變壓器瓦斯保護原因分析及應對措施

賀茂乾

（山西大唐國際臨汾熱電有限責任公司,山西 臨汾 041000）

近些年來，隨著社會建設進程的不斷推進，我國的電力企業得到了顯著發展。然而由于變壓器瓦斯保護現象的時常發生，在導致變壓器跳閘故障的同時，也影響到了變壓器與電力系統運行的可靠性。此外，瓦斯保護裝置在反映變壓器內部絕緣電弧故障及繞組匝間短路現象方面，具有非常高的靈敏度，如果出現誤動情況，就必須將原因徹底調查清楚，只有確保變壓器本體無故障存在后，方能投運行當中。

1 變壓器瓦斯保護原理

當變壓器的油箱中發生任何故障時，由于受到短路點電弧及短路電流的作用，變壓器油以及相關絕緣材料等便會因受熱分解而產生出氣體，氣體就會從油箱一直流向油枕上部。當發生嚴重故障時，油就會迅速發生膨脹并產生大量的氣體，此時的油枕就會受到劇烈氣流及油流的沖擊。瓦斯保護便是利用這一特征，由安裝在油枕與油箱間的連接管道中的其他繼電器構成的一種通過反應氣體變化來達到保護作用的裝置[1]。其中，輕瓦斯與重瓦斯為兩種瓦斯保護形式，前者適用于輕度的變壓器故障，后者則多應用在比較嚴重的故障中。在進行具有瓦斯繼電器的變壓器的安裝操作時，必須確保變壓器的水平面與頂蓋之間具有1%至1.5%的坡度，且通往瓦斯繼電器的連接管道應與水平面具有2%至4%的坡度，這樣便可使氣體在發生變壓器內部故障時，容易進行油枕中，同時有效防止變壓器的頂蓋內積聚大量的氣泡。

2 變壓器瓦斯保護原因分析

變壓器瓦斯保護作的原因主要包括以下幾個方面：

2.1 空氣進入了變壓器內部

空氣進入變壓器內部后，通常出現三個問題：其一，器補充油時，未能徹底真空脫氣處理補加的油，使得油中的空氣附著在繞組、鐵心及附件的表面，以及絕緣材料的孔隙之中。當變壓器開始工作后，這些空氣便會在變壓器鐵心磁致伸縮及油對流循環的作用下，逐漸在瓦斯繼電器內進行匯聚，進而引起瓦斯信號誤動作；其二，強油循環的變壓器存在潛油泵密封不良現象，當油泵工作時，便會產生微負壓，使得空氣參與變壓器的本體循環中，通過在瓦斯繼電器內聚集從而導致瓦斯信號誤動作的產生；其三，當更換變壓器熱虹吸器的吸附劑后，由于靜置及油侵的時間不夠長，未能徹底排凈空氣，使得熱虹吸器參與本體循環中，進入了瓦斯繼電器中，從而引起信號誤動作。

2.2 二次回路發生短路

變壓器的瓦斯繼電器發生端子排接點短路、信號電纜絕緣損壞短路等二次信號回路故障，在引發干簧觸點閉合的基礎上，導致瓦斯信號誤動作的發生。

2.3 出現穿越性的短路故障

變壓器出現穿越性的短路故障時，油隙間的油流速度在故障電流的作用下便會加快，而當繞組外側與油隙內產生的壓力差具有較大的變化時，氣體繼電器便可能發生誤動作。同時，穿越性的故障電流使得繞組溫度上升，一旦故障電流的倍數過大，那么繞組的溫度就會飛快上升，在將油體積膨脹的基礎上，使得氣體繼電器出現誤動作[2]。

2.4 油位突然降至瓦斯繼電器之下

當變壓器周圍環境溫度突然下降，油便會急劇冷縮使得油位降低，或是變壓器本體出現了嚴重的漏油現象，降低變壓器內的油位，從而引起瓦斯繼電器出現信號誤動作。

2.5 變壓器內非常輕微的故障產生了氣體

變壓器的內部出現過熱或放電等輕微腹脹，使得變壓器油及絕緣材料分解產生出一氧化碳、二氧化碳、氫氣，以及低分子的烴類氣體等，隨著油的對流循環，這些氣體逐漸成為氣泡，并在瓦斯繼電器的上部聚集，迫使繼電器內的油面下降，進而導致瓦斯保護作。

