试论瓦斯保护在变电运行中所起的作用

乔锐娜

（神华榆林能源化工有限公司陕西榆林719302）

摘要：电力变压器利用油作绝缘和冷却介质，当变压器油箱内部发生故障时，短路电流所产生的电弧将变压器油和绝缘物分解，并产生大量的气体。利用这种气体来动作的保护装置。叫瓦斯保护。瓦斯保护不仅能反映变压器油箱内部各种故障，而且还能反映出差动保护反映不出的严重的匝问短路和铁芯故障内部进入空气。因此是灵敏度高，结构简单，并且动作迅速的保护。

如某单位35kV大坝采用差动保护瓦斯保护复合电压闭锁过电流保护，其中瓦斯保护为变压器内部故障时的主保护，差动保护的保护范围为主变两侧差动电流互感器内部之间故障时的主保护，差动保护和瓦斯保护共构成主变压器的主保护，瓦斯保护的主要元件是瓦斯继电器，瓦斯继电器装于油箱与枕之间的联接管道中。

关键词：变压器；瓦斯保护；变电运行；油位

1变压器瓦斯保护

瓦斯保护是变压器内部故障的主要保护元件，对变压器圆司和层间短路、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。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。在变压器油箱内部发生故障(包括轻微的匝间短路和绝缘破坏引起的经电弧电阻接地短路)时，由于故障点电流和电弧的作用，将使变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生气体，因气体比较轻，它们将从油箱流向油枕的上部。当严重事故时，油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用油箱内部故障的上述特点，可以构成反应于上述气体而动作的保护装置，称为瓦斯保护。

2变压器瓦斯保护的范围

瓦斯保护是变压器的主要保护，它可以反映油箱内的一切故障。包括：油箱内的多相短路、绕组匝问短路、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。但是它不能反映油箱外部电路咖引出线上)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。另外，瓦斯保护也易在一些外界L大J素咖地震)的干扰下误动作，对此必须采取相应的措施。

瓦斯保护的范围分为：变压器内部相间短路、匝间短路，匝间与铁芯短路、铁芯故障(发热烧损)、油面下降或漏油、分接开关接触不良。

瓦斯保护分重瓦斯和轻瓦斯两种，轻瓦斯动作于发信号，不掉牌，而重瓦斯动作于断路器跳闸脉冲，有掉牌指出。

瓦斯保护有下列几种情况：

①当变压器油箱内发生轻微故障时油面下降，上开口怀露出油面，上开口杯及附件在空气中和重力加上怀内油的重量所产生的力矩，大于平衡锤所产生的力矩，因此开中怀沿顺时针方向转动，并带动永久磁铁转动到干簧接点附近，使其磁化而点闭合发出轻瓦斯信号。

②当油箱内发生严重故障时，变压器油箱内压力突增，使油流冲击挡板而带动下开中怀转动，下磁铁也随之转动到下干簧接点附近，使其磁化接点闭合，发出断路器跳闸脉冲。

③当变压器严重漏油而使油面极度降低时，上开中怀先下降接通上千簧接点，发出信号当油面继

续下降时，与上开中怀动作原理相同，也可使下开口怀下降，使下干簧接点闭合，动作于断路器跳闸，当此种情况先发信号而断路器未跳闸时可拧出下开口怀内的专用螺丝，使怀内油随着螺孑L处流出。

④由于重瓦斯保护是按油的流速大小而动作的，而油的流速在故障过程中住住很不稳定，因此，

重瓦斯保护可靠动作，对变压器起保护作用。

⑤新投入的变压器和给变压器加油时，可以利用出中回路中的切换片切换到信号回路运行，运行24小时后，又将保护切换到重瓦斯保护回路运行。

由于瓦斯保护抵抗外界干扰的性能较差，比如地震时，就容易造成误动作；如果在装置瓦斯电缆时不能很好处理防油或瓦斯继电器不能很好处理防水，有可能因漏油腐蚀电缆绝缘或漏水造成误动作。新投运的变压器或给变压器加油时，变压器油箱内进入的空气运行一段时间后又从油中分解出来，从油箱内经过瓦斯继电器进入油枕；可打开放气，从玻璃窗口观看颜色和数量；可收集气体来进行化验判断故障性质及瓦斯继电器动作的原因：

⑴蓝色无臭味不燃的气体，则变压器内有空气

⑵白色有味易燃气体，则为绝缘物损坏

⑶黄色易燃气体则本质绝缘损坏

⑷黑色或淡色易燃气体则为变压器散热器箱

轻瓦斯动用过程为：当瓦斯继电器轻瓦斯触点wstl动作闭合，直接发信号(轻瓦斯)至信号回路；

重瓦斯动作过程为：当瓦斯继电器重瓦斯触点wstl动作闭合，Qe连接片在发信号位置时，重瓦斯电流型信号继电灯动作，其触点发信号(重瓦斯)至信号回路；当瓦斯继电器重瓦斯触点动作闭合，QP连接片在作用于路闸位置时，重瓦斯电流型信号继电灯动作，其触点发信号，保护出口继电器BCJ动作且自保持发跳闸信号至断路器1DL、2DL的跳闸回路，当断路器1DL、2DL在合闸位置时其跳闸线圈得电动作，断路器跳闸

