變壓器瓦斯保護的工作原理

　　1、瓦斯保護動作原理

　　瓦斯保護是變壓器在運行中常設的主要保護裝置，瓦斯保護能夠對變壓器的層間短路、鐵芯故障以及套管故障、繞組問題以及變壓器油面下降等問題及時感知，并發出警報信號。當變壓器內部一旦出現問題時，由于在工作中設備電弧會將絕緣材料分解，從而生成瓦斯氣體，而瓦斯氣體的濃度也和變壓器故障程度有直接關系。瓦斯保護就是利用變壓器內的瓦斯氣體程度的瓦斯繼電器來察覺和保護變壓器內部故障。

　　在瓦斯繼電器的結構中，上部是封閉的浮筒，下部是金屬擋板，上部和下部都裝有水銀節點，并且上部的浮筒和下部的金屬擋板都可以圍繞各自的軸進行旋轉。在變壓器正常工作時，其繼電器裝有變壓器保護油，因此使得浮筒能夠漂浮在油面上，這個上部的水銀節點實際上處于斷開狀態；此時的下部金屬擋板由于自重而下垂，因此水銀節點也是斷開狀態。但是當變壓器出現輕微故障，其生成的瓦斯的速度就以緩慢的狀態出現，當瓦斯上升到瓦斯繼電器上部的浮筒時，就會導致油面下降，這時就會發出”輕瓦斯“警告；但是當變壓器內部出現較為嚴重的問題時，則會生成大量的瓦斯，這時郵箱的壓力就會急劇增大，其產生的壓力就會沖擊油枕，當油枕接觸擋板，并克服彈簧的阻力時，就會帶動磁鐵向觸電方向移動，這時水銀節點就出閉合，從而接通變壓器跳閘回路，從而導致斷路器跳閘。這就是“重瓦斯”。當產生重瓦斯后，繼電器就會馬上切斷電源，避免故障擴大化，從而起到保護變壓器的作用。

　　2、瓦斯保護范圍

　　變壓器的瓦斯保護功能很強大，能夠檢測絕大多數變壓器內的故障。包括了變壓內的多項短路、繞組短路、鐵芯和外殼的接地短路、鐵芯故障、漏油、開關接觸不良、焊接不良等問題。同時，由于瓦斯保護十分敏感，且保護動作十分迅速因為能夠在極短時間內對問題點作出反應。由于瓦斯保護十分靈敏可靠，而且結構簡單，因此應用在大多數變壓器中。不過瓦斯保護還存在一些問題，例如對于變壓器外部電路故障就不能作出反應。這就意味著變壓器保護不能完全依賴于瓦斯保護。同時，由于瓦斯保護太過敏感，因此也容易觸發誤報現象，這些都是將來需要解決的問題。

　電力變壓器的主要構成附件

　　電力變壓器的主要構成附件（油浸式）：

　　1、吸潮器

　　吸潮器的主要作用是吸收空氣中的水分和雜質，以保持變壓器的干燥與運行通暢，保持變壓器絕緣組件的絕緣性能。

　　吸潮器內裝有硅膠，儲油柜（油枕）中的絕緣油通過吸潮器與空氣接觸，干燥劑就可以吸收到空氣中的水分和雜質：硅膠變質、變色容易堵塞吸潮器，使干燥劑無法接觸到空氣。

　　2、油位計

　　油位計顧名思義就是反映變壓器的油位變化的表計。變壓器的油位受天氣變化影響較大。在炎熱的夏天，變壓器處于負載狀態，油溫上升，油位就會上升，而在寒冷的冬天，油溫較低，負載輕時油位浮動較小，油位變化也小。油位器的變化一般在+20℃左右，屬于正常現象。高則放油、低則加油。

　　3、油枕

　　油枕是儲存油料的容器，能夠起到調節油箱油料容量，減緩油料氧化速度的作用，其上方位置設有一個加油孔。

　　4、防爆管

　　防爆管屬于安全裝置。主要是應對變壓器故障引起油箱內壓力增大造成的爆炸事故。

　　5、信號油溫計

　　信號油溫計反映變壓器上層油溫情況，主要作用是監控電力變壓器運行溫度變化。變壓器線圈溫度比上層油溫高10℃。按照國標規定：變壓器繞組工作的極限溫度為105℃；上層最高溫度不能超過95℃，通常以監控溫度設定在85℃及以下為佳。

　　6、分接開關

　　分接開關能夠改變變壓器運行的電壓比，通過增加或降低電壓比保障變壓器正常運行。它主要依靠改變高壓繞組抽頭產生作用。

　　7、瓦斯信號繼電器

　　輕瓦斯、重瓦斯信號保護。上接點為輕瓦斯信號，輕瓦斯信號在變壓器運行異常時會發出信號報警：下接點為重瓦斯信號，在輕瓦斯信號發出報警后完成斷路器跳閘、掉牌、報警動作。瓦斯繼電器內充滿油說明沒有氣體，當油箱內存在氣體會進入瓦斯繼電器，當它達到一定容量以后，氣體擠走貯油使觸點動作。帶電操作時必須戴絕緣手套。

