摘要：文中詳細闡述了油浸式電力變壓器瓦斯保護裝置的基本工作原理、保護范圍、安裝方式、日常巡查項目、運行狀態(tài)和瓦斯保護裝置信號動(dòng)作的原因及其事故分析診斷的基本原則與處理方法，并提出了反事故措施。

　　關(guān)鍵詞：油浸式電力變壓器、瓦斯保護、處理方法、反事故措施

　　1.前言

　　目前，我公司使用的電力變壓器大多數仍然是油浸式變壓器。本人工作以來(lái)經(jīng)常參加變壓器的設計、安裝和調試及維修工作，積累了許多關(guān)于變壓器的知識，現就變壓器的瓦斯保護作一詳細的介紹。

　　2.工作原理

　　瓦斯保護是變壓器內部故障的主要保護元件，對變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內部故障、繞組內部斷線(xiàn)及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動(dòng)作。當油浸式變壓器的內部發(fā)生故障時(shí)，由于電弧將使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體，其強烈程度隨故障的嚴重程度不同而不同。瓦斯保護就是利用反應氣體狀態(tài)的瓦斯繼電器（又稱(chēng)氣體繼電器）來(lái)保護變壓器內部故障的。

　　在瓦斯保護繼電器內，上部是一個(gè)密封的浮筒，下部是一塊金屬檔板，兩者都裝有密封的水銀接點(diǎn)。浮筒和檔板可以圍繞各自的軸旋轉。在正常運行時(shí)，繼電器內充滿(mǎn)油，浮筒浸在油內，處于上浮位置，水銀接點(diǎn)斷開(kāi)；檔板則由于本身重量而下垂，其水銀接點(diǎn)也是斷開(kāi)的。當變壓器內部發(fā)生輕微故障時(shí)，氣體產(chǎn)生的速度較緩慢，氣體上升至儲油柜途中首先積存于瓦斯繼電器的上部空間，使油面下降，浮筒隨之下降而使水銀接點(diǎn)閉合，接通延時(shí)信號，這就是所謂的“輕瓦斯”；當變壓器內部發(fā)生嚴重故障時(shí)，則產(chǎn)生強烈的瓦斯氣體，油箱內壓力瞬時(shí)突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊檔板，檔板克服彈簧的阻力，帶動(dòng)磁鐵向干簧觸點(diǎn)方向移動(dòng)，使水銀觸點(diǎn)閉合，接通跳閘回路，使斷路器跳閘，這就是所謂的“重瓦斯”。重瓦斯動(dòng)作，立即切斷與變壓器連接的所有電源，從而避免事故擴大，起到保護變壓器的作用。

　　瓦斯繼電器有浮筒式、檔板式、開(kāi)口杯式等不同型號。目前大多采用QJ-80型繼電器，其信號回路接上開(kāi)口杯，跳閘回路接下檔板。所謂瓦斯保護信號動(dòng)作，即指因各種原因造成繼電器內上開(kāi)口杯的信號回路接點(diǎn)閉合，光字牌燈亮。

　　3.保護范圍

　　瓦斯保護是變壓器的主要保護，它可以反映油箱內的一切故障。包括：油箱內的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開(kāi)關(guān)接觸不良或導線(xiàn)焊接不良等。瓦斯保護動(dòng)作迅速、靈敏可靠而且結構簡(jiǎn)單。但是它不能反映油箱外部電路（如引出線(xiàn)上）的故障，所以不能作為保護變壓器內部故障的唯一保護裝置。另外，瓦斯保護也易在一些外界因素（如地震）的干擾下誤動(dòng)作，對此必須采取相應的措施。

　　4.安裝方式

　　瓦斯繼電器安裝在變壓器到儲油柜的連接管路上，安裝時(shí)應注意：

　　4.1首先將氣體繼電器管道上的碟閥關(guān)嚴。如碟閥關(guān)不嚴或有其他情況，必要時(shí)可放掉油枕中的油，以防在工作中大量的油溢出。

　　4.2新氣體繼電器安裝前，應檢查有無(wú)檢驗合格證明，口徑、流速是否正確，內外部件有無(wú)損壞，內部如有臨時(shí)綁扎要拆開(kāi)，最后檢查浮筒、檔板、信號和跳閘接點(diǎn)的動(dòng)作是否可靠，并關(guān)好放氣閥門(mén)。

　　4.3氣體繼電器應水平安裝，頂蓋上標示的箭頭方向指向油枕，工程中允許繼電器的管路軸線(xiàn)方向往油枕方向的一端稍高，但與水平面傾斜不應超過(guò)4%.

