试述变压器瓦斯保护信号动作原因与处理方法

主变瓦斯保护动作故障分析与处理王非1，马雁2（1.中电投河南电力有限公司技术信息中心，河南郑州450001；2.郑州电力高等专科学校电力工程系，河南郑州450000）摘要：针对某火电厂#2主变A相故障跳闸瓦斯保护动作这一现象，进行色谱分析，根据故障特征气体查找故障发生原因，提出本次故障是由于套管装配不到位造成底部接触面发生严重烧蚀，产生气体，致使变压器瓦斯动作跳闸，并对暴露出的问题进行正确的故障处理。

关键词：变压器气体继电器瓦斯保护色谱分析中图分类号：TM411文献标识码：B文章编号：X(2016)03-010-03１基本情况某火电厂＃２主变采用上海阿海珐变压器有限公司生产的户外三台单相变压器ＤＦＰ－２４００００／５００，额定容量３×２４０ＭＶＡ，额定电压比５５０－２×２．５％／２２ｋＶ，单相、双线圈铜绕组、无载调压、油浸式、强迫油循环风冷，２００９年１１月投运。

故障发生前，＃２机组有功功率３１２ＭＷ，无功功率１３．３１ＭＶＡ，主变Ａ相高压侧电流７３１Ａ，设备运行正常。

２０１４年６月２８日２时１６分，＃２主变Ａ相故障跳闸，出现“主变轻瓦斯、重瓦斯”动作，检查主变外观无异常，检查瓦斯继电器内有气体。

２气体继电器保护原理气体继电器又称瓦斯继电器，是利用变压器内故障时产生的热油流和热气流推动继电器动作的元件，是变压器的保护元件。

电力变压器运行规程［１］规定“８００ｋＶＡ及以上油浸式变压器必须装设瓦斯保护”。

瓦斯继电器装在变压器的油枕和油箱之间的管道内，如果充油的变压器内部发生放电故障，放电电弧使变压器油发生分解，产生甲烷、乙炔、氢气、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷等多种特征气体，故障越严重，气体的量越大，这些气体产生后从变压器内部上升到上部的油枕的过程中，流经瓦斯继电器。

若气体量较少，则气体在瓦斯继电器内聚积，使浮子下降，使继电器的常开接点闭合，作用于轻瓦斯保护发出警告信号；若气体量很大，油气通过瓦斯继电器快速冲出，推动瓦斯继电器内挡扳动作，使另一组常开接点闭合，重瓦斯则直接启动继电保护跳闸，断开断路器，切除故障变压器。

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。

变压器瓦斯继电器动作原因的分析及处理作者：苏悦蔡希来源：《科学与技术》2018年第22期摘要：本文首先介绍了变压器瓦斯继电器动作原理，然后从其内部故障与辅助系统故障两方面分析了动作出现的主要原因，最后提供了具体处理方法。

旨在为有关人员提供参考，降低变压器瓦斯动作事故的发生率，创造稳定、安全的运行环境。

关键词：变压器；瓦斯继电器；工作原因引言变压器的良好运作离不开瓦斯继电器的支持，其能真实反映油箱内部故障问题，比如油面下降、铁心过热等等。

若变压器绕组某些线匝短路，短路电流会瞬间增大，导致绕组过热，形成较大的油流去撞击油枕。

但体现在相电流上则不会如此灵敏，所以差动保护无法发挥作用，但瓦斯继电器却能对此发生灵敏动作。

1.瓦斯继电器动作原理分析1.1轻瓦斯继电器一旦变压器油位下滑或者变压器在故障点的影响下出现局部高热，将会导致周围的变压器油迅速膨胀，油内溶解的气体变成气泡升高，瓦斯继电器上方储存气体，造成开口杯位置下降，让磁铁向着干簧触点移动逐渐连接在一起，从而发生预警信号。

1.2重瓦斯继电器瓦斯继电器衔接油管的进口和挡板相对，若变压器内出现重大故障时会产生诸多气体，这些气体从本体向油枕冲击，减少挡板上重锤作用与弹簧阻力，促进磁铁朝着干簧触点迁移，让永久性磁铁接近干簧触点，发出预警信号或者开启跳闸回路。