3 變壓器瓦斯信號誤動作的應對措施

3.1 瓦斯信號誤動作的分析診斷原則及處理措施

變壓器瓦斯信號誤動作原因的區別原則即為判斷繼電器內部是否聚集氣體，由于油位下降及二次回路故障導致的瓦斯信號誤動作不會產生氣體，因此，當探查出繼電器中未聚集氣體時，還應再次展開判斷。首先對變壓器是否存在漏油點進行檢查，如果發現漏油點，則應立即上報給上級調度部門及主管領導，并及時采取有效的堵漏措施；如果不存在漏油點，則需就是否由于溫度突然下降使得油位降低進行準確判斷。此時，工作人員應仔細觀察變壓器油枕的油位是否指示在正確的位置，以及油道是否存在阻塞現象，如果出現異常，則需及時采取應對措施；排除上述原因，則二次信號回路就極有可能發生故障，需將二次回路缺陷進行檢查與消除。

在應對變壓器瓦斯保護作時，還需對繼電器中聚集氣體為空氣或可燃性氣體進行判斷。當為空氣時，則應進行依次判斷：首先，是否由于補充油時，未對油進行徹底的脫氣處理，或是變壓器熱虹吸器在更換吸附劑時未徹底排凈空氣，如果是的話，則應打開繼電器的放氣嘴進行排氣，同時嚴格監督變壓器的運行；其次，判斷是否由于空氣從潛油泵中進入了變電器本體導致信號誤動作的產生，如果是，則需采用逐臺停止運行的試驗方法，找出空氣從哪臺潛油泵中進入，并開展停泵檢修工作。

當繼電器的內部存在可燃性氣體時，那么表明變壓器的內部存在放電性及過熱故障，或兼有這兩種故障。此時，應當同時抽取繼電器的油樣與氣樣進行色譜分析，并根據油中的溶解氣體分析及判斷原則，對保護誤動故障的性質、程度及發展趨勢等進行判斷，并根據結果采取停運吊檢或監督運行的處理方式。

3.2 變壓器瓦斯保護作的防范措施

在實際運行過程中，變壓器的瓦斯保護作涉及到制造、運行、維護，以及瓦斯繼電器的可靠運行等多個方面。因此，為有效避免瓦斯保護的產生，就必須對各個方面及過程展開有效的管理措施。

3.2.1 瓦斯繼電器的安裝及投運

在安裝瓦斯繼電器時，首先關嚴氣體繼電器管道上的蝶閥，若難以關嚴蝶閥，為避免工作中大量油溢出，則可將油枕中的油放掉；在安裝新的氣體繼電器之前，需對檢驗合格證，流速及口徑是否正確進行檢查，最后檢查檔板、跳閘接點動作的可靠性進行檢查，將放氣閥門關好；水平安裝氣體繼電器，確保頂蓋上的箭頭指向油枕方向；進行保護接線時，要充分避免短路與接錯現象，同時還需防止小瓷頭漏油及導電桿轉動現象的發生。

3.2.2 瓦斯繼電器運行、檢修及維護

強油循環變壓器應當對稱投進相應的冷卻器中，并確保冷卻器的備用設定及工作符合廠家的規定與要求；根據油溫或負荷啟動或停止冷卻器時，保證冷卻器運行的對稱性；片散式冷卻器的啟動與停止的切換開關應處于自動位置，并對稱間歇分組啟動。同時需要注意的是，在任何運行方式下，500kV變壓器均不可同時投入兩組以上的冷卻器，并且在切換工作電源之前，確保只有一組冷卻器處于工作狀態中。

4 結語

綜上所述，電力系統的變壓器發生瓦斯保護作的原因由多種因素引起。在充分理解在對瓦斯保護工作的原理進行充分理解，并根據大量現場跟蹤數據記錄后，對發生瓦斯保護原因展開正確分析，并采取相應的處理及防范措施，從而極大程度上減少變壓器瓦斯保護導致變壓器跳閘現象的發生。

[1]羅賢舉.220kV變電站主變壓器重瓦斯保護動作事故分析[J].四川電力技術,2011(01):621-623.

[2]廖婉婷.防止變壓器瓦斯保護作的處理對策[J].科技資訊，2012(13):126-127.