变压器瓦斯保护动作事故处理的分析与探讨

郭振杰

摘 要：为了做好变压器的安全保护，人们在变压器系统中设置了瓦斯继电器设施。变压瓦斯保护是一种应用非电气量保障变压器安全运行的施设，它能针对变压器出现的故障给予安全警报或给予拉闸保护处理。这是一种简单、有效的变压器保护设施。本次研究说明了瓦斯继电器设施原行的原理，使用时可能会出现的异常及故障排除的措施。

关键词：变压器；瓦斯继电器；故障排除

变压瓦斯保护是一种应用非电气量保障变压器安全运行的施设，它能针对变压器出现的故障给予安全警报或给予拉闸保护处理。这是一种简单、有效的变压器保护设施。变压器保护动作有时会出现异常，本次研究对变压器保护动作异常進行分析并说明故障排除的策略。

1 变压器瓦斯出现保护动作的概念

1.1 变压器瓦斯出现保护动作的原因

瓦斯保护，是油浸式变压器内部故障最主要的保护元件。如果变压器出现电流、电压非正常的变化时，电弧会使绝缘材料迅速分析，产生大量的气体，瓦斯继电器会因为气体的变化而作出智能的判断，如果气体变化到达预设的指标，瓦斯继电器就会开始保护的动作。瓦斯继电器应用的优点是判断的依据比较单一，非常易操控。比如不管油箱内部的温度发生变化、还是变压器出现铁心故障、出现过电流或过电压的故障等，都会让变压器内部气体发生变化，因为瓦斯继电器只判断气体的变化，不判断其它的指标，所以瓦斯继电器的操作既简单又灵敏。瓦斯继电器的缺点是只能衡量气体出现变化的结果，不能分析气体出现变化的原因，如果外部环境出现变化，使气体变化出现各种干扰，就会影响瓦斯继电器的判断。比如变压器漏油或进水都能带来气体的变化，瓦斯保护就会启动保护的动作。

1.2 变压器瓦斯出现保护动作的常态

变压器瓦斯有很多型号，比如浮筒式、挡板式、开口杯式等。比如较为常见的QJ-80型继电器，信号回路接上开口杯，跳闸回路接下挡板。当油浸变压器内部出现故障，电弧将绝缘材料分解，散发出大量气体时，瓦斯继电器会根据气体的变化产生反应。如果变压器内的气体在继电器的上部，使油面降低，且油面降低到达了一定的指标，变压器瓦斯的上浮筒就会下浮，令水银接点产生反应，瓦斯继电器便会给出故障警报，此时瓦斯继电器给予的故障提示为轻瓦斯提示；如果油面继续降低，油流便会冲击挡板，使下档板翻转，此时继电器就会指示连动杆转动，打开另一点水银接点。当两个水银接点都连通时，变压器开关就会自动跳闸，这就是重瓦斯警告。

1.3 变压器瓦斯保护动作故障的特征

变压器的瓦斯继电器如果受外部环境的影响，就会让气体发生异常的变化，此时变压器瓦斯保护动作就会出现故障。比如在安装变压器时，继电器的坡度如果设置不正确，就可能使油枕参数偏高，气体易流入瓦斯继电器内部。斯继电器的引出线与中间接线盒应该都经过防油及密封处理，如果油及密封处理出现问题，就会带来瓦斯继电器误判的问题。比如瓦斯继电器的防油及密封处理如果出现问题，令电缆被腐蚀，气体就会发生变化，瓦斯继电器就会给出保护的动作。如果瓦斯继电器出现漏水、渗水的现象，都会让瓦斯继电器的运作出现物理故障问题，从而出现误判断。瓦斯继电器内继电器的线圈应该是独立的，如果瓦斯继电器的线圈接错，会带来瓦斯继电器的判断其它因素影响的问题，从而出现误判断。变压器的呼吸器应当透气、通畅，如果透气孔闭塞，会带来油枕真空或压力升高的问题，带来瓦斯继电器的误判断。

轻瓦斯及重瓦斯动作出现故障的主要范围如下。因瓦斯继电器密封系统不严密，导至气体进入变压器的问题；因密封系统不严密带来各种温度下降或漏油的问题；因变压器自身出现故障带来少量气体的问题；因重瓦斯保护带来轻瓦斯判断影响的问题；因变压器内部结构出现故障，影响瓦斯继电器判断的问题；因电线回路未正确连接带来的各种短路及其他故障的问题。

