第十節 變壓器瓦斯保護動作原因與對策

按規定，對于1000kVA以上的戶外變壓器及320kVA以上的戶內變壓器應裝設瓦斯保護作為變壓器的主保護。瓦斯保護動作快、靈敏度高、結構簡單、能反映變壓器油箱內部各種類型的故障，特別當繞組短路匝數很少時，故障循環電流很大，可能造成嚴重過熱，但外部電流變化很小，各種反映電流的保護難以動作，瓦斯保護對這種故障具有特殊優越性。

一、瓦斯保護使用時應采取的措施

瓦斯保護正確動作率低于變壓器其他保護裝置的平均水平，為提高瓦斯保護的安全可靠性，除改進瓦斯繼電器的結構以外，需要執行以下安全技術措施：

（1）變壓器應有1%～1.5%的坡度。通往繼電器的油管應有2%～4%的坡度，油枕處較高，使氣體易流入瓦斯繼電器。瓦斯繼電器的引出線應采用防油線或塑料線，經過中間接線盒，通過端子排和電纜連接，電纜和引出線應分別連接在接線盒內端子排的兩側，引出線從端子排下方接入電纜從端子排上方引出，這樣接線是為了避免由于油的毛細管現象引起對電纜的腐蝕。此外還應注意，引線排列要使重瓦斯接點和直流電源正極隔開，中間端子盒不要安置在油管和油枕下面，以防油管和油枕漏油滲入端子盒。

（2）變壓器的呼吸器必須保持通暢，變壓器投入之前，必須檢查吸濕器下部的透氣孔是否開啟。運行中也應檢查吸濕器的透氣情況，以防止變壓器油溫變化時，因透氣孔閉塞造成呼吸器或油枕真空或壓力升高，使瓦斯繼電器誤動作。

（3）變壓器運行時，重瓦斯應接入跳閘，輕瓦斯投入信號。備用變壓器的瓦斯應投入信號，以便監視油面。備用的單臺變壓器應斷開跳閘電源。當一臺斷路器控制兩臺變壓器時，若其中一臺轉為備用，應將其重瓦斯改接信號。

（4）防止瓦斯繼電器接點引出線因漏水短路，瓦斯繼電器的端蓋部分和電纜引出線的小端子箱應有密封措施，以防止雨水浸入造成誤動作。

（5）瓦斯繼電器和儲油柜間的連接閥門運行時應打開，為防止檢修后遺忘開啟，造成瓦斯誤動作，閥門應加鉛封。

（6）瓦斯繼電器的出口中間繼電器應帶自保持線圈，以防止變壓器內部嚴重故障時油速不穩定。造成瓦斯接點時通時斷而不能可靠跳閘。

（7）變壓器在運行中進行濾油、加油、換硅膠或在散熱器、潛油泵檢修后投入前，應先將重瓦斯接信號，待空氣排盡后，方可將重瓦斯投入跳閘位置。

（8）當油位計上指示的油面有異常升高或油路系統有異常現象時，為查明原因，需要打開各個放氣或放油塞子、閥門，檢查吸濕器，或在進行其他工作時必須先將重瓦斯改接信號，然后才能開展工作，以防瓦斯保護誤動作跳閘。

二、瓦斯保護動作的主要原因

當瓦斯保護動作，變壓器開關跳閘，一般情況下，其事故過程已結束，后果比較嚴重。因此，必須在瓦斯信號動作時，認真檢查，仔細分析，正確判斷，立即采取措施。變壓器瓦斯繼電器有浮筒式、擋板式、開口杯式等不同型號，目前大多采用QJ—80型瓦斯繼電器，其信號回路接上開口杯，跳閘回路接下擋板。所謂瓦斯保護信號動作，是指因各種原因造成繼電器內上開口杯的信號回路接點閉合，輕瓦斯動作。接點閉合的原因一般有以下幾方面。

（1）空氣進入變壓器逐漸聚集在瓦斯繼電器上部，迫使繼電器內油面下降，使干簧觸點閉合，發出輕瓦斯信號?？諝膺M入運行中的變壓器有三種途徑：

1）變壓器在換油、補充油時，欲換或補加的油未徹底進行真空脫氣處理與嚴格按真空注油工藝進行，使油中的空氣，附著在鐵芯、繞組、附件表面的空氣及有機固體絕緣材料孔隙中的空氣，在變壓器投入遠行后通過油的對流循環，變壓器鐵芯的磁路伸縮，逐漸匯集上升到瓦斯繼電器內，引起信號動作。

