变压器气体继电器误动原因分析及对策

禹海斌+雷亚兰

摘 要：气体继电器具有灵敏度高、动作迅速、接线简单等优点，作为变压器的非电量保护装置能反映变压器油箱中的故障和油面降低等问题。然而近年来变压器非电量保护继电器相关的缺陷和事故事件时有发生，其中一部分原因则是由于气体继电器误动故障造成，因此本文针对气体继电器误动的原因进行了具体的分析，同时提出了相应的防止变压器气体继电器误动的措施。

关键词：气体继电器；非电量保护；缺陷；误动故障

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.05.139

1 概述

气体继电器具有灵敏度高、动作迅速、接线简单等优点，可以用来反映变压器油箱中的故障和油面降低等问题。当绕组轻微匝间故障、局部放电等低能量故障及铁芯发热等非电气网络故障时，瓦斯保护针对变压器内部轻微故障较电量保护具有更高的灵敏度及快速性。然而近年来变压器非电量保护继电器相关的缺陷和事故事件时有发生，其中一部分原因则是由于气体继电器误动故障造成的。因此，本文就气体继电器误动原因进行分析并提出相应的防范措施。

2 氣体继电器的主要功能

（1）轻瓦斯保护。轻瓦斯保护是指变压器内部过热，或局部放电，使变压器油温上升而分解，产生一定的气体，汇集于继电器内，达到了一定量后触动继电器，发出预警信号。正常工作中，有足够的油在气体继电器里面，在油中会有一个上浮球，也叫浮子，上浮位置处，将会断开干簧的触点。如果变压器出现的运行中故障，会有异常热出现在故障点的局部，在其周围的变压器油，会有一定改变，那就是受热膨胀，油出现了溶解，并会有空气出来，变成气泡上到上面，发生这样变化的过程中，油还会同其他材料受到放电与电弧的影响，发生电离反应，产生出瓦斯。假设故障不严重，瓦斯气体会尽到气体继电器中，降低油面高度，上浮求出现了下沉运动，接通了干簧触点，有危险信号发出。

（2）重瓦斯保护。重瓦斯保护是指变压器内发生严重短路后，将对变压器油产生冲击，作用到油，其会朝着继电器挡板做流冲运动，这时发生跳闸动作。假设变压器出现的严重故障，瓦斯气体数量较多，就会突然之间变压器内增加更大的压力，油朝向油枕做冲击运动，挡板护受到油的冲击，但是挡板还需要去对抗磁铁阻力，为了能带起磁铁，移动到干簧触点，促使其接通，促使跳闸出现。

（3）绝缘油泄露保护。当变压器油箱发生泄露故障时，气体继电器中的油面会随着绝缘油泄露而下降。当油面下降到一定程度时，上浮球下沉转动，使簧触点接通，发出轻瓦斯报警信号。随着油面进一步下降，当油面降至接近油道底部时表示绝缘油已严重流失，下浮球下沉转动，使簧触点接通，发出重瓦斯报警信号。此项功能只有双浮球/浮子型气体继电器可以实现。

3 气体继电器误动常见原因

如果说某种变压器可以正常运行，触发气体继电器中保护接点接触的原因，就不一定是变压器有内部故障，真正的原因是其出现了保护误动作。下面就具体分析下出现误动作的原因。

（1）轻瓦斯误动的常见原因。1）二次回路缺陷导致气体继电器信号线短接，误发轻瓦斯报警信号。

2）如果变压器处在了强油循环状态下，会存在油泵不良密封的问题，油泵工作会生产数轻微的负压，其会使得变压器中进入空气，空气还可以循环，聚集到气体继电器中，就容易引起误动作。

3）该装置运行时间一段时间，其中部件会出现老化、破损、变形的问题，像密封垫、法兰等，这时就会有气尽到油的循环系统，堵塞潜油泵的滤网，并且在连接的地方，出现了砂眼，导致进气，容易出现误动作。

4）在呼吸器的下端，有一个密封胶垫，其没能未拆，就会有负压在变压器中，气体继电器中有油也有气，并不稳定，容易引起误动作。

这种误动作虽然不会带来严重问题，但是其会让检测人员做相应的检测和分析工作，让运行维护工作变得更加繁琐。

（2）重瓦斯误动的常见原因。1）油流扰动或者邮箱振动会引发误动，油流扰动的原因为合闸后，涌入励磁，主变线圈和器身振动，出现了油流扰动。

2）气体继电器是双浮子类型，如果其反向动作值不高，会出现较大的反向油流，容易引起误动作。

3）该装置中绝缘油因为过低的温度，出现了凝固问题，导致增大变压器负载，致使装置中和联管中凝结状态的油移动到储油柜，将装置挡板带动起来，出现误动作。

4）短路电流具有很强穿越性时，变压器的绕组容易出现横向位移，增大了次级和初级绕组间油隙。油隙和绕组会存在压力差，导致油运动。压力差出现了较大的变化时，就容易出现误动作。此外，当发生外部系统故障时，产生的暂态电流将引起本体箱盖的振动，此时安装于油箱和本体的连管上气体继电器有可能在一定频率下发生共振，结合油流涌动，有可能造成误动。

4 气体继电器误动的防范措施

气体继电器误动的诱因可以分为不可通过检测发现的故障诱因和可通过检测发现的故障诱因。

（1）不可通过检测发现的故障诱因防范措施。由外部或者内部原因引起的油流涌动故障诱因一般都是突发情况，如雷击、励磁涌流或外部短路大电流通过变压器壳体等，此类诱因很难通过日常检修发现，属于不可通过检测发现，因此预防此类故障需要通过综合分析变压器的内部结构、所处地理环境和工作状况等因素，设定合理的油流速整定值，通过加固其变压器和气体继电器壳体以提高抗震性能，通过设定“重瓦斯跳闸信号延时出口”、“大电流闭锁重瓦斯跳闸”等保护方式防止重瓦斯误动。

（2）可通过检测发现的故障诱因防范措施。如端子绝缘下降，继电器内部受潮，安装质量问题等问题多数属于长时间积累所致，此类问题可以通过完善仔细的日常检修维护来发现缺陷。可从几方面入手发现此类问题，防止气体继电器误动故障发生：首先是制定规范严格的气体继电器选购标准，从厂家方面开始对继电器质量进行严格把控，减少因其自身缺陷导致的故障发生；其次，完善日常检修规章制度，扎实仔细地检测气体继电器的各项性能，并且在变压器大修时对气体继电器进行包括油流整定值校准在内的全面检测。

5 结束语

气体继电器作为变压器的非电量保护装置，在变压器内部故障报警和保护方面起着重要的作用。而气体继电器的误动则影响电网运行的可靠性，因此本文针对气体继电器的误动原因提出了相应的防范措施，将极大地提高电网运行的可靠性，并对电力企业的社会效益和经济效益产生深远的影响。