2 变压器瓦斯保护动作故障的处理

2.1 优化变压器瓦斯继电器的结构

一般的变压器瓦斯继电器会因为过于灵敏，出现误判的问题。现应用优化变压器瓦斯继电器结构的方法可以强化继电器的稳定性。比如如果部分瓦斯继电器的下半部分为下浮筒结构，那么可以改变档板式结构，将触点变成立式结构，该结构的稳定性较高。如果在瓦斯继电器上加上防雨罩，就可以避免继电器漏水带来的误判问题，瓦斯继电器的穿孔也也要用防雨胶布密封。如果瓦斯继电器的二次引出线不经过端子箱直接接入保护装置，也可以减少其它因素干扰的问题。

2.2 做好变压器瓦斯继电器的检查

在应用变压器瓦斯以前，要做好以下的检查工作。检查继电器的呼吸孔是否通畅，有没有出现被异物堵住或不能顺利排气的问题；检查二次回路是否能正常运行；检查变压器外观是否出现物理变型，避免出现密封不严密的问题或其它的故障问题；检查气体继电器中积聚的气体是否可燃；检查气体继电器中的气体和油中溶解的气体的变化，应用色谱分析检查气体继电器是否能正常工作；检查变压器与其他继电保护设备是否能正常工作。在完成以上检查以后才可将变压器瓦斯继电器投入运作。

2.3 变压器瓦斯继电器的故障排除

从瓦斯继电器保护的原理来看，如果因为二次回路故障油位降低引起的瓦斯动作是不可能产生气体的，于是，如果继电器内无气体聚集，而瓦斯继电器又开始了保护动作，就要以气体聚集为依据开始判断。首先，要检查变压器是否存在漏油，排除变压器漏油后，其次需要检查环境温度是否发生变化，带来油位降低的问题；排除温度突然发生的变化后，再次必须排除油枕油位指示位置是否异常，比如油道是否出现阻塞；排除油枕油位故障以后，最后检查二次信号回路的故障。以气体聚集为依聚，应用逐项排除法可分析出瓦斯继电器保护的故障。

2.4 变压器瓦斯继电器的日常检查

新安装的瓦斯继电器需接受全面的检验，并接受优化处理，只有完全符合运行安全需求的瓦斯继电器才可投入使用。在完成变压器及重瓦斯保护应投跳闸检查后，需退出重瓦斯保护，制订其他安全措施，这一安全措施只是临时的安全措施，在恢复了重瓦斯保护后需重新应用瓦斯继电器保护变压器。需宝期校验瓦斯继电器，了解瓦斯继电器的密封性、线路保护的情况、瓦斯运行的情况等，应用取气样检验法了解瓦斯继电器的安全情况，只有经过了色谱检查，运行正常的继电器才可继续使用。如发现异常情况，需做好故障排除分析。如果变压器的瓦斯继电器出现了动作，就要做好动作的记录，向上级调度并向主管报告，由专业人员进行取气样分析，结合取气样的结合了解变压器出现的故障，排除变压器的故障。做好其它的安全保护措施，避免瓦斯继电器动作异常背后的安全问题发生并扩大。

3 变压器瓦斯保护动作事故处理的案例

某110kV变压器（接线方式为Ynd11，容量20000kVA）重瓦斯动作跳闸后，试验人员前去做试验。试验项目如下：

油中溶解气体色谱分析——

控制標准：变压器：H2≤150×10-6μL/L C2H2≤5×10-6 μL/L

总烃：≤150×10-6μL/L

测量绕组连同套管的直流电阻——

⑴测量高低压侧绕组连同套管直流电阻；

⑵控制标准：1600kVA及以下容量等级三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的4%，线间测得值的相互差值应小于平均值的2%；1600kVA以上三相变压器，各相测得值的相互差值应小于平均值的2%，线间测得值的相互差值应小于平均值的1%；

⑶变压器的直流电阻，与同温下产品出厂实测数值比较，相应变化不应大于2%；

⑷测量温度时为上层油温。

从瓦斯继电器取气体做色谱分析，经测定，乙炔含量30μL/L，氢气含量550μL/L，总烃含量1200μL/L，对比历年数据，三者含量严重超差，初步判断是变压器内部短路放电，导致大量气体产生，致使重瓦斯保护动作。再做变压器直流电阻试验，高压侧B相数值与另外两项相比极度不平衡，不能满足相间≤2%平衡率，与上次试验数据对比严重超差，再结合色谱分析数据可以初步判断是变压器内部B相严重短路放电故障，参考其他因素可以进行下一步分析处理，直至排除全部故障。

4 总结

变压器是一种重要的施备，如果变压器出现故障，并且未能即时排除，可能会引导极大的安全事故。为了做好变压器的安全保护，人们在变压器系统中设置了瓦斯继电器设施。本次研究说明了瓦斯继电器设施原行的原理，使用时可能会出现的异常及故障排除的措施。

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