变压器瓦斯保护浅谈于文涛

变压器瓦斯保护浅谈于文涛

于文涛

（中国石化股份有限公司齐鲁分公司物资装备中心山东淄博255400）

摘要：瓦斯保护是变压器的主要保护型式之一，在变压器内部发生故障时，能及时有效保护变压器。瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护元件，对变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。瓦斯保护可以反映油箱内的一切故障。包括：油箱内的多相短路、绕组匝间短路、绕组与铁芯或与外壳间的短路、铁芯故障、油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。

关键词：变压器；瓦斯保护；浅谈

一、前言

瓦斯保护是变压器的主要保护型式，在变压器内部发生故障时，能及时有效保护变压器，但不是保护变压器内部故障的唯一型式。目前，石油化工企业使用的电力变压器大多数仍然是油浸式变压器，本文着重就变压器的瓦斯保护进行探讨。

二、瓦斯保护工作原理

2.1工作原理

2.1.1瓦斯保护作用。

瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护元件，对变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等故障均能灵敏动作。

2.1.2瓦斯保护结构。

在瓦斯保护继电器内，上部是一个密封的浮筒，下部是一块金属档板，两者都装有密封的水银接点。浮筒和档板可以围绕各自的轴旋转。在正常运行时，继电器内充满油，浮筒浸在油内，处于上浮位置，水银接点断开；档板则由于本身重量而下垂，其水银接点也是断开的。

2.1.3瓦斯保护原理

当油浸式变压器的内部发生故障时，由于电弧将使绝缘材料分解并产生大量的气体，其强烈程度随故障的严重程度不同而不同。瓦斯保护就是利用反应气体状态的瓦斯继电器（又称气体继电器）来保护变压器内部故障的。

2.1.4轻瓦斯

当变压器内部发生轻微故障时，气体产生的速度较缓慢，气体上升至储油柜途中首先积存于瓦斯继电器的上部空间，使油面下降，浮筒随之下降而使水银接点闭合，接通延时信号，这就是所谓的“轻瓦斯”；

2.2瓦斯继电器型式

瓦斯继电器有浮筒式、档板式、开口杯式等不同型号。目前大多采用QJ-80型继电器，其信号回路接上开口杯，跳闸回路接下档板。所谓瓦斯保护信号动作，即指因各种原因造成继电器内上开口杯的信号回路接点闭合，光字牌灯亮。

三、保护范围

3.1保护范围

瓦斯保护可以反映油箱内的一切故障。包括：油箱内的多相短路、绕组匝间短路、绕组与铁芯或与外壳间的短路、铁芯故障、油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。瓦斯保护动作迅速、灵敏可靠而且结构简单。

3.2瓦斯保护不能反映油箱外部电路（如引出线上）的故障，所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。

3.3瓦斯保护也易在一些外界因素（如地震）的干扰下误动作，对此必须采取相应的措施。

四、变压器安装投用前必须做的试验项目

气体继电器在安装使用前应作如下一些检验项目和试验项目：

4.1一般性检验项目

玻璃窗、放气阀、控针处和引出线端子等完整不渗油，浮筒、开口杯、玻璃窗等完整无裂纹。

4.2试验项目

4.2.1密封试验：整体加油压（压力为20mPa，持续时间为1h）试漏，应无渗透漏。

4.2.2端子绝缘强度试验：出线端子及出线端子间耐受工频电压2000v，持续1min，也可用2500v兆欧表摇测绝缘电阻，摇测1min代替工频耐压，绝缘电阻应在300mΩ以上。

