地鐵主變壓器瓦斯保護動作分析

李玉寶

摘要：地鐵主變壓器瓦斯繼電器保護作為油浸式變壓器本體的一種重要的保護裝置，是變壓器內部故障的主要保護元件，在變壓器內部局部過熱、溫度升高等熱故障，變壓內部在高電場強度的作用下造成絕緣性能下降或劣化引發的局部放電、火花放電和高能放電等電故障情況下能夠靈敏、迅速動作，有效地保護變壓器設備。對電力變壓器的瓦斯繼電器保護裝置動作的分析和處理，找出動作原因及時采取有針對性的應對措施，可以很好的應對變壓器故障的再次發生，確保電力系統安全穩定供電。

關鍵詞：地鐵主變壓器變壓器；瓦斯保護；分析處理

在《電力安全工作規程》中對變壓器的設置有著明確的規定，凡是1000kVA或者1000kVA以上的戶外使用的充油式變壓器和凡是320kVA以上的室內使用的充油式變壓器都應該設置瓦斯保護裝置進行保護。變壓器故障常被分為內部故障和外部故障。內部故障為變壓油箱內發生的各種故障；外部故障為變壓油箱外部絕緣套管及引出線上發生的各種故障。變壓器內部故障從性質上一般分為熱故障、電故障兩大類。熱故障通常為變壓器內部局部過熱、溫度升高等；電故障通常指變壓內部在高電場強度的作用下造成絕緣性能下降或劣化的故障，根據放電能量不同，一般可分為局部放電、火花放電和高能放電三種故障類型。變壓器瓦斯結構設計簡單，對于變壓器內部故障的反映靈敏度高。當變壓器內部出現熱故障、電故障時，瓦斯保護能靈敏、迅速動作，較其他保護裝置有其獨特的優越性。

1 地鐵變壓器瓦斯保護

1.1 地鐵變壓器瓦斯保護的必要性

地鐵變壓器是地鐵電網中的主設備之一。隨著我國國民經濟的發展，電力設備制造業的進步，社會用電的需要，電力變壓器朝著高電壓、大容量、超大容量方向。新材料、新工藝在變壓器設備制造中不斷應用，新的制造企業不斷涌現，國內變壓器制造質量參差不齊。運行中變壓器內部故障時有發生，輕著變壓器內部發熱，局部放電，扎間、層間短路，重著變壓器燒毀。目前，瓦斯繼電器是變壓器本體的主要保護之一，在變壓器內部故障時能有效、迅速、準確地動作。在我國電力系統充油式變壓器中主要應用的有擋板式、開口擋板式、浮球式、雙浮球式等瓦斯繼電器，瓦斯繼電器設備的安裝更好的保護充油式變壓器。

1.2 瓦斯保護的正確動作情況

首先，變壓器內出現熱故障、電故障等內部故障情況時，當故障較輕微，變壓器油箱內會產生氣體，氣體會在一定時間內匯聚到瓦斯繼電器裝置的上方，當匯聚到瓦斯繼電器的氣體達到或大于輕瓦斯動作定值（如：260mL）， 瓦斯繼電器輕瓦斯干簧解點閉合，發出“輕瓦斯”的信號；當故障較嚴重，變壓內部會急速產生氣體伴隨有快速油流涌向瓦斯繼電器，當沖過瓦斯繼電器油的流速達到或大于重瓦斯動作定值（如：1.0m/s）時，瓦斯繼電器重瓦斯動作將變壓器各側開關斷開切斷變壓器電源同時發出“重瓦斯”動作信號，保護變壓器不受到進一步損害。

1.3 瓦斯保護的不正確動作情況

電力變壓器的瓦斯繼電器也經常出現不正確動作誤動情況：大致存在以下幾種情況：瓦斯繼電器接線盒受濕或進水造成的二次回路短路動作；瓦斯繼電器控纜破損短路動作；工作人員誤碰瓦斯繼電器輕、重瓦斯摁鈕動作。

不正確動作誤動原因：

（1）變壓器在注油時，如果不進行抽真空注油，強油循環變壓器油泵在變壓器投運前未事先開啟進行油循環并對變壓器進行排氣，注油后排氣不徹底等均易引起瓦斯繼電器輕瓦動作。

（2）變壓器在運行中更換儲油柜吸附劑，當吸附劑罐與儲油柜間空氣不流通（極少有的特殊情況），由于儲油柜油位突然變動造成油涌動引起電力變壓器重瓦斯動作。

2 瓦斯保護動作后的分析、處理和改進措施

2.1 瓦斯保護動作后的分析、處理

在瓦斯保護的動作后，應該及時對變壓器、瓦斯繼電器及控制電纜等進行檢查，分析動作原因并采取針對性措施進行解決。重瓦斯保護動作時，在查明原因消除故障之前不得將變壓器投入運行。

