变压器瓦斯保护的探讨

变压器瓦斯保护的探讨2009-4-5 13:06:00李士贤供稿摘要：变压器瓦斯保护具有动作快、灵敏度高、结构简单，能反映变压器油箱内部各种类型的故障，特别是当绕组短路匝数很少时，故障循环电流很大，可能造成严重过热，但外部电流变化很小，各种反映电流的保护难以动作，瓦斯保护对这种故障具有特殊优越性。

本文中详细阐述了油浸式电力变压器瓦斯保护装置的基本工作原理、保护范围、安装方式、日常巡查项目、运行状态和瓦斯保护装置信号动作的原因及其事故分析诊断的基本原则与处理方法，并提出了反事故措施。

关键词：瓦斯保护；变压器油箱内部；瓦斯继电器1 变压器瓦斯保护工作原理变压器瓦斯保护是内部故障的主要保护元件，对变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。

当油浸式变压器的内部发生故障时，由于电弧将使绝缘材料分解并产生大量的气体，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。

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。

浮筒和档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，处于上浮位置，水银接点断开；档板则由于本身重量而下垂，其水银接点也是断开的。

当变压器内部发生轻微故障时，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”：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rh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”。

重瓦斯动作，立即切断与变压器连接的所有电源，从而避免事故扩大，起到保护变压器的作用。

瓦斯继电器有浮筒式、档板式、开口杯式等不同型号。

目前大多采用QJ一80型继电器，其信号回路接上开口杯，跳闸回路接下档板。

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 瓦斯保护的保护范围瓦斯保护是变压器的主要保护之一，它可以反映油箱内的一切故障。

包括：油箱内的多相短路、绕组匝间短路、绕组与铁芯或与外壳问的短路、铁芯故障、油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。

瓦斯保护动作迅速、灵敏可靠而且结构简单。

但是它不能反映油箱外部电路（如引出线上）的故障，所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。

另外，瓦斯保护也易在一些外界因素（如地震）的干扰下误动作，对此必须采取相应的措施。

3 安装方式瓦斯继电器安装在变压器到储油柜的连接管路上，安装时应注意：首先将气体继电器管道上的碟阀关严。

如碟阀关不严或有其他情况，必要时可放掉油枕中的油，以防在工作中大量的油溢出。

新气体继电器安装前，应检查有无检验合格证明，口径、流速是否正确，内外部件有无损坏，内部如有临时绑扎要拆开，最后检查浮筒、档板、信号和跳闸接点的动作是否可靠，并关好放气阀门。

气体继电器应水平安装，项盖上标示的箭头方向指向油枕，工程中允许继电器的管路轴线方向往油枕方向的一端稍高，但与水平面倾斜不应超过4％。

打开碟阀向气体继电器充油，充满油后从放气阀门放气。

如油枕带有胶囊，应注意充油放气的方法，尽量减少和避免气体进入油枕。

进行保护接线时，应防止接错和短路，避免带电操作，同时要防止使导电杆转动和小瓷头漏油。

投入运行前，应进行绝缘摇测及传动试验。

4 试验项目4.1瓦斯继电器的检验4.1.1瓦斯继电器内部和机械部分的检验玻璃窗、放气阀、探针处和引出线端子等应完整不渗油。

拆、接引线时，防止引线端子跟随一起转动。

浮筒无裂纹及凹凸处、玻璃窗应完整清晰明亮无裂纹线。

水银接点的水银面应清洁光亮，摇动分、合时水银流动灵活，不应挂在玻璃壁和电极上，电极和极尖应光亮呈银白色。

水银接点柱焊接牢固，根部套软塑料管加固；接点引线长短应合适，能任意弯曲，无断股现象；瓷珠应完整光滑无毛刺。

水银接点应固定牢固。

接点距离正常时，有一极浸入水银中的长度应不小于4mm。

其它类型继电器的接点正常时，两极应断开。

接点引钱的极性，为经常浸入水银中的接点接正极。

若未经常浸入水银中接点接正极时，由于水银蒸气是导体的原故，长期运行，接点可能损坏，甚至可能使瓦期保护动作。

可动部分应灵活，动作可靠，返回无卡住现象。

浮筒型瓦斯继电器水银接点的位置应调整在当浮简浮起时，接点之间的距离不小于4mm。

当浮筒下沉使水银接点恰好接触闭合时，浮筒尚能继续向下沉方向偏转约5。

，以保证接点闭合可靠。

4.1.2瓦斯继电器的密封试验在密封试验前检查水银接点有无因水银蒸气所造成的通路，可用2500V摇表测量接点间绝缘电阻应不小于5OMQ，且无瞬间闪光和放电发光现象。

若用交流1O00V耐压时，良好的接点不发光，不良的接点则发出强烈的紫光。

将浮筒与水银、干簧接点放人注有变压器油的试验器内，加1.5个大气压在保持油温在9O～95。

C的情况下，连续的密封性试验。

浮筒重量试验前后相差不大于0·1g；观察判断接点的完好性，轻轻摇动水银接点，如发现水银面上出现细长薄膜或水银分裂成小珠，则是接点有渗油现象。

4.1.3瓦斯继电器的接点蒸发试验用玻璃烧杯，注入适量变压器油，将水银接点置于油的上部，接点处于断开位置，软线露出油面，用电炉加热保持油温在～8O℃，连续2h，水银应无蒸发现象。

