变压器差动、瓦斯保护

变压器瓦斯保护动作原因及对策江苏省新沂市供电公司（221000）朱明武汉大学电气工程学院（430000）舒乃秋1前言近年，变压器特别是大型变压器事故较多，电力变压器的电量型继电保护，如差动保护、电流速断保护、零序电流保护等对变压器内部故障是不灵敏的，内部故障主要从匝间绝缘薄弱处击穿短路开始的，短路匝内部的故障电流虽然很大，但反映到线电流却不大，只有故障发展到多匝短路或对地短路时才能切断电源。

变压器内部故障的主保护是瓦斯保护，它能瞬间切除故障设备。

若瓦斯保护动作，变压器开关跳闸，一般情况下，其事故过程已结束，后果比较严重。

因此，必须在瓦斯信号动作时，认真检查，仔细分析，正确判断，立即采取措施。

变压器瓦斯继电器有浮筒式、挡板式、开口杯式等不同型号，目前大多采用QJ-80型瓦斯继电器，其信号回路接上开口杯，跳闸回路接下挡板。

所谓瓦斯保护信号动作，即指因各种原因造成继电器内上开口杯的信号回路接点闭合，光字牌灯亮。

2瓦斯保护动作的主要原因目前在我国电力系统中广泛应用开口杯挡板式瓦斯继电器，QJ型。

2.1瓦斯保护的正确动作情况（1）当油箱内部发生轻微故障，空气进入变压器逐渐聚集在瓦斯继电器上部，迫使继电器内油面下降。

这时，开口杯在空气中的重量加上杯内油重所产生的力矩使开口杯下降并使干簧解点闭合，发出“轻瓦斯”信号。

（2）变压器本体内部严重故障，瓦斯继电器内油流速度大于 1.0～1.4m/s，即油流冲击挡板干簧触点闭合，发“重瓦斯”动作信号并发出跳闸脉冲。

（3）对于有上下开口杯与挡板的复合式瓦斯继电器（FJ 型），当变压器出现严重漏油使油面降低时，首先上开口杯露出油面，发“轻瓦斯”信号；继而下开口杯露出油面后，发“重瓦斯”动作信号并发出跳闸脉冲，以保护变压器。

2.2瓦斯保护的不正确动作情况（1）非内部故障和其它原因产生较大的油流涌动，使重瓦斯接点闭合，发出跳闸脉冲。

（2）由于瓦斯继电器端子盒进水等原因，造成二次回路接并发出跳闸脉冲。

变压器瓦斯保护运行规定
3.12.1运行中的变压器上进行以下工作时，变压器重瓦斯保护应经电
网调度允许后由“跳闸”位置切换为“信号”位置；有可能进入空
气的，工作完后经过8小时无信号发出后再投入“跳闸”位置。

1)瓦斯继电器抽气、放气或开启瓦斯继电器连接油管上的阀
门
2)更换或清理呼吸器的出气门
3)对变压器加油(严禁从变压器底部加油)
4)变压器油路处理缺陷
3.12.2重瓦斯保护是变压器的主保护，差动保护和重瓦斯保护不得同
时退出运行。

3.12.3变压器备用或运行时轻瓦斯保护应投入信号,重瓦斯保护应投
入跳闸。

3.12.4变压器充电运行时重瓦斯保护应投入跳闸。

3.12.5变压器在运行中进行滤油、加油时，应先将重瓦斯保护有跳闸
位置改接信号位置，此时变压器的其它保护装置（如差动等
保护装置）仍应接入跳闸位置。

工作完毕后8小时，方可将
重瓦斯重新投入跳闸位置（期间要放尽气体）；
3.12.6新投产、长期备用和大修后的变压器充电时，须将重瓦斯保护
投入“跳闸”位置，充电正常后，切换到“信号”位置（差动或其
它主保护应投入），经48小时后，检查无气体，再投入跳闸
位置，若还有气体则每隔2小时检查一次，直到无气体时再
投入跳闸位置。

