郭振杰

摘 要：為了做好變壓器的安全保護(hù)，人們在變壓器系統(tǒng)中設(shè)置了瓦斯繼電器設(shè)施。變壓瓦斯保護(hù)是一種應(yīng)用非電氣量保障變壓器安全運行的施設(shè)，它能針對變壓器出現(xiàn)的故障給予安全警報或給予拉閘保護(hù)處理。這是一種簡單、有效的變壓器保護(hù)設(shè)施。本次研究說明了瓦斯繼電器設(shè)施原行的原理，使用時可能會出現(xiàn)的異常及故障排除的措施。

關(guān)鍵詞：變壓器；瓦斯繼電器；故障排除

變壓瓦斯保護(hù)是一種應(yīng)用非電氣量保障變壓器安全運行的施設(shè)，它能針對變壓器出現(xiàn)的故障給予安全警報或給予拉閘保護(hù)處理。這是一種簡單、有效的變壓器保護(hù)設(shè)施。變壓器保護(hù)動作有時會出現(xiàn)異常，本次研究對變壓器保護(hù)動作異常進(jìn)行分析并說明故障排除的策略。

1 變壓器瓦斯出現(xiàn)保護(hù)動作的概念

1.1 變壓器瓦斯出現(xiàn)保護(hù)動作的原因

瓦斯保護(hù)，是油浸式變壓器內(nèi)部故障最主要的保護(hù)元件。如果變壓器出現(xiàn)電流、電壓非正常的變化時，電弧會使絕緣材料迅速分析，產(chǎn)生大量的氣體，瓦斯繼電器會因為氣體的變化而作出智能的判斷，如果氣體變化到達(dá)預(yù)設(shè)的指標(biāo)，瓦斯繼電器就會開始保護(hù)的動作。瓦斯繼電器應(yīng)用的優(yōu)點是判斷的依據(jù)比較單一，非常易操控。比如不管油箱內(nèi)部的溫度發(fā)生變化、還是變壓器出現(xiàn)鐵心故障、出現(xiàn)過電流或過電壓的故障等，都會讓變壓器內(nèi)部氣體發(fā)生變化，因為瓦斯繼電器只判斷氣體的變化，不判斷其它的指標(biāo)，所以瓦斯繼電器的操作既簡單又靈敏。瓦斯繼電器的缺點是只能衡量氣體出現(xiàn)變化的結(jié)果，不能分析氣體出現(xiàn)變化的原因，如果外部環(huán)境出現(xiàn)變化，使氣體變化出現(xiàn)各種干擾，就會影響瓦斯繼電器的判斷。比如變壓器漏油或進(jìn)水都能帶來氣體的變化，瓦斯保護(hù)就會啟動保護(hù)的動作。

1.2 變壓器瓦斯出現(xiàn)保護(hù)動作的常態(tài)

變壓器瓦斯有很多型號，比如浮筒式、擋板式、開口杯式等。比如較為常見的QJ-80型繼電器，信號回路接上開口杯，跳閘回路接下?lián)醢?。?dāng)油浸變壓器內(nèi)部出現(xiàn)故障，電弧將絕緣材料分解，散發(fā)出大量氣體時，瓦斯繼電器會根據(jù)氣體的變化產(chǎn)生反應(yīng)。如果變壓器內(nèi)的氣體在繼電器的上部，使油面降低，且油面降低到達(dá)了一定的指標(biāo)，變壓器瓦斯的上浮筒就會下浮，令水銀接點產(chǎn)生反應(yīng)，瓦斯繼電器便會給出故障警報，此時瓦斯繼電器給予的故障提示為輕瓦斯提示；如果油面繼續(xù)降低，油流便會沖擊擋板，使下檔板翻轉(zhuǎn)，此時繼電器就會指示連動桿轉(zhuǎn)動，打開另一點水銀接點。當(dāng)兩個水銀接點都連通時，變壓器開關(guān)就會自動跳閘，這就是重瓦斯警告。