　　4.4打開(kāi)碟閥向氣體繼電器充油，充滿(mǎn)油后從放氣閥門(mén)放氣。如油枕帶有膠囊，應注意充油放氣的方法，盡量減少和避免氣體進(jìn)入油枕。

　　4.5進(jìn)行保護接線(xiàn)時(shí)，應防止接錯和短路，避免帶電操作，同時(shí)要防止使導電桿轉動(dòng)和小瓷頭漏油。

　　4.6投入運行前，應進(jìn)行絕緣搖測及傳動(dòng)試驗。

　　5.試驗項目

　　氣體繼電器在安裝使用前應作如下一些檢驗項目和試驗項目：

　　5.1一般性檢驗項目：

　　玻璃窗、放氣閥、控針處和引出線(xiàn)端子等完整不滲油，浮筒、開(kāi)口杯、玻璃窗等完整無(wú)裂紋。

　　5.2試驗項目

　　5.2.1密封試驗：整體加油壓（壓力為20mPa，持續時(shí)間為1h）試漏，應無(wú)滲透漏。

　　5.2.2端子絕緣強度試驗：出線(xiàn)端子及出線(xiàn)端子間耐受工頻電壓2000v，持續1min，也可用2500v兆歐表?yè)u測絕緣電阻，搖測1min代替工頻耐壓，絕緣電阻應在300mΩ以上。

　　5.2.3輕瓦斯動(dòng)作容積試驗：當殼內聚積250∽300cm3空氣時(shí)，輕瓦斯應可靠動(dòng)作。

　　5.2.4重瓦斯動(dòng)作流速試驗。

　　6.日常巡視項目

　　電力變壓器運行規程DL/T572-95（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“規程”）規定在變壓器的日常巡視項目中首先應檢查氣體繼電器內有無(wú)氣體，對氣體的巡視應注意以下幾點(diǎn)：

　　6.1氣體繼電器連接管上的閥門(mén)應在打開(kāi)位置。

　　6.2變壓器的呼吸器應在正常工作狀態(tài)。

　　6.3瓦斯保護連接片投入應正確。

　　6.4油枕的油位應在合適位置，繼電器內充滿(mǎn)油。

　　6.5氣體繼電器防水罩一定牢固。

　　6.6繼電器接線(xiàn)端子處不應滲油，且應能防止雨、雪、灰塵的侵入，電源及其二次回路要有防水、防油和防凍的措施，并要在春秋二季進(jìn)行防水、防油和防凍檢查。

　　7.運行

　　變壓器在正常運行時(shí)，瓦斯繼電器工作無(wú)任何異常。關(guān)于瓦斯繼電器的運行狀態(tài)，規程中對其有如下規定：

　　7.1變壓器運行時(shí)瓦斯保護應接于信號和跳閘，有載分接開(kāi)關(guān)的瓦斯保護接于跳閘。

　　7.2變壓器在運行中進(jìn)行如下工作時(shí)應將重瓦斯保護改接信號：

　　7.2.1用一臺斷路器控制兩臺變壓器時(shí)，當其中一臺轉入備用，則應將備用變壓器重瓦斯改接信號。

　　7.2.2濾油、補油、換潛油泵或更換凈油器的吸附劑和開(kāi)閉瓦斯繼電器連接管上的閥門(mén)時(shí)。

　　7.2.3在瓦斯保護及其二次回路上進(jìn)行工作時(shí)。

　　7.2.4除采油樣和在瓦斯繼電器上部的放氣閥放氣處，在其他所有地方打開(kāi)放氣、放油和進(jìn)油閥門(mén)時(shí)。

　　7.2.5當油位計的油面異常升高或吸吸系統有異�，F象，需要打開(kāi)放氣或放油閥門(mén)時(shí)。

　　7.3在地震預報期間，應根據變壓器的具體情況和氣體繼電器的抗震性能確定重瓦斯保護的運行方式。地震引起重瓦斯保護動(dòng)作停運的變壓器，在投運前應對變壓器及瓦斯保護進(jìn)行檢查試驗，確認無(wú)異常后，方可投入。

