淺談變壓器瓦斯保護及事故處理

孫子昂 奚霽仲

摘要：電力系統中，變壓器是電能轉換的電器設備，是電網中必不可少的重要裝置，對電力系統有著重要的意義。為了穩定、安全運行，設置變壓器的必要的保護。本文主要論述變壓器瓦斯保護的含義和保護的整定以及保護動作原因及處理方式。

關鍵詞：變壓器;瓦斯保護;處理方式

1變壓器瓦斯保護的含義

1.1瓦斯保護工作原理

瓦斯保護由兩部分構成一部分是干簧觸點而另一部分是氣體繼電器，這個兩部分組成了變壓器內部故障保護。在變壓器投入運行前對變壓器按規程、規范要求加注的變壓器油后，需確保氣體繼電器內部包括開口杯在變壓器油液面以下，由于開口杯存在浮力的原因，此時的開口杯狀態是上浮的，所以其內部的干簧觸點處在斷開狀態。若變壓器油箱內部發生輕微故障或者異常時，故障點處的變壓器油被加熱并釋放出摻雜在變壓器油內的氣體，該氣體以氣泡的形式上浮進入氣體繼電器氣室內，迫使油面下降導致開口杯下沉，當凝集的氣體體積達到整定值即開口杯下沉至最低點時時，干簧觸點閉合接通繼電保護的二次回路并發出告警信號即“輕瓦斯”信號。當變壓器內部發生嚴重故障時，如故障點處由于短路電流引起的電弧，從而瞬間產生的高溫短路點并將其短路點周邊的變壓器油分解成大量氣體，由于密閉的變壓器油箱容積固定不變，導致釋放的氣體使變壓器內部氣體壓力瞬間劇增，從而出現噴油事故，在噴油過程中，油流沖擊氣體繼電器的擋板，驅動磁鐵并使干簧觸點閉合并啟動二次回路的保護裝置，接通斷路器跳閘二次回路，出口跳閘并發出跳閘報警信號即“重瓦斯”信號。

1.2瓦斯保護的分類

瓦斯保護分為兩類：一類是輕瓦斯保護，另一類是重瓦斯保護;它們都是一種非電量變壓器保護。

1.3瓦斯保護范圍

瓦斯保護是變壓器的主保護，它能靈敏、可靠、迅速的變壓器內部同一相序的線圈之間的短路、不同相序之間線圈的短路、鐵芯故障、高低壓進線、出線套管內部的故障、繞組線圈絕緣劣化和油面下降等內部故障并根據整定值作出相應的反應，由于該保護不能對變壓器油箱外部的故障作出反應，確保變壓器安全、穩定、可靠地地運行，單一瓦斯保護并不能夠將有關變壓器故障保護類型全面覆蓋，還需設置其他類型的二次繼電保護。

2瓦斯保護的整定

2.1輕瓦斯保護

變壓器輕瓦斯保護主要根據瓦斯氣體的容積來計算，當繼電器室內所積聚的氣體迫使氣體繼電器油面下降，當氣體達到整定值后將迫使而接通觸點。通常輕瓦斯保護動作整定值是通過調節重錘的力臂長度來調整力矩的達到保護整定值的調整。對于輕瓦斯保護的容積設置在0.250到0.300立方分米之間作為動作值，對于較大型的變壓器整定范圍可以根據實際需要相應調。

2.2重瓦斯保護

變壓器重瓦斯保護主要根據變壓器油流流速判定是否啟動該種保護，當變壓器內發生嚴重故障時，故障點產生大量熱量，將其周邊的變壓器油被分解出大量氣體引起的變壓器內部油壓突然增大，又由于變壓器油箱體積固定不變，導致出現油箱內部壓力大于油箱外部壓力，出現油噴現象，在油噴過程中，變壓器油快速沖擊擋板接通接點從而啟動重瓦斯保護。變啟動壓器重瓦斯保護動作值油流流速一般都是設置在0.5米/秒與1.5米/秒之間。由于瓦斯保護裝置太靈敏，對于油循環冷卻變壓器，易出現瓦斯繼電器誤報現象，因此避免運行中出現的誤報現象，則根據實際需要相應調整整定值，使整定值范圍適當擴大，一般調整為1.0到1.3米/秒之間。

3瓦斯保護動作的原因

在變壓器運行過程中，存在著許多使瓦斯保護動作的不確定誘導因素，誘導因素主要表現在以下幾種情況：

1）空氣進入。在對變壓器加注變壓器油或者過濾變壓器油過程中，變壓器油摻雜空氣進入變壓器內部或者變壓器冷卻系統不嚴密以至空氣進入，導致瓦斯保護動作。

2）面改變。因環境溫度影響，溫度下降引起變壓器油熱脹冷縮原因而導致油面下降或者變壓器漏油導致變壓器內部油面降低，兩種情況都可能出現變壓器油下降，使當氣室氣體體積達到輕瓦斯整定值時啟動二次保護回來，此時瓦斯保護動作。

3）內部故障。變壓器故障時內部產生的氣體或者致使變壓器油流速突然急劇上升而導致的瓦斯保護動作。

4）外部短路故障。當變壓器外部發生短路故障時所產生的穿越性電流，若故障電流是額定電流若干倍，那么變壓器的繞組溫度上升將會加快同時加熱變壓器油，從而導致變壓器內部油體積膨脹，夾雜在油內的空氣被釋放出來，凝聚成許多小氣泡并上浮至氣室匯集進而引起氣體繼電器的誤動。

5）氣體繼電器自身或二次回路故障時可引起的瓦斯保護動作。

4瓦斯保護動作后的處理方式

4.1當瓦斯保護發出警報信號時，為防止事故擴大化，立即采取相應的處理措施，檢查瓦斯氣體繼電器中有無氣體，色譜分析是否有無異常，油面是否降低，二次回路是否故障或者是否存在變壓器內部其他故障等，通過對事故原因進行檢查分析，準確、快速地對變壓器消除故障。

4.2當瓦斯保護動作時，還沒確定故障具體原因之前，應該視變壓器仍存在故障，嚴禁投入變壓器運行，應根據出現的現象及有關數據查明導致瓦斯繼電器動作跳閘的真正原因。

首先檢查回路，看看保護回路，直流回路等二次回路是否異常，如果無異常則排除回路原因;第二檢查變壓器，看看變壓器外觀有無明顯反應故障的異常現象，如果無異常現象則排除變壓器外部故障原因;第三檢查氣體繼電器，檢查氣體繼電器中氣體是否為可燃氣體，如果氣體繼電器中的氣體為不可燃氣體則排除變壓器內部故障原因;第四通過電氣試驗判斷故障類型，比如絕緣試驗、直流電阻試驗、耐壓試驗等高壓試驗來檢測判斷故障;第五通過結合其他上位機保護動作情況，綜合分析故障原因。通過各種檢查對變壓器進行全面的分析和判斷，最終找出導致瓦斯保護的原因，從而將故障消除，恢復變壓器正常運行狀態。

5總結

通過綜上所述，瓦斯保護對于保證變壓器的安全運行起著關鍵作用，它不僅能正確、靈敏、快速的反應變壓器內部故障，在發生重大故障的時候快速反應，及時切斷電源到達保護變壓器的目的，防止事故擴大化，因此將瓦斯保護設置為變壓器主保護之一，既保證變壓器等設備的正常安全穩定運行，又能保障整個發電廠、供電網絡和配電網絡及用戶的安全、穩定地運行。

參考文獻：

[1]王維儉.《電氣設備電氣設備保護原理與應用》中國電力出版社

[2]陳曾田《電力變壓器保護》中國電力出版社

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