1.3 變壓器瓦斯保護(hù)動作故障的特征

變壓器的瓦斯繼電器如果受外部環(huán)境的影響，就會讓氣體發(fā)生異常的變化，此時變壓器瓦斯保護(hù)動作就會出現(xiàn)故障。比如在安裝變壓器時，繼電器的坡度如果設(shè)置不正確，就可能使油枕參數(shù)偏高，氣體易流入瓦斯繼電器內(nèi)部。斯繼電器的引出線與中間接線盒應(yīng)該都經(jīng)過防油及密封處理，如果油及密封處理出現(xiàn)問題，就會帶來瓦斯繼電器誤判的問題。比如瓦斯繼電器的防油及密封處理如果出現(xiàn)問題，令電纜被腐蝕，氣體就會發(fā)生變化，瓦斯繼電器就會給出保護(hù)的動作。如果瓦斯繼電器出現(xiàn)漏水、滲水的現(xiàn)象，都會讓瓦斯繼電器的運作出現(xiàn)物理故障問題，從而出現(xiàn)誤判斷。瓦斯繼電器內(nèi)繼電器的線圈應(yīng)該是獨立的，如果瓦斯繼電器的線圈接錯，會帶來瓦斯繼電器的判斷其它因素影響的問題，從而出現(xiàn)誤判斷。變壓器的呼吸器應(yīng)當(dāng)透氣、通暢，如果透氣孔閉塞，會帶來油枕真空或壓力升高的問題，帶來瓦斯繼電器的誤判斷。

輕瓦斯及重瓦斯動作出現(xiàn)故障的主要范圍如下。因瓦斯繼電器密封系統(tǒng)不嚴(yán)密，導(dǎo)至氣體進(jìn)入變壓器的問題；因密封系統(tǒng)不嚴(yán)密帶來各種溫度下降或漏油的問題；因變壓器自身出現(xiàn)故障帶來少量氣體的問題；因重瓦斯保護(hù)帶來輕瓦斯判斷影響的問題；因變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)出現(xiàn)故障，影響瓦斯繼電器判斷的問題；因電線回路未正確連接帶來的各種短路及其他故障的問題。

2 變壓器瓦斯保護(hù)動作故障的處理

2.1 優(yōu)化變壓器瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)

一般的變壓器瓦斯繼電器會因為過于靈敏，出現(xiàn)誤判的問題。現(xiàn)應(yīng)用優(yōu)化變壓器瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)的方法可以強(qiáng)化繼電器的穩(wěn)定性。比如如果部分瓦斯繼電器的下半部分為下浮筒結(jié)構(gòu)，那么可以改變檔板式結(jié)構(gòu)，將觸點變成立式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性較高。如果在瓦斯繼電器上加上防雨罩，就可以避免繼電器漏水帶來的誤判問題，瓦斯繼電器的穿孔也也要用防雨膠布密封。如果瓦斯繼電器的二次引出線不經(jīng)過端子箱直接接入保護(hù)裝置，也可以減少其它因素干擾的問題。

2.2 做好變壓器瓦斯繼電器的檢查

在應(yīng)用變壓器瓦斯以前，要做好以下的檢查工作。檢查繼電器的呼吸孔是否通暢，有沒有出現(xiàn)被異物堵住或不能順利排氣的問題；檢查二次回路是否能正常運行；檢查變壓器外觀是否出現(xiàn)物理變型，避免出現(xiàn)密封不嚴(yán)密的問題或其它的故障問題；檢查氣體繼電器中積聚的氣體是否可燃；檢查氣體繼電器中的氣體和油中溶解的氣體的變化，應(yīng)用色譜分析檢查氣體繼電器是否能正常工作；檢查變壓器與其他繼電保護(hù)設(shè)備是否能正常工作。在完成以上檢查以后才可將變壓器瓦斯繼電器投入運作。

2.3 變壓器瓦斯繼電器的故障排除

從瓦斯繼電器保護(hù)的原理來看，如果因為二次回路故障油位降低引起的瓦斯動作是不可能產(chǎn)生氣體的，于是，如果繼電器內(nèi)無氣體聚集，而瓦斯繼電器又開始了保護(hù)動作，就要以氣體聚集為依據(jù)開始判斷。首先，要檢查變壓器是否存在漏油，排除變壓器漏油后，其次需要檢查環(huán)境溫度是否發(fā)生變化，帶來油位降低的問題；排除溫度突然發(fā)生的變化后，再次必須排除油枕油位指示位置是否異常，比如油道是否出現(xiàn)阻塞；排除油枕油位故障以后，最后檢查二次信號回路的故障。以氣體聚集為依聚，應(yīng)用逐項排除法可分析出瓦斯繼電器保護(hù)的故障。