4.2.3轻瓦斯动作容积试验：当壳内聚积250∽300cm3空气时，轻瓦斯应可靠动作。

4.2.4重瓦斯动作流速试验。

五、变压器日常巡视项目

电力变压器运行规程DL/T572-95（以下简称“规程”）规定在变压器的日常巡视项目中首先应检查气体继电器内有无气体，对气体的巡视应注意以下几点：

5.1气体继电器连接管上的阀门应在打开位置。

5.2变压器的呼吸器应在正常工作状态。

5.3瓦斯保护连接片投入应正确。

5.4油枕的油位应在合适位置，继电器内充满油。

5.5气体继电器防水罩一定牢固。

5.6继电器接线端子处不应渗油，且应能防止雨、雪、灰尘的侵入，电源及其二次回路要有防水、防油和防冻的措施，并要在春秋二季进行防水、防油和防冻检查。

六、变压器运行要求

变压器在正常运行时，瓦斯继电器工作无任何异常。关于瓦斯继电器的运行状态，规程中对其有如下规定：

6.1变压器运行时瓦斯保护应接于信号和跳闸，有载分接开关的瓦斯保护接于跳闸。

6.2变压器在运行中进行如下工作时应将重瓦斯保护改接信号：

6.2.1用一台断路器控制两台变压器时，当其中一台转入备用，则应将备用变压器重瓦斯改接信号。

6.2.2滤油、补油、换潜油泵或更换净油器的吸附剂和开闭瓦斯继电器连接管上的阀门时。

6.2.3在瓦斯保护及其二次回路上进行工作时。

6.2.4除采油样和在瓦斯继电器上部的放气阀放气处，在其他所有地方打开放气、放油和进油阀门时。

6.2.5当油位计的油面异常升高或吸吸系统有异常现象，需要打开放气或放油阀门时。

七、瓦斯保护动作的主要情形

7.1轻瓦斯动作的原因：

7.1.1因滤油、加油或冷却系统不严密以至空气进入变压器。

7.1.2因温度下降或漏油致使油面低于气体继电器轻瓦斯浮筒以下

7.1.3变压器故障产生少量气体

八、瓦斯保护装置动作的处理

变压器瓦斯保护装置动作后，应马上对其进行认真检查、仔细分析、正确判断，立即采取处理措施。

8.1瓦斯保护信号动作时，立即对变压器进行检查，查明动作原因，是否因积聚空气、油面降低、二次回路故障或是变压器内部造成的。如气体继电器内有气休，则应记录气体量，观察气体的颜色及试验是否可燃，并取气样及油样做色谱分析，判断变压器的故障性质。色谱分析是指对对收集到的气体用色谱仪对其所含的氢气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等气体进行定性和定量分析，根据所含组分名称和含量准确判断邦联性质，发展趋势、和严重程度。

若气体继电器内的气体无色、无臭且不可燃，色谱分析判断为空气，则变压器可继续运行，并及时消除进气缺陷。

若气体继电器内的气体可燃且油中溶解气体色谱分析结果异常，则应综合判断确定变压器是否停运。

8.2瓦斯继电器动作跳闸时，在查明原因消除故障前不得将变压器投入运行。为查明原因应重点考虑以下因素，做出综合判断。

8.2.1是否呼吸不畅或排气未尽；

8.2.2保护及直流等二次回路是否正常；

8.2.3变压器外观有无明显反映故障性质的异常现象；

九、瓦斯保护的反事故措施

瓦斯保护动作，轻者发出保护动作信号，提醒维修人员马上对变压器进行处理；重者跳开变压器开关，导致变压器马上停止运行，不能保证供电的可靠性，对此提出了瓦斯保护的反事故措施：

9.1将瓦斯继电器的下浮筒改为档板式，触点改为立式，以提高重瓦斯动作的可靠性。

9.2为防止瓦斯继电器因漏水而短路，应在其端子和电缆引线端子箱上采取防雨措施。

十、结论

变压器瓦斯信号动作后，运行人员必须对变压器进行检查，查明动作的原因，并立即向上级调度和主管领导汇报，上级主管领导应立即派人去现场提取继电器气样、油样和本体油样，分别作色谱分析。根据有关导则及现场分析结论采取相应的对策，避免事故的发生，以保证变压器的安全经济运行。