氣體保護工作原理圖

氣體保護工作原理，如圖2所示。圖2中KG1是氣體繼電器的輕瓦斯接點。當變壓器內部出現輕微故障時，輕瓦斯接點KG1閉合，接通信號繼電器1KS，發出輕瓦斯動作信號。當變壓器內部嚴重故障時，重瓦斯接點KG2閉合，接通2KS信號繼電器和中間繼電器KM，發出重瓦斯動作信號，并作用于斷路器跳閘。

圖2 氣體保護原理接線圖

1.3 引起瓦斯保護動作的原因

第一，變壓器內部存在故障，包括繞組相間短路、單相接地短路、匝間短路、繞組斷線、鐵芯故障以及分接開關故障等。這些故障將導致變壓器內部出現放電火花或繞組過熱，從而引起變壓器油或絕緣材料分解，產生H2、CO、CO2以及低分子烴類氣體。這些氣體會隨著油流的循環與涌動上升積聚在瓦斯繼電器頂部，使繼電器內部油面降低，從而引起瓦斯保護動作，發出信號或作用于跳閘[2]。第二，空氣進入變壓器。空氣進入變壓器后匯聚在氣體繼電器上部，迫使繼電器內油面降低。第三，變壓器內油位降低[3]。第四，瓦斯繼電器二次信號回路故障。

2 瓦斯保護動作的處理程序

首先，做消音處理。其次，檢查瓦斯動作類型，如果是重瓦斯動作，應立即將備用變壓器投入使用，并報告有關領導。再次，檢查變壓器的油面是否降低，并做好記錄。最后，查看瓦斯繼電器中有沒有氣體，如果有氣體，則應觀察氣體的顏色，判斷瓦斯性質[4]。另外，要根據色譜分析的結果，決定變壓器是否停運。

3 瓦斯保護誤動作的防范

變壓器在運行過程中，瓦斯保護誤動作涉及到設計、制造、運行維護和檢修等多方面的因素。第一，針對空氣進入油箱引起的誤動作，安裝氣體繼電器前應檢查口徑、流速是否正確，是否有合格證書，并關好放氣閥門，同時解體、清洗，以檢查零部件是否齊全，各部件尺寸是否符合要求。為了防止斷路器誤動作，應將重瓦斯接點切換至信號位置，打開瓦斯繼電器內的放氣閥門[5]，待空氣排盡（一般需要2～3天）。第二，針對二次回路發生絕緣損壞、接地短路故障引起的誤動作，未能很好地解決防油問題，導致漏油腐蝕電纜絕緣。氣體繼電器引出線不要采用橡膠絕緣電纜，應當采用耐油絕緣電纜。此外，瓦斯繼電器的引出線應從下面進入接線箱，電纜在上面，并分別接在端子排的兩側。防雨措施不當時，瓦斯繼電器端子盒或者電纜接線端子易進水。引線排列應使重瓦斯跳閘端子與正極隔開，戶外變壓器瓦斯繼電器的端蓋要有可靠保護，以免水分侵入。對于其他接線問題，在投入運行前應對導線進行外觀檢查，檢查其是否被老鼠、白螞蟻咬壞，并用搖表進行絕緣檢測，還要防止重瓦斯干簧接點玻璃管破裂導致絕緣不良。第三，針對操作人員按動或誤碰實驗探針引起的誤動作，跳閘實驗用的探針其外罩在運行中不準旋下，須在外罩涂以紅漆以示警告。此外，運行中變壓器瓦斯保護繼電器的實驗探針嚴禁按動。第四，針對在變壓器運行中進行濾油、補油、放油、放氣或二次回路上工作而引起的誤動作，必須將重瓦斯連接片切換至信號位置。第五，針對震動引起的誤動作，在地震期間應當根據具體情況確定重瓦斯保護的運行方式。

4 結語

本文介紹了變壓器瓦斯保護的工作原理和引起瓦斯保護動作的原因，講解了瓦斯保護動作的處理程序，分析了引起瓦斯保護誤動作的原因，并提出了防止誤動作的各種措施和方法，對于電力系統的設計、運行、維護和檢修具有非常重要的指導意義。