瓦斯继电器保护误动分析

刘汶兴 罗思金 宋金来 吴剑胜

摘 要：瓦斯继电器是设置于变压器中的电气设备，能够有效反馈变压器中的故障问题，然而，瓦斯继电器容易受到外部环境的影响，从而发生误动作。本文分析了瓦斯继电器结构和工作原理，并结合误动案例展开分析和论述。

关键词：瓦斯继电器；误动作；事故分析

中图分类号：TM77 文献标识码：A

1 瓦斯继电器结构和工作原理

1.1 瓦斯继电器结构

现阶段，在国内电力系统中，QJ型瓦斯继电器使用最为普遍。变压器通常接受瓦斯保护，该保护具有多方面优势，例如：可以高效、快捷地折射出变压器中存在的故障问题。瓦斯继电器又有轻、重之分，前者主要结构包括：开口杯、干簧触点等，发挥信号功能，后者则包括挡板、弹簧等结构部件，发挥跳闸功能。当变压器处于常规工作状态时，瓦斯继电器也正常运转，其中会充满油，开口杯则浸泡于其中，并为上浮状态，干簧触点处于断开状态。

1.2 瓦斯继电器动作原理

如果变压器出现某种故障问题，其中的故障电流会带来一定的电弧，有效分解绝缘材料、变压器油等，对应出现大规模的特殊瓦斯气体，具有可燃烧性，该气体的数量、流动速度等由故障的强弱来决定。该瓦斯气体内部也充斥着高温的油体，所谓的瓦斯保护就是依靠变压器分解进行保护的。如果油箱故障较小，对应所分解的瓦斯气体则将产生特殊的走向，那就是顺着连接弯管流动，到气体继电器所在位置，并集中于顶盖，从而产生某种压力，该压力有效作用于变压器油面，使其高度降低，从而减轻开口杯所承受的浮力，并对应发出转动，这样就将让磁铁同干簧触点有效接触，对应干簧触点也处于连通状态，对应呈现瓦斯警报信息。当变压器油箱出现漏油故障时，该保护按照相同的动作原理运行。

1.3 瓦斯继电器正常动作类型

（1）油箱中出现较小故障，瓦斯继电器上开口杯将发出动作，会开始旋转，并在干簧触点处闭合，对应呈现出警报性“轻瓦斯”信号。（2）对于较大故障，瓦斯继电器最显著的变化，就是其中油流速度的驟变，一般将超越1.0m/s～ 1.4m/s，此时高速流动的油体会形成一个较大的冲击力，作用于挡板，从而导致干簧触点的闭合，对应发生“重瓦斯”信号。（3）特殊的瓦斯继电器。如果继电器出现严重故障，例如：油箱内油体泄漏，导致油面下降，此时继电器的上开口杯势必会暴露，付出油面，对应提供“轻瓦斯”信号，相反，如果下口杯同样暴露于油面之外，则将提供“重瓦斯”信号，同时给出跳闸动作，达到对变压器的有效保护功能。

2 瓦斯继电器误动案例分析

2.1 岭澳核电站厂用变A瓦斯继电器误动

2001年10月12日，岭澳核电站1号机在调试过程中，厂用变压器A由于启、停油泵时引起的油流涌动使瓦斯继电器误跳高压开关。当时状态为1LBA直流电源切断后厂（中、低压电气盘柜操作电源），1LGA/1LGD/1LGE失电（由厂用变压器供电的中压盘柜），紧接着GPA（发电机、变压器组保护装置）保护动作跳开500kV高压开关。2001年10月18日与11月26日，将开关站到辅助电源间的供电切断，对应都有瓦斯信号发出，据此能够预测出断电同重瓦斯动作存在某种关系。2002年1月5日，将之前的开关又一次切断，该操作未执行前，在负荷的动态作用下，A油泵会瞬间发出启动动作，对应的瓦斯继电器也发生了油流反映，然而未曾发出跳闸动作。2002年1月6日，变压器暂停工作，工作人员观察看出：油泵无论在启动还是停运状态，都有不同程度的油流涌动问题。

对瓦斯继电器进行新一轮的调整与更新，并增设油泵软启、停设备，将油泵电源断开、启动过程中，油流不会发生过大的反应和变化，也不会发出瓦斯保护动作，从而意味着问题的有效处理与解决。

2.2 220kV羊范站1号主变跳闸事故

2004年3月9日，检修人员处理羊范1号主变冷却器控制箱内CJ1接触器C相接头过热的缺陷时，拉开控制箱内Ⅰ、Ⅱ段联络开关KJ，验电后，又合了一次KJ，2-3台冷却器同时投入，主变重瓦斯动作，1号主变跳闸。故障后，经检查瓦斯继电器中无气体，色谱分析无异常，主变其它保护未动作，判断为非主变本体故障。检查油枕胶囊密封良好，二次回路及瓦斯继电器均无异常，瓦斯继电器流速整定值为1.2m/s。为进一步查找原因，在现场模拟检修时，冷却器运行方式和不同组合多台冷却器的同时启动方式，进行了求证试验。结果表明：同时启动不对称2组及以上冷却器时，产生油流涌动，有可能造成重瓦斯保护动作。

2.3 华能鹤岗发电有限公司2号主变跳闸事故

华能鹤岗发电有限公司2号主变重瓦斯继电器上无防雨罩，在雨季潮湿天气时，导致主变重瓦斯继电器二次回路绝缘降低，致使主变重瓦斯继电器误动作，造成机组非停运事故。

3 瓦斯继电器误动情况

第一，油流脉动的诱因较多，如果是非继电器自身的故障，而是来源于外部原因，会发出重瓦斯信号，并形成跳闸脉冲动作。第二，跳闸脉冲的其他诱因：继电器端子盒中出现异物，例如：不良杂物、水体等，从而导致继电器的腐蚀、受损。第三，故障人员的操作失误，例如：无意触碰探针，导致重瓦斯接点闭合，对应出现跳闸脉冲动作。

变压器本体瓦斯保护误动是由多方面因素所导致，除了选择合适的瓦斯继电器、规范的运行操作与维护、还应对瓦斯继电器的运行状态进行实时监测，从各方面预防瓦斯继电器的误动作。

参考文献

[1] DL/T 572-1995，电力变压器运行规程[S].