淺談變壓器瓦斯保護

李鑫

摘要：變壓器是電力系統的重要電氣設備之一，為保障變壓器的安全運行，必須設置保護裝置，瓦斯保護是確保變壓器安全運行的有效技術措施。本文闡述了油浸式電力變壓器瓦斯保護的含義和作用、瓦斯繼電器的工作原理和保護范圍、日常巡視、維護注意事項以及瓦斯保護動作的原因和處理原則。

關鍵詞：油浸式電力變壓器、瓦斯保護、維護、動作原因、處理原則

中圖分類號： F407 文獻標識碼： A

變壓器在運行中，由于內部故障，有時候我們無法及時辨別和采取措施，容易引起一些事故，采取瓦斯保護后，一定程度上避免了類似事件的發生?，F將變壓器瓦斯保護的含義和作用、工作原理和保護范圍，日常巡視和維護注意事項以及輕、重瓦斯保護動作的原因和處理原則進行闡述。

一、變壓器瓦斯保護的含義和作用

在變壓器油箱內部發生故障（包括輕微的匝間短路和絕緣破壞引起的經電弧電阻接地短路）時，由于故障點電流和電弧的作用，將使變壓器油及其他絕緣材料因局部受熱而分解產生氣體，因氣體比較輕，它們將從油箱流向油枕的上部。當嚴重事故時，油會迅速膨脹并產生大量的氣體，此時將有劇烈的氣體夾雜著油流沖向油枕的上部。利用油箱內部故障的上述特點，可以構成反應于上述氣體而動作的保護裝置，稱為瓦斯保護。

瓦斯繼電器是反映變壓器內部故障的保護裝置。當內部發生故障時，給運行人員發出信號或自動卻斷電源，保護變壓器。

二、變壓器瓦斯保護的工作原理和保護范圍

1.變壓器瓦斯保護的工作原理

瓦斯繼電器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、繞組內部斷線及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動作。當油浸式變壓器的內部發生故障時，由于電弧將使絕緣材料分解并產生大量的氣體，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的瓦斯繼電器（又稱氣體繼電器）來保護變壓器內部故障的。瓦斯繼電器是用于帶儲油柜的油浸變壓器的一種保護裝置。它安裝在變壓器箱蓋與儲油柜的聯管上，當變壓器內部出現故障時，變壓器油分解而產生的氣體超過一定量時，繼電器的信號接點接通，并發出報警信號。當變壓器內部出現嚴重故障時，將會出現變壓器油的涌浪，在管路產生油流，沖動繼電器的擋板，當使擋板達到某一限定位置時，繼電器的跳閘接點接通，切斷變壓器電源，以保護變壓器。

2.變壓器瓦斯保護的范圍

瓦斯保護是變壓器的主要保護，能有效地反應變壓器內部故障。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、分接開關接觸不良或導線焊接不良等。瓦斯保護動作迅速、靈敏可靠而且結構簡單。但是它不能反映油箱外部電路（如引出線上）的故障，所以不能作為保護變壓器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）的干擾下誤動作，對此必須采取相應的措施。

瓦斯保護的優點是能反映變壓器內部的各種故障，,包括鐵芯過熱燒傷、油面降低等,但差動保護對此無反應。又如變壓器繞組產生少數線匝的匝間短路，雖然短路匝內短路電流很大會造成局部繞組嚴重過熱產生強烈的油流向油枕方向沖擊，但表現在相電流上卻并不大，因此差動保護沒有反應,但瓦斯保護對此卻能靈敏地加以反應，這就是差動保護不能代替瓦斯保護的原因。此外，當變壓器內部進入空氣時也有所反映。因此，是靈敏度高、結構簡單、動作迅速的一種保護。

