变压器瓦斯保护动作的原因与处理方法
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摘要 瓦斯保护和差动保护是保证变压器安全运行的有效措施。本文介绍了变压器瓦斯保护的工作原理、瓦斯保护动作的原因与处理方法及日常维护过程中应注意的问题。
关键词 变压器；瓦斯保护；维护
中图分类号TM4 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）45-0118-02
0 引言
电力系统是发射台的重要组成部分，而变压器是电力系统的重要设备之一。我局各直属台的主变大部分采用的是户外、油浸式有载调压变压器。若变压器出现故障将对电力系统的正常运行带来影响，势必影响到电台的安全传输发射。为保障变压器的安全运行，必须装设性能良好、动作可靠的保护装置，如差动保护、瓦斯保护等。瓦斯保护是确保油浸式变压器安全运行的有效措施之一。瓦斯保护的主要优点是动作迅速、灵敏度高、能有效反应变压器油箱内的故障。包括：油箱内的短路故障、铁芯故障、绕组断线及绝缘劣化和油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。一般容量在800kVA及以上油浸式变压器均设有瓦斯保护。我局所属各台主变的瓦斯继电器大部分采用的是QJ系列。
1 瓦斯保护的工作原理
瓦斯保护继电器安装于变压器油箱和储油柜（油枕）的通道上，为了便于气体运动，在安装时使变压器油箱顶盖及连通管与水平面稍有倾斜。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。浮筒和挡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，由于油的浮力作用，处于上浮位置，水银接点处于断开位置；档板则由于本身重量而下垂，其水银接点也是处于断开位置。当变压器内部发生轻微故障时，故障产生的微弱电弧使变压器油及绝缘物分解产生气体，由于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”动作；当变压器内部发生严重故障时，则产生强烈的瓦斯气体，油箱内压力瞬时突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击瓦斯继电器的档板，档板克服弹簧的阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动，使水银触点闭合，接通跳闸回路，使断路器跳闸，这就是所谓的“重瓦斯”动作。重瓦斯动作，连接跳闸装置立即切断与变压器连接的所有电源，从而避免事故扩大，起到保护变压器的作用。
2 变压器瓦斯保护信号动作的主要原因
1）变压器吊芯检修、换油、补充油时油中的空气附着在铁心、绕组、附件表面及有机固体绝缘材料孔隙，在变压器投入运行后通过油的循环，变压器铁心的磁致伸缩，进入变压器的空气逐渐聚集在瓦斯继电器上部，迫使继电器内油面下降。这时，开口杯在空气中的重量加上杯内油重所产生的力矩使开口杯下降并使干簧触点闭合，发出轻瓦斯信号；
2）环境温度骤然下降，变压器本体油很快冷缩造成油位降低，或者变压器本体严重漏油引起变压器内油位降低；
3）瓦斯继电器二次信号回路故障，包括信号电缆绝缘损坏短路、端子排接点短路，造成瓦斯信号动作；
4）变压器内部存在放电或过热故障，引起固体绝缘材料分解，变压器油分解，产生氢气、一氧化碳、二氧化碳，低分子烃类气体，这些气体随油的对流循环逐渐变成大气泡并上升聚集在瓦斯继电器上部，迫使继电器内油面降低，引起瓦斯信号动作。
3 瓦斯动作的处理方法
瓦斯保护动作，轻者发出轻瓦斯保护动作信号，重者使重瓦斯保护动作，断开真空开关，导致变压器马上停止运行，影响到供电的稳定性。
