劉汶興 羅思金 宋金來(lái) 吳劍勝

摘 要：瓦斯繼電器是設(shè)置于變壓器中的電氣設(shè)備，能夠有效反饋?zhàn)儔浩髦械墓收蠁?wèn)題，然而，瓦斯繼電器容易受到外部環(huán)境的影響，從而發(fā)生誤動(dòng)作。本文分析了瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)和工作原理，并結(jié)合誤動(dòng)案例展開分析和論述。

關(guān)鍵詞：瓦斯繼電器；誤動(dòng)作；事故分析

中圖分類號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

1 瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段，在國(guó)內(nèi)電力系統(tǒng)中，QJ型瓦斯繼電器使用最為普遍。變壓器通常接受瓦斯保護(hù)，該保護(hù)具有多方面優(yōu)勢(shì)，例如：可以高效、快捷地折射出變壓器中存在的故障問(wèn)題。瓦斯繼電器又有輕、重之分，前者主要結(jié)構(gòu)包括：開口杯、干簧觸點(diǎn)等，發(fā)揮信號(hào)功能，后者則包括擋板、彈簧等結(jié)構(gòu)部件，發(fā)揮跳閘功能。當(dāng)變壓器處于常規(guī)工作狀態(tài)時(shí)，瓦斯繼電器也正常運(yùn)轉(zhuǎn)，其中會(huì)充滿油，開口杯則浸泡于其中，并為上浮狀態(tài)，干簧觸點(diǎn)處于斷開狀態(tài)。

1.2 瓦斯繼電器動(dòng)作原理

如果變壓器出現(xiàn)某種故障問(wèn)題，其中的故障電流會(huì)帶來(lái)一定的電弧，有效分解絕緣材料、變壓器油等，對(duì)應(yīng)出現(xiàn)大規(guī)模的特殊瓦斯氣體，具有可燃燒性，該氣體的數(shù)量、流動(dòng)速度等由故障的強(qiáng)弱來(lái)決定。該瓦斯氣體內(nèi)部也充斥著高溫的油體，所謂的瓦斯保護(hù)就是依靠變壓器分解進(jìn)行保護(hù)的。如果油箱故障較小，對(duì)應(yīng)所分解的瓦斯氣體則將產(chǎn)生特殊的走向，那就是順著連接彎管流動(dòng)，到氣體繼電器所在位置，并集中于頂蓋，從而產(chǎn)生某種壓力，該壓力有效作用于變壓器油面，使其高度降低，從而減輕開口杯所承受的浮力，并對(duì)應(yīng)發(fā)出轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣就將讓磁鐵同干簧觸點(diǎn)有效接觸，對(duì)應(yīng)干簧觸點(diǎn)也處于連通狀態(tài)，對(duì)應(yīng)呈現(xiàn)瓦斯警報(bào)信息。當(dāng)變壓器油箱出現(xiàn)漏油故障時(shí)，該保護(hù)按照相同的動(dòng)作原理運(yùn)行。

1.3 瓦斯繼電器正常動(dòng)作類型

（1）油箱中出現(xiàn)較小故障，瓦斯繼電器上開口杯將發(fā)出動(dòng)作，會(huì)開始旋轉(zhuǎn)，并在干簧觸點(diǎn)處閉合，對(duì)應(yīng)呈現(xiàn)出警報(bào)性“輕瓦斯”信號(hào)。（2）對(duì)于較大故障，瓦斯繼電器最顯著的變化，就是其中油流速度的驟變，一般將超越1.0m/s～ 1.4m/s，此時(shí)高速流動(dòng)的油體會(huì)形成一個(gè)較大的沖擊力，作用于擋板，從而導(dǎo)致干簧觸點(diǎn)的閉合，對(duì)應(yīng)發(fā)生“重瓦斯”信號(hào)。（3）特殊的瓦斯繼電器。如果繼電器出現(xiàn)嚴(yán)重故障，例如：油箱內(nèi)油體泄漏，導(dǎo)致油面下降，此時(shí)繼電器的上開口杯勢(shì)必會(huì)暴露，付出油面，對(duì)應(yīng)提供“輕瓦斯”信號(hào)，相反，如果下口杯同樣暴露于油面之外，則將提供“重瓦斯”信號(hào)，同時(shí)給出跳閘動(dòng)作，達(dá)到對(duì)變壓器的有效保護(hù)功能。

2 瓦斯繼電器誤動(dòng)案例分析

2.1 嶺澳核電站廠用變A瓦斯繼電器誤動(dòng)