（1）輕瓦斯動作發信時，應立即對變壓器進行檢查，查明動作原因，是否因積聚空氣、油位降低、二次回路故障或是變壓器內部故障造成的。如氣體繼電器內有氣體，則應記錄氣體量，觀察氣體的顏色及試驗是否可燃，并取氣樣及油樣做色譜分析，根據有關規程和導則判斷變壓器的故障性質。如果輕瓦斯動作發信后經分析已判為變壓器內部存在故障，且發信間隔時間逐次縮短，則說明故障正在發展，這時應最快將該變壓器停運。

若氣體繼電器內的氣體為無色、無臭且不可燃，色譜分析判斷為空氣，則變壓器可繼續運行，并及時消除缺陷。若氣體是可燃的或油中熔解氣體分析結果異常，應綜合判斷確定變壓器是否停運。

（2）重瓦斯動作后應檢查其它保護裝置動作信號情況、一/二次回路情況、直流系統情況； 檢查變壓器有無著火、爆炸、噴油、漏油等情況； 檢查氣體繼電器內有無氣體積聚； 檢查變壓器本體及有載分接開關油位情況；變壓器跳閘后，應立即停油泵，并進行油色譜分析；檢查氣體繼電器接線盒內有無進水受潮或異物造成端子短路；變壓器的油色譜試驗；開展變壓器重瓦斯保護的傳動試驗，有關中間繼電器的動作試驗，二次絕緣電阻試驗；開展氣體繼電器的校驗。

2.2 瓦斯保護改進措施

（1）電力變壓器本體與儲油柜與的接通油管的與水平面應有3%至4%坡度，有利于變壓器內的氣體流入瓦斯繼電器；

（2）瓦斯氣體繼電器的引出線使用耐油導線且應走線槽或套護管。

（3）防止瓦斯繼電器因接點因漏水或潮濕等原因發生短路誤動，運行中應當注意瓦斯繼電器端蓋的密封，瓦斯繼電器加裝防雨罩，防止水、潮氣的進入瓦斯接線盒。

3 地鐵變壓器瓦斯繼電器中氣體分析、診斷

3.1 地鐵瓦斯繼電器中氣體分析、診斷的方法

電力變壓器內的氣體信號是否可以被激活很大程度上在于瓦斯氣體繼電器內有沒有氣體，如果油箱內油位較低引發了電路的故障，又或者有空氣進入變壓器的瓦斯氣體繼電器，導致其無法正確的做出保護動作，就容易引發變壓器的故障的發生。瓦斯氣體繼電器中氣體的點燃與色譜分析是對變壓器瓦斯繼電器中氣體進行鑒別和處理的重要方法。

3.2 繼電器中氣體的鑒別和處理

近些年來，變壓器的事故也頻頻發生，電力變壓器的電量型繼電保護裝置也常常會發生不靈敏的現象，而瓦斯繼電器作為變壓器本體內部的最重要的主保護，在內部嚴重故障時能夠迅速把變壓器各側開關斷開，切斷變壓器電源。《電力變壓器運行規程》中有著明確的規定：如果變壓器瓦斯繼電器中有氣體的存在，則必須對氣量進行紀錄，并及時的對氣體的顏色進行觀察，逐步確定其是否可燃，如果是可燃氣體的存在則表明是變壓器存在故障。如果不能自行燃燒，就有可能是空氣或者其他氣體。

4 結論

地鐵電力變壓器是地鐵電網中的主設備之一。地鐵變壓器瓦斯保護可以在充油變壓器內出現熱故障、電故障等內部故障時提供有效的保護，一般情況下電力變壓器重瓦斯保護動作，可以在短時間斷開變壓器各側開關設備同時發出信號，內切除變壓器各側電源，有效地保護變壓器設備。技術人員在瓦斯動作后，及時對變壓器及瓦斯繼電器進行認真檢查、分析，找出瓦斯繼電器動作原因及時采取針對性措施。

參考文獻：

[1]張獻斌，王麗娟.電力變壓器瓦斯保護動作的分析和處理[J].甘肅科技縱橫，2010（02）.

[2]徐康健.變壓器瓦斯保護動作案例的原因分析[J].變壓器，2009（04）.

[3]曹旺華.電力變壓器的瓦斯保護探討[J].中國電業（技術版），2012（04）.

[4]張森.電力變壓器瓦斯保護動作原因與對策[J].民營科技，2013（06）.

[5]董其國.電力變壓器故障與診斷[J].中國電力出版社，2001