2）變壓器熱虹吸器更換吸附劑（如硅膠）后，油浸及靜置時間短，空氣未徹底排凈，由熱虹吸器進入本體循環，進入瓦斯繼電器引起信號動作。

3）強油循環的變壓器潛油泵密封不良，因油泵工作時產生的微負壓導致空氣進入變壓器本體循環，聚集在瓦斯繼電器內造成瓦斯信號動作。

（2）環境溫度驟然下降，變壓器油很快冷縮造成油位降低，或者變壓器本體嚴重漏油引起變壓器內油位降低，即所謂油流引起瓦斯繼電器信號動作。

（3）瓦斯繼電器二次信號回路故障，包括信號電纜絕緣損壞短路、端子排接點短路，個別在信號回路中所接信號等引起干簧觸點閉合，造成瓦斯信號動作。

（4）變壓器內部存在放電或過熱故障，引起固體絕緣材料分解，變壓器油分解，產生氫氣、一氧化碳、二氧化碳，低分子烴類氣體，這些氣體隨油的對流循環逐漸變成氣泡并上升聚集在瓦斯繼電器上部，迫使繼電器內油面降低，引起瓦斯信號動作。

三、瓦斯信號動作的處理對策1.分析診斷程序

繼電器內有無氣體聚集；點燃試驗和做色譜分析。2.分析診斷的基本原則與處理對策

瓦斯信號動作后，繼電器內是否有氣體聚集，是區別信號動作原因中油值降低、二次回路故障和空氣進入變壓器、變壓器內部發生故障的最基本原則。因二次回路故障，油位降低引起瓦斯信號動作，不可能產生氣體，所以當繼電器內無氣體聚集時，應逐步判斷。首先巡視檢查變壓器是否有嚴重漏油點，若是，應立即向上級調度和主管領導匯報，采取

堵漏措施；若不是，則應判斷是否因環境溫度驟然下降引起油位降低。此時必須觀察變壓器油枕油值指示位置是否正常，油道是否阻塞。若不正常，應采取相應措施。若不是上述原因引起，則二次信號回路故障的可能比較大，需檢查消除二次回路缺陷。

繼電器內聚集的氣體是空氣還是可燃性氣體。若繼電器內的氣體是空氣，則應依次判斷；是否因換油或補加油時空氣進入變壓器本體后沒有排凈；是否因更換變壓器熱虹吸器吸附劑時凈置時間短空氣未徹底排凈，若是，則采取從繼電器放氣嘴排氣，變壓器監督運行；是否因空氣從潛油泵進入本體引起信號動作，若是，要用逐臺停運試驗的方法，判斷是從哪臺泵處空氣進入，申請停泵檢修；若繼電器內的氣體是可燃性氣體，則變壓器內部存在過熱、可能是放電性故障，或過熱兼放電性故障。此時應從繼電器處同時取氣樣和油樣（從本體下部取油樣）做色譜分析，根據變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則判斷故障性質、發展趨勢、嚴重程度，根據分析結論采取繼續監督運行或停運吊檢處理。鑒定繼電器內的氣體是空氣，還是可燃性氣體的方法是收集這些氣體，并做點燃試驗和色譜分析。

3.繼電器中氣體的鑒別

瓦斯氣的點燃與色譜分析。DL/T572—95《電力變壓器運行規程》規定：如繼電器內有氣體，則應紀錄氣量，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。點燃試驗，是將用注射器收集到的氣體，用火柴從放氣嘴點火，若氣體本身能自燃，火焰呈淺藍色，則是可燃性氣體，說明變壓器內部有故障。若不能自燃，則是空氣，說明信號動作屬空氣進入造成。色譜分析是指對收集到的氣體用色譜儀對所含氫氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等氣體進行定性和定量分析，根據所含組分名稱和含量準確判斷故障性質、發展趨勢和嚴重程度。

點燃試驗與色譜分析是判斷變壓器內部有無故障的兩種不同方法，目的一致。點燃試驗是在沒有采用色譜分析對所含氣體進行定性定量分析之前規定的一種方法，較簡易、粗略。它判斷的準確性與試驗人員的素質與經驗有關，但不能判斷故障性質。自采用色譜法后《電力變壓器運行規程》沒有取消該方法，其本意應該說是想在現場快速地判斷變壓器有無故障，但受現場人員能否正確收集氣體、正確點燃、準確判斷等因素的限制，收不到預期的效果。

做點燃試驗還是做色譜分析，因瓦斯繼電器信號動作容積整定值是250～300mL，從理論上講，只要信號動作，就能收集到大約250～300mL的氣體。用100mL注射器可收集到兩管，此時可用一管在現場做點燃試驗，另一管做色譜分析。變壓器內部故障有時發展很快，產生的氣體還未在油中達到飽和便上升聚集到繼電器內。若信號動作后沒有及時收集，時間太長則部分氣體將向油中回溶和逸散損失，所收集氣體可能不足100mL，若用一只100mL注射器收集，就不應做點燃試驗，應迅速做色譜分析。這與《電力變壓器運行規程》的規定發生沖突，解決此矛盾的辦法是用兩只小容量的注射器收集氣體（每管不少于10mL）。若變壓器與色譜試驗室距離較近，則無需做點燃試驗。若現場運行人員經過培訓，具有收集和做點燃試驗的能力，應由運行人員負責此項工作。若不具備此能力，應交有關專業人員負責此項工作。