淺析變壓器重瓦斯保護動作過程及原因

摘 要：變壓器在實際運行中要保持安全穩定的狀態，就要充分發揮其重瓦斯保護功能，發揮內部短路阻抗值的作用，獲得重瓦斯保護的效果。當變壓器處于運行狀態的時候，多數重瓦斯保護誤動與變壓器短路故障之間存在一定關聯性，對重瓦斯保護功能的發揮非常不利。對變壓器的短路阻抗值進行調整，就可以避免產生重瓦斯保護的問題，變壓器運行穩定性有所提高。本論文針對變壓器重瓦斯保護動作過程及原因展開研究。

關鍵詞：變壓器;重瓦斯;保護動作;過程;原因

引言：

當變壓器的某些部分發生大電流短路時，通過變壓器的電流將超過系統的額定電流。由于變壓器在運行的過程中短路電流值要相對比較大一些，會對變壓器的正常運行產生不利影響。這就需要針對相關的問題進行分析。主要的表現是變壓器的負載消耗隨內部電流的增加呈指數級增加，呈現出穩定運行的狀態。從變壓器裝置的情況來看，負載損耗更多一些，大量電能在此時轉化為熱能[1]。在這種情況下，變壓器系統在運行的過程中就會有大量的瞬時熱量產生。變壓器油加熱后膨脹之后就會流入油枕，如果增加到重瓦斯保護整定值，變壓器保護動作。

一、供電局事故基本介紹

某超高壓供電局的一座變電站主變投入使用。2017年變電所主變運行過程中， 3斷路器對2號主變充電;斷路器跳閘，變壓器保護A屏無“保護啟動”。經現場檢查得知，主變A相木體有少量油噴淋痕跡，二次設備沒有出現異常現象。

二、供電局事故處理以及試驗檢查

當主變產生跳閘的時候，值班人員立即向調度員報告，調度命令主變需要檢修人員到現場檢修，等待檢修人員進一步檢查，根據檢車的結果做出處理意見。現場維修人員收集各種資料，包括保護文件，和故障錄波器波形文件等等，兩套差動保護由于防突波功能發揮作用而閉鎖，此時，判斷保護動作是正確的。檢查保護定值，按照圖紙檢查二次回路氣體保護按圖紙，主變A相氣體繼電器驅動之后發現沒有差異。通過對監控報文的比較，就可以明確，其與保護動作之間是邏輯一致的。主變A相試驗現場檢查的內容主要包括直流電阻試驗、帶殼繞組介損實驗、帶殼繞組絕緣電阻的試驗、電容的試驗、油中含氣量試驗和短路阻抗試驗等等，對實驗結果還要做好認證工作[2]。

三、供電局事故的技術分析

其一，瓦斯作用、泄壓和注油可以可以在一定程度上將變壓器內部某一壓力的短期形成反映出來。從現場試驗結果的角度出發，油中氣體含量試驗是符合標準的。抽頭位置的直流電阻、轉換比和短路阻抗試驗都合格，變壓器放電的可能性得以消除。

其二，通過分析電流的波形和電壓的波形，電壓的波形在整個涌流過程中都是處于正常狀態的。高壓側電流等于公共繞組電流，但是方向是相反的，當有電流通過的時候，保護跳閘系統沒有產生故障。2號主變A相涌流要相對大一些，三相電流衰減時間比較長。通過分析可以明確，其原因與閉合時刻的最大涌流對應的磁通極性決定了剩磁量[3]。

其三，主變A相涌流相對比較大的時候，就會有鐵心振動產生，此時就會有油流擾動產生，會出現變壓器重瓦斯動作，此時泄壓注油，但是壓力比較小，不導致理論上帶泄壓保護動作的變壓器沖擊電流分析。

