电力变压器气体继电器保护的探讨

周凤鸣

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2016.24.017

摘 要：电力变压器的工作对于电力系统来说非常重要，电力变压器一旦出现故障可能会造成电力系统的异常，因此，电力变压器中通常会安装气体继电器来进行保护，一旦电力变压器出现问题，气体继电器会发出信号或者是采用跳闸方式进行断电。

关键词：电力变压器 气体继电器 保护

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）08（c）-0017-02

当前，电力变压器中用来进行电力和元件保护的主要装置就是气体继电器。这种气体继电器的保护性能较强，运转起来比较简单，非常实用。了解电力变压器气体继电器的工作原理和工作情况，能够及时排除故障，确保电力变压器的正常工作。

1 气体继电器的工作原理

气体继电器是至今研制出来的工作原理简单、设备制作相对省力，也能够在大量使用中节省投资的一种保护装置。气体继电器的应用可以在电力变压器出现各种故障时第一时间反映出来，避免变压器短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组断线或绝缘劣化和油面下降对电力变压器工作带来的不良影响，有效避免了故障的扩大化，还保护了电力的输送。其工作原理充分利用了气体压力的特点。在气体继电器中，主要有一个上部的浮筒，下部有一块金属挡板，这两部分都有密封起来的水银接点。正常情况下，继电器内通常装满油，这样，浮筒就会浮在油上，挡板有一定的重量所以沉在油底，上下的水银接点是碰触不到的。但是当轻微故障时，气体继电器中气体产生的速度缓慢，这种情况下气体逐渐积聚，迫于气体的压力，继电器的油面下降，这时浮筒下的水银点和挡板上的水银点会接在一起，随即延时信号被接通。

2 气体继电器的保护范围

气体继电器一般是保护电力变压器短路、漏油或者接触不良的故障，避免这些故障带来更大的伤害。由于气体继电器的反应比较灵敏，所以能够较早地反映故障，可以在故障还未造成大的危险时及时反映出来。气体继电器所保护的范围是电力变压器的内部，对于外部的故障无法进行反映。但是假如电力变压器受到了外部的因素影响导致产生震荡，气体继电器也可能产生误判。

3 气体继电器的安装和使用

3.1 安装方式和注意事项

3.1.1 安装方式

气体继电器只有正确安装，才能发挥良好的作用。气体继电器需要安装在变压器油箱与储油柜之间的连接管道中。在安装时，要考虑到气体继电器的灵敏度和可靠性，要确保变压器邮箱内部产生的气体全部顺利进入到气体继电器中，在气体充满继电器后，又可顺利进入储油柜中。

3.1.2 注意事项

（1）将导油管装在变压器顶盖的最高处。

由于气体继电器需要气体的进入和排出，还必须避免气体会留在继电器的顶盖处或者留在导油管中，因此在安装气体继电器时需要和变压器的顶盖保持略微的升高坡度。

（2）导油管和气体继电器法兰盘在内径上要相同。

一般来说，导油管的内径要与气体继电器法兰盘的内径要相同，如果法兰盘之间采用了衬垫，那么衬垫的内径必然要大于法兰盘的内径，以避免衬垫受到压力在延伸时有效内径更加缩小，导致无法使用[2]。