3.12.7变压器油位低至轻瓦斯动作，重瓦斯保护不应改信号位置。

当
油位异常升高时，首先检查冷却系统是否正常，不能冒然将
重瓦斯改投信号，只有确认内部无问题后，才能改投信号。

3.12.8重瓦斯保护的投退须经电网调度和公司主管领导批准。

1.变压器的主保护是差动保护还是瓦斯保护?差动保护和瓦斯保护共同组成变压器的主保护。

差动保护作为变压器内部以及套管引出线相间短路的保护以及中性点直接接地系统侧的单相接地短路保护，同时对变压器内部绕组的匝间短路也能反应。

瓦斯保护能反应变压器内部的绕组相间短路、中性点直接地系统侧的单相接地短路、绕组匝间短路、铁芯或其它部件过热或漏油等各种故障。

由上可以看出，差动保护对变压器内部铁芯过热或因绕组接触不良造成的过热无法反应，且当绕组匝间短路时短路匝数很少时，也可能反应不出。

而瓦斯保护虽然能反应变压器油箱内部的各种故障，但对于套管引出线的故障无法反应，因此，通过瓦斯保护与差动保护共同组成变压器的主保护。

2.试述变压器瓦斯保护的基本工作原理?为什么差动保护不能代替瓦斯保护?瓦斯保护是变压器的主要保护,能有效地反应变压器内部故障。

轻瓦斯继电器由开口杯、干簧触点等组成,作用于信号。

重瓦斯继电器由挡板、弹簧、干簧触点等组成,作用于跳闸。

正常运行时,瓦斯继电器充满油,开口杯浸在油内,处于上浮位置,干簧触点断开。

当变压器内部故障时,故障点局部发生过热,引起附近的变压器油膨胀,油内溶解的空气被逐出,形成气泡上升,同时油和其它材料在电弧和放电等的作用下电离而产生瓦斯。

当故障轻微时,排出的瓦斯气体缓慢地上升而进入瓦斯继电器,使油面下降,开口杯产生的支点为轴逆时针方向的转动,使干簧触点接通,发出信号。

当变压器内部故障严重时,产生强烈的瓦斯气体,使变压器内部压力突增,产生很大的油流向油枕方向冲击,因油流冲击档板,档板克服弹簧的阻力,带动磁铁向干簧触点方向移劝,使干簧触点接通,作用于跳闸。

瓦斯保护能反应变压器油箱内的内部故障,包括铁芯过热烧伤、油面降低等,但差动保护对此无反应。

又如变压器绕组产生少数线匝的匝间短路,虽然短路匝内短路电流很大会造成局部绕组严重过热产生强烈的油流向油枕方向冲击,但表现在相电流上却并不大,因此差动保护没有反应,但瓦斯保护对此却能灵敏地加以反应,这就是差动保护不能代替瓦斯保护的原因。

变压器常见的保护一、油浸式变压器的瓦斯保护在油浸式变压器的实际运行中，油箱内部会发生各种故障，例如：线圈匝间或层间短路、绕组断线、绝缘介质劣化、油面下降、套管内部故障、铁芯多点接地等故障。