四、變壓器勵磁涌流的分析

（一）勵磁涌流所具備的特點

其一，勵磁涌流含有一定的非周期分量，使涌流偏于時間軸的一側。

其二，在勵磁涌流中含有大量的高次諧波分量，而且存在二次諧波，其發揮主要的作用。

其三，勵磁涌流發波形產生間斷。

其四，涌流當處于初始階段的時候，數值是比較大的，之后逐漸呈現出衰減的趨勢[4]。

（二）勵磁涌流大小對合閘瞬間電壓初相角產生的影響

根據實驗可以明確，變壓器的額定涌流增加，可以達到平時的六倍至八倍。沖擊電流的大小決定了閉合瞬間施加電壓的初始相位角，包括磁芯內剩磁的方向以及大小都會不同程度地受到影響，同時，沖擊電流也關乎到磁芯的飽和程度。單相自炊變壓器的三相合閘瞬間施加電壓，此時，初相角就會有所不同，事故變壓器A相合閘瞬間施加電壓的初相角使得勵磁涌流得到滿足[5]。A相本體重量的氣體保護動作是符合要求的，另外兩項保護動作與規定的要求不符合，所以，另外兩項是不會動作的。外電壓初始相角與合閘瞬間勵磁涌流之間是存在一定關聯性的。（圖1：勵磁涌流大小對合閘瞬間電壓初相角的影響）

五、呼吸器所發揮的作用以及壓力釋放噴油所產生的原因

呼吸器通過管道與油枕之間有效連接。呼吸器的內部充滿干燥劑，可以對內部空間起到很好的干燥作用，比如，硅膠等等，隨著溫度的變化，變壓器油的體積也會發生改變變化。當油枕中的空氣隨著變壓器油的體積產生變化的時候，或者膨脹，或者收縮，排除或吸收的空氣都需要通過呼吸器。呼吸器中的干燥劑所發揮的作用是吸收空氣中的水分，一些雜質也可以吸收，起到很好的過濾空氣的作用，保持油的清潔，還可以發揮絕緣效果[6]。

在合閘的瞬間，涌流的過程中會產生沖擊電流，使鐵心出現振動，此時就會引起變壓器油的體積產生膨脹。如果呼吸器呼吸較為順暢一些，其中的壓力就可以釋放，但由于現場呼吸器存在呼吸不良的問題你，壓力釋放的過程中就會噴出油。

結束語：

綜上所述，變壓器應用于電力系統當中，要更好地發揮變壓器的作用，保證其運行安全，就要對變壓器的重瓦斯保護方面的問題進行研究。重瓦斯保護如果沒有做到位，就會影響變壓器裝置的穩定性。在具體的工作中，要充分把握短路阻抗對氣體保護的影響，采取適當的措施是必要的。

參考文獻：

[1] 黃炳源. 連續短路引起的變壓器重瓦斯保護誤動原因分析[J]. 變壓器， 2018， 572（05）：93-94.

[2] 蔣曉燕. 一起110kV變壓器重瓦斯保護動作事故分析及處理[J]. 水電站機電技術， 2017（01）：52-53、62.

[3] 黃炳源. 一起變壓器有載開關重瓦斯保護動作故障分析[J]. 變壓器， 2018（05）：81-82.

[4] 喬江峰. 一起區外故障引發主變重瓦斯誤動事件的分析及整改[J]. 自動化應用， 2018（11）：142-144.

[5] 郭春暉， 羅文柯， 劉洪濤. 臨渙煤礦下保護層開采中的瓦斯綜合治理技術[J]. 礦業工程研究， 2017（03）：58-59

[6] 阿依西古力·色麥提， 阿布都格尼·艾孜孜. 變壓器瓦斯保護動作原因及處理方法研究[J]. 科技創新導報， 2017（10）：25-26

作者簡介：

劉國兵（1992.12.16），性別：男 ;籍貫：廣東;民族：漢;學歷：本科;職稱： 助理工程師 ;研究方向：電力變壓器;單位：廣東電網有限責任公司東莞供電局 。