2001年10月12日，嶺澳核電站1號(hào)機(jī)在調(diào)試過(guò)程中，廠用變壓器A由于啟、停油泵時(shí)引起的油流涌動(dòng)使瓦斯繼電器誤跳高壓開關(guān)。當(dāng)時(shí)狀態(tài)為1LBA直流電源切斷后廠（中、低壓電氣盤柜操作電源），1LGA/1LGD/1LGE失電（由廠用變壓器供電的中壓盤柜），緊接著GPA（發(fā)電機(jī)、變壓器組保護(hù)裝置）保護(hù)動(dòng)作跳開500kV高壓開關(guān)。2001年10月18日與11月26日，將開關(guān)站到輔助電源間的供電切斷，對(duì)應(yīng)都有瓦斯信號(hào)發(fā)出，據(jù)此能夠預(yù)測(cè)出斷電同重瓦斯動(dòng)作存在某種關(guān)系。2002年1月5日，將之前的開關(guān)又一次切斷，該操作未執(zhí)行前，在負(fù)荷的動(dòng)態(tài)作用下，A油泵會(huì)瞬間發(fā)出啟動(dòng)動(dòng)作，對(duì)應(yīng)的瓦斯繼電器也發(fā)生了油流反映，然而未曾發(fā)出跳閘動(dòng)作。2002年1月6日，變壓器暫停工作，工作人員觀察看出：油泵無(wú)論在啟動(dòng)還是停運(yùn)狀態(tài)，都有不同程度的油流涌動(dòng)問(wèn)題。

對(duì)瓦斯繼電器進(jìn)行新一輪的調(diào)整與更新，并增設(shè)油泵軟啟、停設(shè)備，將油泵電源斷開、啟動(dòng)過(guò)程中，油流不會(huì)發(fā)生過(guò)大的反應(yīng)和變化，也不會(huì)發(fā)出瓦斯保護(hù)動(dòng)作，從而意味著問(wèn)題的有效處理與解決。

2.2 220kV羊范站1號(hào)主變跳閘事故

2004年3月9日，檢修人員處理羊范1號(hào)主變冷卻器控制箱內(nèi)CJ1接觸器C相接頭過(guò)熱的缺陷時(shí)，拉開控制箱內(nèi)Ⅰ、Ⅱ段聯(lián)絡(luò)開關(guān)KJ，驗(yàn)電后，又合了一次KJ，2-3臺(tái)冷卻器同時(shí)投入，主變重瓦斯動(dòng)作，1號(hào)主變跳閘。故障后，經(jīng)檢查瓦斯繼電器中無(wú)氣體，色譜分析無(wú)異常，主變其它保護(hù)未動(dòng)作，判斷為非主變本體故障。檢查油枕膠囊密封良好，二次回路及瓦斯繼電器均無(wú)異常，瓦斯繼電器流速整定值為1.2m/s。為進(jìn)一步查找原因，在現(xiàn)場(chǎng)模擬檢修時(shí)，冷卻器運(yùn)行方式和不同組合多臺(tái)冷卻器的同時(shí)啟動(dòng)方式，進(jìn)行了求證試驗(yàn)。結(jié)果表明：同時(shí)啟動(dòng)不對(duì)稱2組及以上冷卻器時(shí)，產(chǎn)生油流涌動(dòng)，有可能造成重瓦斯保護(hù)動(dòng)作。

2.3 華能鶴崗發(fā)電有限公司2號(hào)主變跳閘事故

華能鶴崗發(fā)電有限公司2號(hào)主變重瓦斯繼電器上無(wú)防雨罩，在雨季潮濕天氣時(shí)，導(dǎo)致主變重瓦斯繼電器二次回路絕緣降低，致使主變重瓦斯繼電器誤動(dòng)作，造成機(jī)組非停運(yùn)事故。

3 瓦斯繼電器誤動(dòng)情況

第一，油流脈動(dòng)的誘因較多，如果是非繼電器自身的故障，而是來(lái)源于外部原因，會(huì)發(fā)出重瓦斯信號(hào)，并形成跳閘脈沖動(dòng)作。第二，跳閘脈沖的其他誘因：繼電器端子盒中出現(xiàn)異物，例如：不良雜物、水體等，從而導(dǎo)致繼電器的腐蝕、受損。第三，故障人員的操作失誤，例如：無(wú)意觸碰探針，導(dǎo)致重瓦斯接點(diǎn)閉合，對(duì)應(yīng)出現(xiàn)跳閘脈沖動(dòng)作。

變壓器本體瓦斯保護(hù)誤動(dòng)是由多方面因素所導(dǎo)致，除了選擇合適的瓦斯繼電器、規(guī)范的運(yùn)行操作與維護(hù)、還應(yīng)對(duì)瓦斯繼電器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，從各方面預(yù)防瓦斯繼電器的誤動(dòng)作。

參考文獻(xiàn)

[1] DL/T 572-1995，電力變壓器運(yùn)行規(guī)程[S].