线圈匝间或层间短路是指线圈两匝之间或相邻的两层之间由于绝缘破损而造成的短路。

一旦发生短路，容易引起大电流从而烧毁线圈。

相对与匝间短路来说，层间短路更为严重。

绕组断线一般有以下几种原因：线圈接头处焊接不良导致断线、绕组发生短路故障而烧断线圈、雷击引起的绕组断线。

绕组断线会导致低压侧三相电压严重不平衡，同时还会产生电弧，损坏绝缘介质。

油质劣化是由于高温加速劣化、与氧气接触加速氧化、油中进入水分、潮气等因素引起的。

变压器油面下降可能是长期渗、漏油或检修试验人员操作不当引起的。

如果变压器油面下降，会增大油与空气、水分的接触，加速油质劣化，特别是当油面低于散热管的上管口时，油循环散热不能实现，将导致温度剧增，甚至烧坏变压器。

变压器中的铁芯必须可靠接地，因为在变压器运行和试验过程中，铁芯会产生感应电压，达到一定电压会导致金属构件对地放电，所以铁芯及其金属构件必须可靠接地。

但是，铁芯叠片只能允许一点接地，如果铁芯多点接地将形成回路，当磁场穿过时会产生感应电流，影响正常磁路。

由于以上的故障较难发现并及时处理，所以要安装瓦斯继电器来有效减少故障引起的异常或事故。

瓦斯保护的原理可以简单概括如下：油箱内部异常放电会分解绝缘介质，产生气体，造成油箱内气体和油涌动，当涌流增强后会触发瓦斯继电器，引起轻瓦斯报警。

当主变内部发生严重故障时，油箱内涌流突增，使一定量的油冲向瓦斯继电器的挡板，动作于重瓦斯跳闸，使得与主变连接的断路器全部断开。

瓦斯保护反应油箱内各种故障，而且动作迅速、灵敏度高、接线简单，它不能反应油箱外的引出线故障，所以不能单独作为变压器的主保护。

二、变压器的差动保护差动保护是变压器的主保护，主要用来保护变压器绕组内部及引出线上的相间短路故障，也可以用来保护变压器单相匝间短路故障。

电力变压器继电保护设计(设计) 学位论文无需修改。

正文电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件。

为了保证供电的可靠性和系统正常运行，必须根据其容量的大小、电压的高低和重要程度设置相应的继电保护装置。

本设计结合电力变压器运行中的故障，分析了电力变压器纵联差动保护、瓦斯保护及过电流保护等继电保护装置的配置原则和设计方案。

电力变压器的纵联差动保护是一种常见的继电保护装置。

其基本原理是将变压器的高压侧和低压侧的电流进行比较，当两侧电流差值超过设定值时，继电器动作，切断变压器的电源，从而保护变压器。

在配置纵联差动保护时，应根据变压器的容量和结构特点确定保护区域和保护范围，同时还要考虑保护装置的灵敏度和可靠性。

瓦斯保护是针对油浸式变压器的一种继电保护装置。

其原理是通过检测变压器油中的瓦斯浓度，当瓦斯浓度超过设定值时，继电器动作，切断变压器的电源，从而避免变压器发生火灾或爆炸。

在配置瓦斯保护时，应根据变压器的容量和使用环境确定瓦斯浓度的警戒值和动作值，以保证保护装置的准确性和可靠性。

过电流保护是一种常见的继电保护装置，可以用于保护电力变压器和电力系统中其他设备。

其原理是通过检测电流的大小和时间，当电流超过设定值和时间时，继电器动作，切断电源，从而保护设备。

在配置过电流保护时，应根据设备的额定电流和使用环境确定保护装置的额定电流和动作时间，以保证保护装置的准确性和可靠性。

综上所述，电力变压器的继电保护装置是保障电力系统正常运行的重要组成部分，应根据变压器的特点和使用环境选择合适的保护装置，并合理配置，以保证电力系统的安全稳定运行。

1.概述本文将介绍电力变压器的基本概念、故障和不正常运行状态以及保护配置。

同时，本文还将详细介绍___电力变压器继电保护的设计。

1.1 变压器的基本概念变压器是电力系统中常见的一种电气设备，用于改变交流电的电压等级。

变压器的基本原理是利用电磁感应的原理，通过电磁感应作用将电压从一个电路传递到另一个电路中。

变压器瓦斯保护的原理及处理一、动作原理1、轻瓦斯动作原理：轻瓦斯动作是由于气体聚集在朝下的开口杯内使开口杯在变压器油浮力的作用下，上浮接通继电器，发出报警，反应变压器内故障轻微，变压器油受热分解产生了气体。

2、重瓦斯动作原理：重瓦斯是由于变压器内部发生严重故障时，产生强烈的瓦斯气体，使变压器的内部压力突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击挡板，挡板克服弹簧的阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动，使干簧触点接通，跳闸回路接通断路器跳闸。

变压器瓦斯保护的主要元件就是瓦斯继电器，它安装在油箱与油枕之间的连接管中。

当变压器发生内部故障时，因油的膨胀和所产生的瓦斯气体沿连接管经瓦斯继电器向油枕中流动。

若流动的速度达到一定值时，瓦斯继电器内部的挡板被冲动，并向一方倾斜，使瓦斯继电器的触点闭合，接通跳闸回路或发出信号，如图所示：瓦斯继电器KG的上触点接至信号，为轻瓦斯保护；下触点为重瓦斯保护，经信号继电器KS、连接片XE起动出口中间继电器KOM，KOM的两对触点闭合后，分别使断路器QF1、QF2、跳闸线圈励磁。

