变压器瓦斯保护及误动的防范

2021-08-24曹明祥

现代制造技术与装备 2021年7期

曹明祥

（广州华立科技职业学院，广州 511325）

1 瓦斯保护的工作原理

1.1 气体继电器的工作原理

瓦斯保护也叫气体保护，它的主要器件是气体继电器。目前，常用的气体继电器是由开口杯和挡板构成的复合式继电器。复合式气体继电器内的上、下方各有一个带磁力触点的开口杯。在正常运行状态时，上下开口杯都浸泡在油内。由于油的浮力作用，开口杯内油的重力及附件所产生的力矩小于平衡锤产生的力矩，开口杯处在上升位置，磁力触点断开。当发生轻微故障时会产生较少的气体，此气体上升到油面并在继电器上方聚集，导致油面下降，上开口杯露出油面。严重故障时会产生大量的气体，在气流和油流的冲击下，挡板带动下开口杯转动，使下方磁力触点闭合，重瓦斯保护动作，发出断路器跳闸信号[1]。瓦斯继电器结构如图1所示。

图1 瓦斯继电器结构

1.2 气体保护工作原理图

气体保护工作原理，如图2所示。图2中KG1是气体继电器的轻瓦斯接点。当变压器内部出现轻微故障时，轻瓦斯接点KG1闭合，接通信号继电器1KS，发出轻瓦斯动作信号。当变压器内部严重故障时，重瓦斯接点KG2闭合，接通2KS信号继电器和中间继电器KM，发出重瓦斯动作信号，并作用于断路器跳闸。

图2 气体保护原理接线图

1.3 引起瓦斯保护动作的原因

第一，变压器内部存在故障，包括绕组相间短路、单相接地短路、匝间短路、绕组断线、铁芯故障以及分接开关故障等。这些故障将导致变压器内部出现放电火花或绕组过热，从而引起变压器油或绝缘材料分解，产生H2、CO、CO2以及低分子烃类气体。这些气体会随着油流的循环与涌动上升积聚在瓦斯继电器顶部，使继电器内部油面降低，从而引起瓦斯保护动作，发出信号或作用于跳闸[2]。第二，空气进入变压器。空气进入变压器后汇聚在气体继电器上部，迫使继电器内油面降低。第三，变压器内油位降低[3]。第四，瓦斯继电器二次信号回路故障。

2 瓦斯保护动作的处理程序

首先，做消音处理。其次，检查瓦斯动作类型，如果是重瓦斯动作，应立即将备用变压器投入使用，并报告有关领导。再次，检查变压器的油面是否降低，并做好记录。最后，查看瓦斯继电器中有没有气体，如果有气体，则应观察气体的颜色，判断瓦斯性质[4]。另外，要根据色谱分析的结果，决定变压器是否停运。

3 瓦斯保护误动作的防范

变压器在运行过程中，瓦斯保护误动作涉及到设计、制造、运行维护和检修等多方面的因素。第一，针对空气进入油箱引起的误动作，安装气体继电器前应检查口径、流速是否正确，是否有合格证书，并关好放气阀门，同时解体、清洗，以检查零部件是否齐全，各部件尺寸是否符合要求。为了防止断路器误动作，应将重瓦斯接点切换至信号位置，打开瓦斯继电器内的放气阀门[5]，待空气排尽（一般需要2～3天）。第二，针对二次回路发生绝缘损坏、接地短路故障引起的误动作，未能很好地解决防油问题，导致漏油腐蚀电缆绝缘。气体继电器引出线不要采用橡胶绝缘电缆，应当采用耐油绝缘电缆。此外，瓦斯继电器的引出线应从下面进入接线箱，电缆在上面，并分别接在端子排的两侧。防雨措施不当时，瓦斯继电器端子盒或者电缆接线端子易进水。引线排列应使重瓦斯跳闸端子与正极隔开，户外变压器瓦斯继电器的端盖要有可靠保护，以免水分侵入。对于其他接线问题，在投入运行前应对导线进行外观检查，检查其是否被老鼠、白蚂蚁咬坏，并用摇表进行绝缘检测，还要防止重瓦斯干簧接点玻璃管破裂导致绝缘不良。第三，针对操作人员按动或误碰实验探针引起的误动作，跳闸实验用的探针其外罩在运行中不准旋下，须在外罩涂以红漆以示警告。此外，运行中变压器瓦斯保护继电器的实验探针严禁按动。第四，针对在变压器运行中进行滤油、补油、放油、放气或二次回路上工作而引起的误动作，必须将重瓦斯连接片切换至信号位置。第五，针对震动引起的误动作，在地震期间应当根据具体情况确定重瓦斯保护的运行方式。