2.瓦斯继电器动作主要原因2.1内部故障若变压器内部出现匝间短路、铁心多点接地以及绝缘破坏等问题时，会形成诸多热能，促使油分解形成气体逐渐向着油枕靠拢，一旦流速大于继电器的整定值，后者的挡板遭受冲击，断路器瞬间跳闸，进而防止事故进一步发展。

此外，继电器中的气体集中到大于集齐盒的标准值时，便可连接继电器的信号触点，发出预警。

所以，若变压器内油位升降频率过快，油中气体迅速分离导致变压器跳闸，相关人员要及时检测防爆孔、油枕等构件能否喷油；检测变压器外壳和盖板之间的密封圈能否因为油膨胀被破坏，造成外壳流油；检测所有焊缝有无开裂情况，外壳有无突起等等。

变压器瓦斯保护动作的原因与处理方法摘要瓦斯保护和差动保护是保证变压器安全运行的有效措施。

本文介绍了变压器瓦斯保护的工作原理、瓦斯保护动作的原因与处理方法及日常维护过程中应注意的问题。

关键词变压器；瓦斯保护；维护0 引言电力系统是发射台的重要组成部分，而变压器是电力系统的重要设备之一。

我局各直属台的主变大部分采用的是户外、油浸式有载调压变压器。

若变压器出现故障将对电力系统的正常运行带来影响，势必影响到电台的安全传输发射。

为保障变压器的安全运行，必须装设性能良好、动作可靠的保护装置，如差动保护、瓦斯保护等。

瓦斯保护是确保油浸式变压器安全运行的有效措施之一。

瓦斯保护的主要优点是动作迅速、灵敏度高、能有效反应变压器油箱内的故障。

包括：油箱内的短路故障、铁芯故障、绕组断线及绝缘劣化和油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。

一般容量在800kV A及以上油浸式变压器均设有瓦斯保护。

我局所属各台主变的瓦斯继电器大部分采用的是QJ系列。

1 瓦斯保护的工作原理瓦斯保护继电器安装于变压器油箱和储油柜（油枕）的通道上，为了便于气体运动，在安装时使变压器油箱顶盖及连通管与水平面稍有倾斜。

在瓦斯保护继电器内，上部是一个密封的浮筒，下部是一块金属档板，两者都装有密封的水银接点。

浮筒和挡板可以围绕各自的轴旋转。

在正常运行时，继电器内充满油，浮筒浸在油内，由于油的浮力作用，处于上浮位置，水银接点处于断开位置；档板则由于本身重量而下垂，其水银接点也是处于断开位置。

当变压器内部发生轻微故障时，故障产生的微弱电弧使变压器油及绝缘物分解产生气体，由于气体产生的速度较缓慢，气体上升至储油柜途中首先积存于瓦斯继电器的上部空间，使油面下降，浮筒随之下降而使水银接点闭合，接通延时信号，这就是所谓的“轻瓦斯”动作；当变压器内部发生严重故障时，则产生强烈的瓦斯气体，油箱内压力瞬时突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击瓦斯继电器的档板，档板克服弹簧的阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动，使水银触点闭合，接通跳闸回路，使断路器跳闸，这就是所谓的“重瓦斯”动作。

变压器瓦斯保护动作后的检查与处理变压器的瓦斯保护是保护变压器内部故障的主保护。

当变压器内部故障不大时，变油内产生气体，使轻瓦斯动作，发出信号。

例如，变压器绕组匝间与层间局部短路，铁芯维良以及变压器严重漏油.油面下降，轻瓦斯均可起到保护作用。

当变压器内部发生严重故障，如一次绕组故障造成相间短路，故障电流使变压器内产烈的气流和油污冲击重瓦斯挡板，使重瓦斯动作，断路器掉闸并发出信号。

运行中,发现瓦斯保护动作并发出信号时，应做以下几方面的检查处理:(1)只要瓦斯保护动作，就应判明故障发生在变压器内部。

(2)如当时变压器运行无明显异常，可收集变压器内瓦斯气体，分析故障原因。

(3)取变压器瓦斯气体时应当停电后进行，可采用排水取气法，将瓦斯气体取至试管(4)根据瓦斯气体的颜色和进行点燃试验，观察有无可燃性气体，以判断故障部位和性质。

(5)若收集到的气体无色、无味且不可燃，说明瓦斯继电器动作的原因是油内排出的引起的;若收集到的气体是黄色、不易燃烧，说明是变压器内木质部分故障;若收集到的气体是淡黄色、带强烈臭味并且可燃，说明绝缘纸或纸板故障;若收集到的气体为灰色或黑色、易燃。

