变压器气体继电器保护动作的原因与判断

　　摘要:变压器是电力系统特别是变配电系统中十分重要，不可缺少的电器元件，它的安全运行和正常供电会对电网及用户起到重要的作用，基于这点，它必须配备安全可靠的保护装置。气体继电器就是变压器内部故障的一种基本保护。

　　关键词:变压器;气体继电器;重瓦斯;轻瓦斯

　　变压器是一种静止的电气设备，结构上比较可靠，发生故障的机会较少。但是，它又是电力系统中使用普遍而又十分重要的电气元件，一旦发生故障就会给系统的正常供电和安全运行带来严重的影响。大容量的电力变压器又是十分贵重的设备。因此，必须根据变压器的容量及其重要程度，装设性能良好，动作可靠的保护装置。

　　变压器论文范例：正源电站主变压器发生三相短路事故原因分析

　　特别是油箱内部故障，包括绕组的相间短路、单相匝间短路及接地短路等。这些故障将产生电弧，烧坏绕组及铁芯、引起绝缘材料及变压器的强烈气话，甚至造成油箱的爆炸。瓦斯保护它是油箱内部故障的主保护，能反应油面的降低，并可根据故障的严重程度，动作于信号或跳闸。气体继电器保护是油浸式电力变压器内部故障的一种基本保护。根据规定对于容量在800kVA以上的电力变压器均应装有气体继电器，它可以监视变压器内部所发生的大部分故障，帮助运行和检修，试验人员预测和分析事故。

　　当变压器油箱内部发生各种故障时，由于故障点局部的高温，将使变压器油分解而产生气体。当故障比较严重时，在电弧的作用下，绝缘材料和变压器油分解所产生的气体大量增加。反应故障时的气体而构成的保护，称瓦斯保护。 当变压器内部出现匝间短路，绝缘损坏等故障时，其内部都将产生大量的热能，使油分解出可燃性气体，向油枕方向流动。当流速超过气体继电器的整定值时，气体继电器的挡板受到冲击，使断路器跳闸，从而避免事故扩大，此种情况称之为重瓦斯保护动作。当气体沿油面上升，聚集在气体继电器内部超过30mL时，也可以使气体继电器的信号接点接通，发出警报，此种情况称之为轻瓦斯保护动作。

　　气体继电器动作的原因很多，诸如再给变压器加油，虑油时，或者冷却系统不严密，致使空气进入了变压器，当温度急剧下降或者漏油时，致使油面缓慢降低，变压器本身故障而 产生故障少量气体;内部发生穿越性短路故障;保护装置二次回路发生故障等等。当变压器轻瓦斯保护动作发生信号时，值班人员应立即停止音响，如有备用变压器，必要时可投备用变压器，再停用工作变压器，以便查明轻瓦斯保护动作的原因。然后检查变压器的油位，油色，电流，电压，温度，声响等是否发生了异常变化。

　　如果变压器外观未见异常现象，则进一步鉴定继电器内部积聚气体的性质。若气体无色无臭，在混合气体中主要是惰性气体，氧含量大于16%，同时油的闪点并不降低时，说明是空气侵入了变压器内，此时变压器可继续运行;如气体颜色为黄色不易燃，其CO的含量大于1%~2%时，说明变压器固体绝缘物因过热而分解，内部水质绝缘有损坏;如气体颜色为灰色和黑色，易燃，且H2的含量在30%以下，有焦糊味，闪光点又显著降低，则说明油因过热分解或油内曾发生闪络故障;如气体颜色为淡灰色，并带有强烈的臭味，可燃，则说明绝缘材料有故障，内部纸或纸板有损坏。应该注意的是在检查气体可燃性时，必须特别小心，认真执行操作监护制，不得将火靠近瓦斯继电器顶端，而应在其上面5~6cm处进行。

　　在取气体试样时，必须用专用的容器收集，且气体颜色的鉴定必须迅速进行，否则经过一定时间后，由于有色物质的沉淀，颜色将全部消失。如果检查结果证明瓦斯继电器内积聚的气体是不可燃且不是空气时，则必须检查油的闪光点，并将闪光点与历年试验报告相比较，若闪光点降低5℃以上时，说明变压器内部有故障，必须停用变压器并进行详细检查。

　　如果继电器发出信号是因油内分解出空气而动作，则值班人员应放出瓦斯继电器内积聚的空气。放气时，必须缓慢打开放气阀，以防止因油枕空间压力骤然降低，使油箱的油迅速涌向油枕，而导致重瓦斯保护动作，引起跳闸。放气后，要仔细观察本次信号与下次信号动作的时间间隔，如果时间间隔愈来愈长，且不久信号消失，说明变压器无问题，如果信号动作的时间间隔逐渐缩短，表明变压器所属的断路器即将跳闸，此时值班人员应将瓦斯保护的跳闸回路切断，并立即报告上级，如果有备用变压器，则应立即投入备用变压器。当信号和上一级断路器同时跳闸时，或仅断路器动作时，则可能变压器内部发生了严重的故障。

　　如：变压器内部油位下降太快或油面上升太快，二次保护回路有故障，变压器在修理后投入运行，油中空气分离出来太快等等。当发生上述现象致使变压器跳闸时，值班人员应沉重冷静，先投入备用变压器，再断开工作变压器，对其进行外观检查，看一看油枕，防爆孔，法兰盘，散热器，导油管等处是否喷油，各焊缝是否有裂开现象，外壳是否凸起，最后在进行气体性质分析。如果气体可燃或在检查中发现一种外部异常现象，不论轻重，变压器未经内部检查不得合闸送电，因为变压器内部损坏很严重时，外部的迹象有时也不明显。如果气体为空气，且变压器外表无异常，而又查明了瓦斯保护动作的原因，证明变压器内部无故障。此时，变压器可不经内部检查而投入运行。

　　瓦斯保护的优点是能全面地反应变压器油箱内部发生各种故障，特别是发生匝间短路且匝数很少时，故障回路的电流虽然很大，可能造成严重的过热，但反应在外部电路电流的变化却很小，甚至连具有高灵敏度的差动保护都可能不动作。因此瓦斯保护对于反应这类故障具有特别重要的意义。此外，瓦斯保护还具有动作迅速、灵敏度高、接线简单等优点。所以通常800kVA以上容量的变压器均装设瓦斯保护，作为变压器的一种主保护。瓦斯保护的主要缺点是不能反应变压器套管及引出线的故障，所以不能作为变压器内部故障的唯一保护。此外，瓦斯继电器在采取了防震结构后，虽然可靠性有所提高，但仍然存在有误动作的情况，需要在结构上作进一步的改进。

　　参考文献：

　　[1]范玉. 变压器气体继电器保护动作的原因与判断[J]. 农村电气化, 1999.

　　[2]李明, 孙建彬. 主变压器气体继电器动作的原因与分析判断[J]. 北京电力高等专科学校学报(自然科学版), 2012, 029(008):69.

　　作者：于光华