若电极和玻璃管壁上附有水银珠或负极上挂有水银霜，则是接点有蒸发现象。

4.1.4瓦斯继电器定值整定检验轻瓦斯整定：当壳内聚积250～300cm。

的空气时，应能可靠动作。

重瓦斯整定：自然油冷却的变压器为0.8～1.Om／s油流速，能可靠动作；强迫油循环冷却的变压器为1.O～1.2m／s油流速，能可靠动作。

4.1.5瓦斯继电器接点工作可靠性检验接点连续断开和闭合额定电压和电流1O次，应无弧光和烧焦点痕迹。

接点接触电阻不大于1Q。

4.2瓦斯保护的安装检验变压器顶盖沿瓦斯继电器方向应有1～15％的升高坡度。

变压器本体至油枕的油管沿瓦斯继电器方向应有2-4％的升高坡度。

但瓦斯继电器应保持水平位置。

变压器的防爆管应与油枕连通。

瓦斯继电器的安装应保证油流箭头方向朝向油枕侧。

瓦斯继电器两侧油管应为同一内径的管子，与油管用法兰连接处，若使用耐油橡皮衬垫时，其孔径应比油管内径略大，以免妨碍油的流速。

瓦斯继电器通向油枕的阀门应开通，且阀门直采用平板式，不宜用球形阀门。

瓦斯继电器的引线端子和放气阀门应不渗油。

瓦斯继电器的安装位置应保证便于观察油面及取气样的电气安全距离。

瓦斯继电器的引出线应采用防油导线，经过中间端子盒再联至电缆。

引出钱应有几个弯曲处，以免油经毛细效应从引出线流到电缆。

中间端子盒应有密封良好的防雨措施，电缆应为铠装，埋入地下部分应有铁管保护。

瓦斯保护的绝缘检验。

①采用1000V摇表测定水银接点绝缘电阻不小于50MQ，二次回路绝缘电阻不小于l MQ：②对水银接点及二次回路用交流1000V电压耐压lmin或用摇表测定，应无闪光和放电现象。

瓦斯保护的整组织检验。

①用打气法检验瓦斯动作发信号②用动作探针或短路接点的方法检验重瓦斯保护回路结线正确良好，动作于跳闸；③对有强迫油循环冷却的变压器应开、停循环泵试验，瓦斯继电器应不动作。

4.3瓦斯保护的检验周期瓦斯保护全部检验结合变压器大修进行。

每年要进行1—次tl,o1～检查、绝缘检验及整组检验。

每2～3年对运行变压器的瓦斯继电器进行内部和机械部分的检验。

5 日常巡视项目电力变压器运行规程DL／T572—95（以下简称“规程”）规定在变压器的日常巡视项目中首先应检查气体继电器内有无气体，对气体的巡视应注意以下几点：气体继电器连接管上的阀门应在打开位置。

变压器的呼吸器应在正常工作状态。

瓦斯保护连接片投入应正确。

油枕的油位应在合适位置，继电器内充满油。

气体继电器防水罩一定牢固。

继电器接线端子处不应渗油，且应能防止雨、雪、灰尘的侵入，电源及其二次回路要有防水、防油和防冻的措施，并要在春秋二季进行防水、防油和防冻检查。

6 运行变压器在正常运行时，瓦斯继电器工作无任何异常。

关于瓦斯继电器的运行状态，规程中对其有如下规定：变压器运行时瓦斯保护应接于信号和跳闸，有载分接开关的瓦斯保护接于跳闸。

变压器在运行中进行如下工作时应将重瓦斯保护改接信号：①用一台断路器控制两台变压器时，当其中一台转入备用，则应将备用变压器重瓦斯改接信号。

②滤油、补油、换潜油泵或更换净油器的吸附剂和开闭瓦斯继电器连接管上的阀门时。

③在瓦斯保护及其二次回路上进行工作时。

④除采油样和在瓦斯继电器上部的放气阀放气处，在其他所有地方打开放气、放油和进油阀门时。

⑤当油位计的油面异常升高或吸吸系统有异常现象，需要打开放气或放油阀门时。

在地震预报期间，应根据变压器的具体情况和气体继电器的抗震性能确定重瓦斯保护的运行方式。

地震引起重瓦斯保护动作停运的变压器，在投运前应对变压器及瓦斯保护进行检查试验，确认无异常后，方可投入。

7 瓦斯保护信号动作的主要原因若瓦斯保护动作，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，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，是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，轻瓦斯动作。

接点闭合的原因一般有以下几方面。

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，使干簧触点闭合，发出轻瓦斯信号。

空气进入运行中的变压器有3种途径：①变压器在换油、补充油时，欲换或补加的油未彻底进行真空脱气处理与严格按真空注油工艺进行，使油中的空气，附着在铁心、绕组，附件表面的空气及有机固体绝缘材料孔隙中的空气，在变压器投入运行后通过油的对流循环，变压器铁心的磁路伸缩，逐渐汇集，上升到瓦斯继电器内，引起信号动作。

②变压器热虹吸器更换吸附剂（如硅胶）后，油浸及静置时间短，空气未彻底排净，由热虹吸器进入本体循环，进入瓦斯继电器引起信号动作。

⑧强油循环的变压器潜油泵密封不良，因油泵工作时产生的微负压导致空气进入变压器本体循环，聚集在瓦斯继电器内造成瓦斯信号动作。

环境温度骤然下降，变压器油很快冷缩造成油位降低，或者变压器本体严重漏油引起变压器内油位降低，即所谓油流引起瓦斯继电器信号动作。

瓦斯继电器二次信号回路故障，包括信号电缆绝缘损坏短路、端子排接点短路，个别在信号回路中所接信号等引起干簧触点闭合，造成瓦斯信号动作。