说明绝缘油的出现问题。

对于室外变压器,可以打开瓦斯继电器的放气阀，检验气体是否可燃。

如果气体可燃，则开始燃烧并发出明亮的火焰。

当油开始从放气阀外溢时，立即关闭放气阀门。

注意:禁止在变压器室内进行点燃试验，应将收集到的瓦斯气体，拿到安全地方去进行点燃试验。

判断气体颜色要迅速，否则气体颜色很快会消失。

(6)瓦斯保护动作未查明原因，为了证实变压器的良好状态，可取出变压器油样做简化试验，看油耐压是否降低和油闪点是否下降，如仍然没有问题，应进一步检查瓦斯保护二次回路，看是否可能造成瓦斯保护误动作。

(7)变压器重瓦斯动作时，断路器掉闸，未进行故障处理并不能证明变压器无故障时，不可重新合闸送电。

(8)变压器发生故障后,应立即上报,确定更换和大修变压器的方案，提出调整变压器负荷的具体措施及防止类似事故的反事故措施。

试述变压器故障原因分析及解决措施摘要:变压器在电力系统和供电系统中占有十分重要的地位。

本文对变压器运行中的异常现象及故障原因进行了分析，并对这些故障提出了解决的方法。

关键词:变压器异常运行故障分析变压器是一种静止的电气设备，一般由铁芯、绕组、油箱、绝缘套管和冷却系统等5个主要部分构成。

为了保证变压器的安全运行，电气运行人员必须掌握有关变压器运行的基本知识，加强运行过程中的巡视和检查,做好经常性的维护和检修以及按期进行预防性试验，以便及时发现和消除绝缘缺陷。

对变压器运行过程中发生的异常现象，应及时判断其原因和性质，迅速果断地进行处理,以防止事故扩大而影响正常供电。

一、变压器出故障的异常运行1、声音异常①当有大容量的动力设备起动时，由于负荷变化较大，使变压器声音增大。

如变压器带有电弧炉、可控硅整流器等负荷时，由于有谐波分量，变压器的声音会变大。

②过负荷会使变压器发出声音很高而且沉重的“嗡嗡”声。

③个别零件松动使变压器发出强烈而不均匀的噪声，如铁芯的穿芯螺丝夹得不紧使铁芯松动等。

④内部接触不良或绝缘有击穿，变压器发出“劈啪”声。

⑤系统短路或接地，因通过很大的短路电流,使变压器发出很大的噪声。

⑥系统发生铁磁谐振时，变压器发出粗细不均的噪声。

2、正常负荷和正常冷却方式下，变压器油温不断升高由于涡流或夹紧铁芯用的穿芯螺丝绝缘损坏，均会使变压器的油温升高。

涡流使铁芯长期过热而引起硅钢片间的绝缘破坏，这时铁损增大油温升高。

而穿芯螺丝绝缘破坏后,使穿芯螺丝与硅钢片短接,这时有很大的电流通过使螺丝发热，也会使变压器的油温升高。

3、继电保护动作继电保护动作一般说明变压器内部有故障。

瓦斯保护是变压器的主要保护,它能监视变压器内部发生的大部分故障，经常是先轻瓦斯动作发出信号，然后重瓦斯动作跳闸。

轻瓦斯动作的原因有以下几个方面：①因滤油、加油和冷却系统不严密，致使空气进入变压器。

②温度下降和漏油使油位缓慢降低。

③变压器内部故障，产生少量气体。

变压器瓦斯保护原理及案例分析摘要：变压器的瓦斯保护是反映变压器内部各种故障，与主变二套不同类型的差动保护共同构成完整的变压器主保护。

本文对瓦斯保护的工作原理、保护范围、实验项目、运行注意事项进行了分析，并结合黄渡站瓦斯保护的动作案例进行探讨分析，并提出了一定的防误措施。

关键词：瓦斯、有载瓦斯、主变、非电气量1 引言黄渡站是华东电网中一个超大型枢纽站，总的变电容量为3000MV A。

目前有四台为500千伏联变。

黄渡站目前使用的电力变压器均为油浸式变压器。

本人自工作以来经常参加了5号主变、6号主变的扩建，3号主变的调换，积累了一定关于变压器的安装、调试、启动操作、检修及日常运行工作的知识，现就变压器的瓦斯保护原理作一介绍，并结合瓦斯保护动作案例分析进行探讨，从而明确变电运行工作中的注意事项和处理措施。