3.1轻瓦斯保护信号动作的检查处理方法
变压器运行中，当发出轻瓦斯保护动作信号后，变电值班人员首先应复归音响信号，密切监视变压器电流、电压和温度的变化；立即对变压器进行外观检查。 瓦斯保护信号动作后瓦斯继电器内是否有气体聚集，是区别信号动作原因的最基本原则。不会产生气体的故障有：二次回路出现问题或油位降低。如果继电器内无气体聚集时，首先应巡视检查变压器是否有渗、漏油现象，若是，应立即向上主管领导汇报，采取堵漏措施；例如：我局南方某台今年丙机房1|主变曾发生轻瓦斯保护动作，复归信号后立即对变压器进行外观检查，发现油位降低致使瓦斯继电器内上部没有油；变压器底部放油嘴位置有漏油痕迹，分析排除变压器故障，而是由于今年委托当地供电部门进行变压器油预防性化验，在对该变压器取油样后放油嘴未拧紧使变压器油渗漏导致油面降低，轻瓦斯浮筒随油面下降，带动水银开关接通信号回路，启动轻瓦斯保护信号。经在储油柜内添加适量的变压器油、紧固放油嘴密封盖处理后运行正常。若不是，则应判断是否因环境温度骤然下降引起油位降低、油道是否阻塞，若不正常，应采取相应措施。我局有许多台站地处我国北方地区，昼夜温差较大，入冬以后在设备巡视时要特别注意检查储油柜的油位指示位置是否正常，如果油位较低一旦遇到环境温度骤降，油箱内的油冷缩，使储油柜内油面下降，由于储油柜内储油量较少，储油柜内的气体经变压器油箱和储油柜间的通道进入瓦斯继电器，使瓦斯继电器的油面下降，就会引起瓦斯信号动作。若不是上述原因引起，则二次信号回路故障的可能性较大，必须检查消除二次回路缺陷。经过外观检查后，如未发现异常现象，应收取变压器的瓦斯气体，由化验人员做点燃试验和色谱分析，鉴定继电器内的气体是空气，还是可燃性气体。若继电器内的气体是空气，则应依次判断：是否因变压器吊芯大修、换油或补加油时空气进入变压器本体后没有排尽，在变压器投入运行后通过油的对流循环，逐渐汇集、上升到瓦斯继电器内，引起信号动作。若继电器内的气体是可燃性气体，则变压器内部存在过热、放电性故障，或过热兼放电性故障。此时应同时取气样和油样做色谱分析，根据变压器油中溶解气体分析和判断导则判断故障的性质、发展趋势、严重程度，根据分析结论采取继续监督运行或停运吊检处理。
3.2 重瓦斯保护动作的检查处理方法
运行中的变压器发出重瓦斯保护动作跳闸信号，则首先考虑该变压器有内部故障的可能。对这种变压器的处理应十分谨慎。此时变电值班人员应立即了解发生事故的情况；记录保护动作情况、事故时间和变压器动作跳闸时的电压、电流波动情况；复归事故报警音响；然后到现场对故障主变进行外部检查，检查看主变各侧开关是否在分闸位置，检查瓦斯继电器内有无气体，油面是否正常，压力释放器是否动作，有无喷油和喷烟现象；检查主变外壳有无变形，焊缝是否开裂喷油；测控屏各等级母线PT的电压是否正常；监控各侧负荷运行情况，出现过负荷的，及时联系调度进行减负荷；联系调度，拉开主变各侧开关的隔离开关，形成明显断开点隔离故障主变；联系调度，申请故障主变转为本体检修处理。若瓦斯保护动作是因为主变内部故障引起，应取样进行色谱分析。若上述检查均正常,应查看二次回路，以判断保护是否误动或者断路器误动；若确定是二次回路引起误动作时，可在差动、过流保护投入的情况下将重瓦斯保退出，空载试送变压器并加强监视。
4 结论
变压器运行的可靠性直接关系到电台的安全播音，为减少变压器故障和不正常运行，应按照相关规程对包括变压器在内的电气设备进行油化及预防性试验。本文通过对变压器瓦斯的原理及其瓦斯保护构成、瓦斯保护动作信号动作后，运行人员如何对变压器进行检查等方面进行了分析浅谈，有利于当变压器出现故障及时做出正确的判断和处理，以保证变压器的安全经济运行。
参考文献
[1]最新电力工程标准规范实用全书[M].中国广播电视出版社.