跳开变压器两侧断路器，即：直流+ →KG →KS →XE →KOM →直流-，起动KOM。

直流+ →KOM →QF1 →YT →直流-，跳开断路器QF1。

直流+ →KOM →QF2 →YT →直流-，跳开断路器QF2。

再有，连接片XE也可接至电阻R，使重瓦斯保护不投跳闸而只发信号。

二、处理方法1、运行中变压器轻瓦斯动作后处理：1）汇报值长，联系检修人员，加强运行监视。

2）立即对变压器进行外部检查：是否漏油，油位是否过低，油温、绕组温度是否升高，变压器是否过负荷，变压器运行声音是否异常，保护装置或二次回路是否有故障，瓦斯继电器是否有气体并判断气量和颜色。

3）若瓦斯继电器内有气体，记录气量并鉴定颜色是否可燃，取样气样和油样色谱分析。

4）若色谱分析判断为空气，则变压器仍可运行；若气体为可燃的，说明变压器故障，必须停止运行；若气体不可燃，但不是空气，进行严密监视，如色谱分析超过正常值，经判断变压器故障，则停止运行。

35kV变电所#1主变差动保护及重瓦斯动作事故分析摘要：35kV变电所运行中通常采用无功补偿和主变调匝来满足对供电利率和供电电压的要求，本文详细阐述了某油田电力部门在这方面的一些具体做法；同时，针对油区光伏并网发电日益发展的当下，对其运行中功率因数的调节进行了针对性的分析，并结合运行实践提出了解决方案，为现场此类问题提供参考。

关键词差动保护；瓦斯保护；变压器油色谱分析引言：2015年8月26日，白豹35kV变电所#1主变差动保护动作，同时伴随着重瓦斯保护动作，在现场情况下，如何尽快判断清楚故障性质、发现故障点并尽快解决考验着我们检修人员的业务素质和处置能力，现将当天保护动作分析及现场处理情况进行阐述。

1.运行现状及保护动作概况电网运行方式白豹35kV变电所电网运行方式为35kV314白王线为进线电源（属于备用电源），经321母联接带白豹#1主变，#2主变热备用，其中#1主变厂家为丹东欣泰，生产日期为2012.09，容量为8000kVA；#2主变厂家为丹东欣泰，生产日期为2011.07，容量为10000kVA。

白豹变当前最高负荷约4804kW，平均负荷4089kW。

1.1 保护动作信息及录波源文件（1）保护动作信息及现场操作情况8月26日14:36分：#1主变比率差动保护动作，全所失压，A相差流7.09A，A相制动值1.52，后台机通讯中断。

14:46分：#2主变332开关遥控合闸失败，就地进行操作成功。

14:58分：#2主变由热备用转运行操作结束。

（当#2主变投入运行时，通讯恢复正常，后台机报警信息上传）14:58分：后台机报，10kVI、II段PT断线，10kVI、II段电容161、162开关低电压保护动作。

（补报信息）14:58分：#1主变轻瓦斯预告，#1主变非电量保护动作，#1主变本体重瓦斯保护动作。

（补报信息）15:01分：后台机报#1主变油温高、有载轻瓦斯报警，有载重瓦斯动作。

（补报信息）15:45分：35kV系统瞬间失压。

变压器差动保护和瓦斯保护不能同时退出
原因
1．瓦斯保护在变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。

当变压器油箱内部故障时，电弧的高温使变压器油分解为大量的油气体，瓦斯保护就是利用这种气体来实现保护的装置。

2. 差动保护的保护范围是变压器两侧电流互感器安装地点之间的区域，包括变压器引出线及变压器线圈发生多相短路、单相严重的匝间短路、在大电流接地系统中线圈及引出线上的接地故障。

可以保护变压器内部及两侧绝缘套管和引出线上的相间短路。

3. 瓦斯保护能反应变压器油箱内的任何故障，包括铁心过热烧伤、油面降低等，但差动保护对此无反应。

如变压器绕组产生少数线匝的匝间短路，虽然短路匝内短路电流很大会造成局部绕组严重过热产生强烈的油流向油枕方向冲击，但表现在相电流上却并不大，因此差动保护没有反应，但瓦斯保护却能灵敏地加以反应。

差动保护和瓦斯保护都是变压器的主保护，若同时退出变压器内部故障或高、低压侧引出线故障时不能迅速切除，会烧坏变压器。

如果变压器后备保
护动作，会引起事故范围扩大。

因此，变压器差动保护和瓦斯保护不能同时退出。