（3）设置平板型阀门。

气体继电器和储油柜相连，在二者之间的导油管上应设置平板型阀门，一般在进行实验时储油柜中不需要放油。

3.2 气体继电器的使用

电力变压器中，气体继电器的使用也必须遵守一定的规定。一般来说，气体继电器的使用需要区分轻气体保护和重气体保护，在轻气体保护时一般会发出保护信号，提醒使用者进行相应的检查，在重气体保护时就会实现跳闸，避免故障事态的扩大化。而在气体继电器需要进行滤油、补油、更换硅胶或者是需要处理呼吸器的时候，就应该先把重气体保护改成轻气体保护，这样就不至于跳闸，在完成这部分工作后，再恢复重气体保护的功能。如果变压器的油位异常升高或者油路出现了异常情况，那么可能就需要查找问题原因，这时也需要把气体继电器的重气体保护跳闸改为信号保护。但是如果是变压器大量漏油的情况下，就不能关闭重气体保护的功能。另外，在气体继电器出现轻气体保护动作时，可能并不是变压器出现问题，而是油中有空气逸出或强迫油循环系统吸入空气引起，并且持续轻气体保护也可能造成跳闸，在维修时，应先将重气体保护动作改投信号，再进行检修[3]。

4 气体保护动作的主要原因及处理措施

4.1 动作原因

4.1.1 电力变压器内部出现故障

电力变压器内部出现故障时，气体继电器就会发生一定的动作处理。一般情况下，变压器如果在进行一些常规操作时出现不当的情况，就容易产生轻气体动作。比如变压器在加油、滤油、换油或换硅胶过程中，都可能产生漏气的情况；继电器的温度下降或者是出现漏油情况，也会使油面降低，造成轻气体动作；油箱的轻微震动可能会产生少量的气体。另外，气体继电器本身出现短路或者是回路的故障可能会出现轻气体动作；变压器发生了穿越性的短路故障，虽然不会对变压器及电路本身造成大的损害，但是气体继电器也可能受到温度上升的影响，使油的体积膨胀，造成轻气体动作。但在变压器内部发生严重的回路故障、近区穿越性短路故障时，就会发生重气体动作。

4.1.2 辅助设备出现故障

电力变压器中还有一些辅助设备，这些辅助设备通常有呼吸系统、冷却系统、散热系统等，还有一零配件出现问题，也可能导致气体继电器发生动作。比如变压器的呼吸系统中气囊堵塞，就会造成气体继电器发生动作，还可能产生喷油、漏油的现象。冷却系统漏气或者阀门阻塞都可能使得气体继电器产生动作。如果潜油泵被损坏，也可能导致可燃性气体进入到气体继电器中，发生保护动作。总之，这些辅助设备中的问题大都是出现了漏气、阻塞、产生气体、漏油等情况，促使气体继电器发生动作。

4.1.3 放气操作出现异常

如果外界气温较高，变压器的负荷较大时，应进行放气，在进行放气操作时，要比较缓慢地打开放气阀，逐渐放气，如果一下子操作幅度过大，油枕内的空间压力突然降低，就可能引发重气体动作。

4.2 处理措施

一旦气体继电器出现保护动作后，说明电压器有一定的问题，所以要立即进行故障的排查和处理。在气体继电器出现保护动作之后，要先对变压器进行检查，最关键的是查找动作原因，然后对症下药。如果是因为出现了空气积聚的情况，应该找到进气原因，并且检查气体是否为可燃性气体。可燃性气体的出现说明属于变压器内部的故障，而普通空气的话则是变压器或继电器出现了漏气情况。正常情况下，只要出现了气体继电器的保护动作，那么电力变压器就应该先停止运行，查明事故原因并解除危险之后再投入运行。

5 结语

综上所述，气体继电器在电力变压器的工作运行中起着重要的保护作用，工作人员可以通过气体继电器的反应动作来判断电力变压器的故障情况，并且也方便了电力变压器的检修。需要注意的是，相关工作人员在进行故障检修时，必须要重视对气体的检验，以避免发生比较危险的情况，确保电力变压器在维修之后可以正常运行。另外，相信随着电力技术的不断发展，电力变压器的保护措施也会越来越简便和完善。

参考文献

[1] 杨雷.浅谈电力变压器故障与故障诊断分析[J].江西建材，2016（17）：223，225.

[2] 李海津.大型变压器的安装及调试技术[J].中国新技术新产品，2016（12）：63-64.

[3] 尹义武，曾春花.浅析电力变压器继电保护设计[J].科技传播，2010（18）：45，53.