2.4 變壓器瓦斯繼電器的日常檢查

新安裝的瓦斯繼電器需接受全面的檢驗，并接受優(yōu)化處理，只有完全符合運行安全需求的瓦斯繼電器才可投入使用。在完成變壓器及重瓦斯保護(hù)應(yīng)投跳閘檢查后，需退出重瓦斯保護(hù)，制訂其他安全措施，這一安全措施只是臨時的安全措施，在恢復(fù)了重瓦斯保護(hù)后需重新應(yīng)用瓦斯繼電器保護(hù)變壓器。需寶期校驗瓦斯繼電器，了解瓦斯繼電器的密封性、線路保護(hù)的情況、瓦斯運行的情況等，應(yīng)用取氣樣檢驗法了解瓦斯繼電器的安全情況，只有經(jīng)過了色譜檢查，運行正常的繼電器才可繼續(xù)使用。如發(fā)現(xiàn)異常情況，需做好故障排除分析。如果變壓器的瓦斯繼電器出現(xiàn)了動作，就要做好動作的記錄，向上級調(diào)度并向主管報告，由專業(yè)人員進(jìn)行取氣樣分析，結(jié)合取氣樣的結(jié)合了解變壓器出現(xiàn)的故障，排除變壓器的故障。做好其它的安全保護(hù)措施，避免瓦斯繼電器動作異常背后的安全問題發(fā)生并擴(kuò)大。

3 變壓器瓦斯保護(hù)動作事故處理的案例

某110kV變壓器（接線方式為Ynd11，容量20000kVA）重瓦斯動作跳閘后，試驗人員前去做試驗。試驗項目如下：

油中溶解氣體色譜分析——

控制標(biāo)準(zhǔn)：變壓器：H2≤150×10-6μL/L C2H2≤5×10-6 μL/L

總烴：≤150×10-6μL/L

測量繞組連同套管的直流電阻——

⑴測量高低壓側(cè)繞組連同套管直流電阻；

⑵控制標(biāo)準(zhǔn)：1600kVA及以下容量等級三相變壓器，各相測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的4%，線間測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%；1600kVA以上三相變壓器，各相測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的2%，線間測得值的相互差值應(yīng)小于平均值的1%；

⑶變壓器的直流電阻，與同溫下產(chǎn)品出廠實測數(shù)值比較，相應(yīng)變化不應(yīng)大于2%；

⑷測量溫度時為上層油溫。

從瓦斯繼電器取氣體做色譜分析，經(jīng)測定，乙炔含量30μL/L，氫氣含量550μL/L，總烴含量1200μL/L，對比歷年數(shù)據(jù)，三者含量嚴(yán)重超差，初步判斷是變壓器內(nèi)部短路放電，導(dǎo)致大量氣體產(chǎn)生，致使重瓦斯保護(hù)動作。再做變壓器直流電阻試驗，高壓側(cè)B相數(shù)值與另外兩項相比極度不平衡，不能滿足相間≤2%平衡率，與上次試驗數(shù)據(jù)對比嚴(yán)重超差，再結(jié)合色譜分析數(shù)據(jù)可以初步判斷是變壓器內(nèi)部B相嚴(yán)重短路放電故障，參考其他因素可以進(jìn)行下一步分析處理，直至排除全部故障。

4 總結(jié)

變壓器是一種重要的施備，如果變壓器出現(xiàn)故障，并且未能即時排除，可能會引導(dǎo)極大的安全事故。為了做好變壓器的安全保護(hù)，人們在變壓器系統(tǒng)中設(shè)置了瓦斯繼電器設(shè)施。本次研究說明了瓦斯繼電器設(shè)施原行的原理，使用時可能會出現(xiàn)的異常及故障排除的措施。

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