3变压器瓦斯保护应执行注意事项

1)使用瓦斯继电器的注意事项

①瓦斯继电器下浮子必须为挡板式。②变压器在安装时应有一些斜，使变压器顶盖沿油枕方向有1—1．5％的升高坡度，这样，能保证在故障时使气体可无阻碍地通到油枕，并可防止空气泡积存在顶盖下面。③瓦斯继电器的电流速整定为：有强迫油循环的变压器为1．1—1．25m／s，无强迫油循环的变压器为0．6—1m／s。④瓦斯保护二次回路的绝缘用2000V兆欧表测量应大于1Mn，工频耐压1000V1min应合格。应特别注意继电器出线电缆的分线盒。运行经验证明，在瓦斯保护的电缆分线盒中常有油浸入，使电缆芯的橡皮绝缘腐蚀，而造成电缆芯间短路。因此，瓦继电器的引出线用优塑料绝缘电缆，并加装瓦斯保护温度信号合用的接线箱。从瓦斯继电器到线箱问的电缆联接线，应从下面进入接线箱，以防止变压器油沿着导线进入接线箱。⑤瓦斯继电器的内部检查试验和安装后的现场检验应项目齐全，数据合格，并有继电器试验报告和现场校验报告。

2)瓦斯保护日常维护注意事项

①变压器在带电状态下进行滤油、注油；大量放油、放气；调换硅胶；开闭热虹吸阀门；开闭瓦斯继电器联：管道的阀门；充氮变压器的油枕油真空或补充氮气；强迫油循环装置的投入或停用时，应将重瓦斯保护从跳闸改为信号并采取措施防止空气大量进入，待工作红、结束后，空气排尽，无信号示警发生时，再从信号改投跳闸。②新装变压器或停电检修进行过滤油，从底部注油，调换瓦斯继电器、热虹吸、散热器。强迫油循环装置以及套管等工作，在投入运行时，须待空气排尽，方可将重瓦斯保护投入跳闸，但变压器在冲击合闸或新装变压器在空载试运行期问，重瓦斯保护必须投入跳闸。③瓦斯保护投跳闸的变压器，在现场应有明显的标志，跳闸试验用的探针其外罩在运行中不准旋下，须在外罩上涂以红漆，以示警告。④瓦斯保护应同其他电气保护一样对待，其投跳闸、接信号或停用均应严格按照调度操作规程的关规定执行。⑤变压继电器的小修校验和大修轮调与变压器本体周期相同，可结合进行。⑥变压器动行中发现油面突然升高或突然降低时，应查明原因，在瓦斯跳闸连接片未改接至信号位置前，禁止打开各种放油阀门，以防误跳闸。⑦当变压器轻瓦斯保护信号动作后，应尽快查明原因，并作好记录，如信号动作时间间隔逐渐缩短时，说明变压器内部有故障，可能会跳闸，此时将每次信号动作时间作详细记录，并立即向有关调度和上级领导汇报。⑧当重瓦斯保护动作后，无论变压器跳闸与否，均应尽快查明原因，并立即从瓦斯继电器中收集瓦斯气体和油样，迅即进行瓦斯成分的分析和色谱分析，以确定故障的性质。⑨当重瓦斯保护动作后，若变压器已跳闸停电，必须对变压器作外观检查再进行绝缘试验，在确认变压器绝缘正常，瓦斯气体分析又未发现有故障，系外部穿越性故障或继电器本身引起的误跳闸后，才可重新将变压器投入运行。⑩当重瓦斯保护接在信号位置，其动作后变压器仍在继续运行中，此时应立即汇报调度和单位领导，尽快转移或限制负荷，将变压器紧急停电，进行检查试验。户外变压器保证瓦斯继电器的可靠保护，以免水分侵入。

4变压器瓦斯保护动作后的处理。

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。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、二次回路故障或上变压器内部邦联造成的。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上否可燃，并取气样及油样做色谱分析，可根据的关规程和导则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。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，作出综合判断。保护及直流等二次回路是否正常，变压器外观有无明显反映故障『生质的异常现象，气体继电器中积聚的气体是否可燃，变压器其它继电保护装置的动作情况，气体继电器中的气体和油中溶解的气体的色谱分析结果以及必要的电气试验结果。

结语：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。

参考文献

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[2]丁旭,王秋晶.浅谈变压器瓦斯保护的工作原理及作用[J].科学技术创新,2013(32):111-111.

[3]张晓兵.浅谈变压器瓦斯保护[J].云南电力技术,2009,37(5):54-55.

作者简介

乔锐娜（1989.11-）女，陕西西安人，榆林学院电气工程及其自动化学士，助理工程师，单位：神华榆林能源化工有限公司（陕西，榆林），单位邮编：719302研究方向：电气工程及其自动化