2 瓦斯保护原理2.1 工作原理瓦斯保护属非电气量保护之一，是大型变压器的主保护之一。

能较灵敏的反映变压器内部各类故障，对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、绝缘劣化、油面下降、有载调压开关接触不良（有载调压气体保护反映）等故障均能灵敏动作。

变压器的绕组装在油箱内，并利用变压器油作为绝缘和冷却介质。

当变压器的内部发生故障时，由于故障电流产生的电弧会使绝缘物和变压器油分解，从而产生大量的气体，由于油箱盖沿气体继电器的方向有1%——1.5%的升高坡度，连接气体继电器的管道也有2%——4%的升高坡度，故强烈的油流和气体将通过连接管冲向变压器油枕的上部，其强烈程度随故障的严重程度不同而不同。

瓦斯保护就是利用反应气体状态的瓦斯继电器（又称气体继电器）来保护变压器内部故障的。

用于告警的气体继电器有开口杯、干簧触点等组成。

用于跳闸的气体继电器由挡板、弹簧、干簧触点组成。

正常运行时，气体继电器中充满油，开口杯浸在油内，处于上浮位置，干簧触点断开。

当变压器内部发生故障时，故障点局部变热，引起附近的变压器油膨胀，油内融解的空气被逐出，形成气泡上升，同时油和其他材料在电弧和放电作用下电离而产生气体。

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。

瓦斯保护频繁动作的原因分析气体继电器保护（也称瓦斯保护）是油浸式电力变压器内部故障的一种基本保护。

近几年来，由于多种原因导致气体继电器频繁动作，引起运行、检修、试验人员广泛重视，共同关心气体继电器的动作原因、判断和处理方法，以避免误判断造成的设备损坏或人力、物力浪费。

一、动作原因（一）变压器内部故障当变压器内部出现匝间短路，绝缘损坏、接触不良、铁芯多点接地等故障时，都将产生大量的热能，使油分解出可燃性气体，向油枕（储油柜）方向流动。

当流速超过气体继电器的签定值时，气体继电器的档板受到冲击，使断路器跳闸，从而避免事故扩大，这种情况通常称之为重瓦斯保护动作。

当气体沿油面上升，聚集在气体继电器内超过30ml时，也可以使气体继电器的信号接点接通，发出警报，通常称之为轻瓦斯保护动作。

例如：（l）某台220kV、120MVA主变压器瓦斯保护动作，经试验和吊芯检查判断为35kV侧B相统组上部匝间绝缘损坏，形成层或匝间短路造成的。

（2）某台220kV、60MVA的主变压器轻、重瓦斯保护动作，经综合分析和放油检查确定为63kV侧B相套管均压球对升高座放电造成的，与推断吻合，避免了吊芯检查。

（3）某台35kV、4．2MVA的主变压器，轻瓦斯保护一天连续动作两次，色谱分析为裸金属过热，经测直流电阻力分接开关故障，吊芯检查发现分接开关的动静触点错位2／3，这是引起气体继电器动作的根本原因。

（二）附属设备异常1．呼吸系统不畅通变压器的呼吸系统包括气囊呼吸器，防爆筒呼吸器（有的产品两者合一）等。

分析表明，呼吸系统不畅或堵塞会造成轻、重瓦斯保护动作，并大多伴有喷油或跑油现象。

例如，某台110kV、63MVA主变压器，投运半年后，轻、重瓦斯保护动作，且压力阀喷油。

但色谱分析正常，经检查，轻、重瓦斯保护动作的原因为变压器气囊呼吸堵塞。

又如某台220kV、120MVA 主变压器，在气温为33～35℃下运行，上层油温为75～80℃。