　　8.瓦斯保護信號動(dòng)作的主要原因

　　8.1輕瓦斯動(dòng)作的原因：

　　8.1.1因濾油、加油或冷卻系統不嚴密以至空氣進(jìn)入變壓器。

　　8.1.2因溫度下降或漏油致使油面低于氣體繼電器輕瓦斯浮筒以下

　　8.1.3變壓器故障產(chǎn)生少量氣體

　　8.1.4變壓器發(fā)生穿越性短路故障。在穿越性故障電流作用下，油隙間的油流速度加快，當油隙內和繞組外側產(chǎn)生的壓力差變化大時(shí)，氣體繼電器就可能誤動(dòng)作。穿越性故障電流使繞組動(dòng)作發(fā)熱，當故障電流倍數很大時(shí)，繞組溫度上升很快，使油的體積膨脹，造成氣體繼電器誤動(dòng)作。

　　8.1.5氣體繼電器或二次回路故障。

　　以上所述因素均可能引起瓦斯保護信號動(dòng)作。

　　9.瓦斯保護裝置動(dòng)作的處理

　　變壓器瓦斯保護裝置動(dòng)作后，應馬上對其進(jìn)行認真檢查、仔細分析、正確判斷，立即采取處理措施。

　　9.1瓦斯保護信號動(dòng)作時(shí)，立即對變壓器進(jìn)行檢查，查明動(dòng)作原因，上否因積聚空氣、油面降低、二次回路故障或上變壓器內部邦聯(lián)造成的。如氣體繼電器內有氣休，則應記錄氣體量，觀(guān)察氣體的顏色及試驗上否可燃，并取氣樣及油樣做色譜分析，可根據的關(guān)規程和導則判斷變壓器的故障性質(zhì)。色譜分析是指對對收集到的氣體用色譜儀對其所含的氫氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等氣體進(jìn)行定性和定量分析，根據所含組分名稱(chēng)和含量準確判斷邦聯(lián)性質(zhì)，發(fā)展趨勢、和嚴重程度。

　　若氣體繼電器內的氣體無(wú)色、無(wú)臭且不可燃，色譜分析判斷為空氣，則變壓器可繼續運行，并及時(shí)消除進(jìn)氣缺陷。

　　若氣體繼電器內的氣體可燃且油中溶解氣體色譜分析結果異常，則應綜合判斷確定變壓器是否停運。

　　9.2瓦斯繼電器動(dòng)作跳閘時(shí)，在查明原因消除故障前不得將變壓器投入運行。為查明原因應重點(diǎn)考慮以下因素，作出綜合判斷。

　　a.是否呼吸不暢或排氣未盡；

　　b.保護及直流等二次回路是否正常；

　　c.變壓器外觀(guān)有無(wú)明顯反映故障性質(zhì)的異�，F象；

　　d.氣體繼電器中積聚的氣體是否可燃；

　　e.氣體繼電器中的氣體和油中溶解的氣體的色譜分析結果；

　　f.必要的電氣試驗結果；

　　g.變壓器其它繼電保護裝置的動(dòng)作情況。

　　10.瓦斯保護的反事故措施

　　瓦斯保護動(dòng)作，輕者發(fā)出保護動(dòng)作信號，提醒維修人員馬上對變壓器進(jìn)行處理；重者跳開(kāi)變壓器開(kāi)關(guān)，導致變壓器馬上停止運行，不能保證供電的可靠性，對此提出了瓦斯保護的反事故措施：

　　10.1將瓦斯繼電器的下浮筒改為檔板式，觸點(diǎn)改為立式，以提高重瓦斯動(dòng)作的可靠性。

　　10.2為防止瓦斯繼電器因漏水而短路，應在其端子和電纜引線(xiàn)端子箱上采取防雨措施。

　　10.3瓦斯繼電器引出線(xiàn)應采用防油線(xiàn)。

　　10.4瓦斯繼電器的引出線(xiàn)和電纜應分別連接在電纜引線(xiàn)端子箱內的端子上。

　　11.結論

　　變壓器瓦斯信號動(dòng)作后，運行人員必須對變壓器進(jìn)行檢查，查明動(dòng)作的原因，并立即向上級調度和主管領(lǐng)導匯報，上級主管領(lǐng)導應立即派人去現場(chǎng)提取繼電器氣樣、油樣和本體油樣，分別作色譜分析。根據有關(guān)導則及現場(chǎng)分析結論采取相應的對策，避免事故的發(fā)生，以保證變壓器的安全經(jīng)濟運行。

　　參考文獻

　　1.尹克寧 電力工程師 水利電力出版社

　　2.霍小衛 最新電力工程標準規范實(shí)用全書(shū) 中國廣播電視出版社