三 變壓器瓦斯保護的日常巡視、維護注意事項

變壓器的日常巡視、維護事項中首先應檢查瓦斯繼電器內有無氣體，對氣體的巡視應注意以下幾點：

1.瓦斯繼電器連接管上的閥門應在打開位置；變壓器的呼吸器應在正常工作狀態；油枕的油位應在合適位置，繼電器內充滿油。

2.戶外變壓器應保證瓦斯繼電器的端蓋有可靠保護（防雨罩），以免水分侵入。

3.瓦斯保護投跳閘的變壓器，在現場應有明顯的標志，跳閘試驗用的探針其外罩在運行中不準旋下，須在外罩涂以紅漆，以示警告。

4.瓦斯繼電器接線端子處不應滲油，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，并要在春秋二季進行防水、防油和防凍檢查。

5.瓦斯保護連接片投入應正確，瓦斯保護應同其他電氣保護一樣對待，其投跳閘、接信號或停用，均應嚴格按照操作規程的有關規定執行。

6.新裝變壓器或停電檢修進行過濾油，從底部注油，調換瓦斯繼電器、散熱器、強迫油循環裝置以及套管等工作，在投入運行時，須待空氣排盡，方可將重瓦斯保護投入跳閘。但變壓器在沖擊合閘或新裝變壓器在空載試運行期間，重瓦斯保護必須投入跳閘。

7.變壓器在帶電狀態下進行濾油、注油; 大量放油、放氣; 調換硅膠; 開閉熱虹吸閥門; 開閉瓦斯繼電器聯接管道的閥門; 強迫油循環裝置的投入或停用時，應將重瓦斯保護從跳閘改接為信號并采取措施防止空氣大量進入，待工作結束后，空氣排盡，無信號示警發生時，再從信號改投跳閘。

8. 變壓器運行中發現油面突然升高或突然降低時，應查明原因，在瓦斯跳閘連接片未改接至信號位置前，禁止打開各種放氣放油閥門，以防誤跳閘。

四、瓦斯保護動作的原因和處理原則

1.輕瓦斯保護動作的原因和處理原則

變壓器的輕瓦斯保護動作，一般作用于信號，以表示變壓器運行異常，其原因主要是在變壓器的加油、濾油、換油或換硅膠過程中有空氣進入油箱或是由于油內剩余空氣溢出造成。由于溫度下降或漏油，油面降低。油箱的輕微故障，產生少量氣體。

輕瓦斯回路發生接地、絕緣損壞等故障處理的原則是停止音響信號。檢查變壓器的溫度、音響、油面及電壓、電流指示情況。通過第一項檢查，如未發現異常，應收集繼電器頂部氣體進行故障判別。如果收集的氣體為空氣，值班人員將繼電器內的氣體排出，變壓器可繼續運行，并及時消除進氣缺陷；如果為可燃氣體，且動作頻繁，則應先匯報領導，按命令處理。如果無氣體，變壓器也無異常，則可能是二次回路存在故障，值班人員應將重瓦斯由掉閘改投信號，并將情況報告有關負責人，待命處理。

2.重瓦斯保護動作的原因和處理原則

變壓器的重瓦斯保護動作跳閘的原因是變壓器內部發生嚴重故障，回路有故障，近區穿越性短路故障。

處理的原則是對變壓器上層油溫、外部特征、防爆噴油和各側開關跳閘情況、停電范圍等進行檢查，并做好記錄，如有備用變壓器，應立即投入，并報告有關領導。收集氣體判別故障：如果是內部故障，則不得試送電，應按規定拉開各側開關，并采取安全措施，測量變壓器絕緣電阻，等待搶修。如果氣體不可燃，而且表計無擺動，則可考慮試送電。如果瓦斯繼電器內無氣體，外部也無異常，則可能是瓦斯繼電器二次回路存在故障，但在未證實變壓器良好以前，不得試送電。

結論 變壓器瓦斯信號動作后，運行人員必須對變壓器進行檢查，查明動作的原因，并立即向上級調度和主管領導匯報，上級主管領導應立即派人去現場提取繼電器氣樣、油樣和本體油樣，分別作色譜分析。根據有關規程導則及現場分析，找出瓦斯繼電器動作的原因，針對不同的原因采取相應的對策并進行有效的修理，盡快恢復正常運行，避免事故的再次發生，保證變壓器的安全經濟運行。

參考文獻

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