　　輕瓦斯保護動作的原因

　　輕瓦斯動作的原因：變壓器內部輕微故障，如局部絕緣水平降低而出現間隙放電或漏電，產生少量氣體；也可能是空氣浸入變壓器內，如濾油、加油或冷卻系統不嚴密，導致空氣進入變壓器而聚積在氣體繼電器內；變壓器油位降低，并低于氣體繼電器，使空氣進入氣體繼電器內；二次回路故障，如直流系統發生兩點接地或氣體繼電器引線絕緣不良，引起誤發信號。

　　輕瓦斯動作處理：

　　a、檢查變壓器油位、溫度、音響是否正常，有無漏油現象。

　　b、檢查是否因油系統的檢修維護，引起空氣進入變壓器，如信號是空氣進入所引起，應對瓦斯繼電器進行放氣恢復信號監視。

　　c、如非上述原因，應聯系化學人員取氣樣進行化驗分析。取氣樣后，瓦斯繼電器應放氣。如果頻繁發信號且間隔逐漸縮短，應做好事故跳閘準備。報告值長盡快安排停電檢修。

　　d、氣體是無色無味不可燃的，外部檢查又無短路象征，則可以繼續運行，如氣體是有色可燃的，必須立即停止變壓器運行。

　　重瓦斯動作后應做如下檢查和處理：

　　a、檢查油位、油溫、油色有無變化，檢查防爆管是否破裂噴油，檢查呼吸器、套管有無異常，變壓器外殼有無變形；

　　b、立即取氣體和油樣做色譜分析；

　　c、根據變壓器跳閘時的現象、外部檢查及色譜分析結果，判斷故障性質，找出原因。在重瓦斯保護動作原因未查清之前，不得合閘送電；

　　d、如果經檢查未發現任何異常，而確系二次回路故障引起誤動作，可將差動及過流保護投入，將重瓦斯保護投信號或退出，試送電一次，并加強監視。

　　變壓器的事故處理

　　（1）輕瓦斯保護動作

　　1、變壓器內產生氣體的原因

　　1） 濾油、加油或冷卻系統不嚴密導致空氣進入變壓器，聚集在氣體繼電器內。

　　2） 變壓器油位下降，并低于瓦斯繼電器，使空氣進入氣體繼電器。

　　3） 變壓器內部輕微故障，產生小量氣體。

　　4） 對于新投運或經過檢修處理的變壓器出現這些情況是正常的，但對正常運行中的變壓器若出現上述異常現象則應立即進行分析處理。

　　2、輕瓦斯保護動作的處理

　　1） 如果是由于變壓器油位過低引起的，應設法消除并恢復正常油位。

　　2） 若無氣體，則考慮二次回路故障引起的，這時將瓦斯保護投信號位置，檢查正常后再將瓦斯保護投入跳閘。

　　3） 經檢查輕瓦斯保護動作是由于氣體繼電器內聚集氣體所產生的，則應記錄氣體數量和報警時間，收集氣體做鑒定，然后根據鑒定結果作出相應的處理。

　　3、瓦斯氣體的判斷處理

　　1） 氣體無色無味，不可燃，則認為是空氣。

　　2） 氣體可燃且色譜分析不正常，說明變壓器內部有故障，則應停運變壓器。

　　3） 氣體為淡灰色，有強烈臭味且可燃時，可能為變壓器內部絕緣材料故障，應停運變壓器。

　　4） 氣體為灰黑色或黑色或燃，可能是變壓器油分解引起或變壓器鐵芯燒壞，應停運變壓器。

　　5） 氣體為微黃色，有燃燒困難，可能是變壓器內本質材料故障，也應停運變壓器。

　　6） 變壓器的瓦斯取氣方法。使用專用的瓦斯集氣瓶；集（取）氣瓶內大約有3分之2的水，保證取氣瓶倒放時，長管不能被水淹沒；使用前兩個管子用小夾子夾住；集氣瓶長管接瓦斯繼電器放氣閥，集氣瓶短管打開小夾子排水；收集完畢將兩小夾子夾好，在安全地點做點燃試驗。

　　（2）重瓦斯保護動作的處理

　　當變壓器內 部發生短路故障時，故障點的電弧引起高溫，造成絕緣物和變壓器油分解，產生大量氣體，造成油的快速流動，使重瓦斯繼電器動作。

　　重瓦斯保護動作時，應同時檢查差動，速斷保護是否同時動作，防爆門是否已經動作。并對變壓器進行外部檢查，檢查變壓器的油位，油溫，防爆門，呼吸器，套管等，同時檢查變壓器內部有無爆裂聲和噴油現象，具體處理如下：

　　1、立即檢查變壓器有無噴油、著火損壞等異常情況。

　　2、檢查變壓器外殼有無異常變形。油枕油面是否正常。

　　3、檢查變壓器引線有無燒傷或短路現象。

　　4、如檢查后均未發現異常，且瓦斯為空氣，測量變壓器絕緣良好，則應檢查二次回路。

　　5、若判明是瓦斯繼電器誤動作，應將重瓦斯保護停運，用遞升加壓的辦法恢復送電，但差動保護必須投運。

　　6. 取油樣做色譜分析。

　　7. 檢查變壓器溫度有無急劇上升現象。

　　8. 取瓦斯氣體，判明氣體性質，取油進行化驗，測絕緣，分析事故性質，找出跳閘原因，經生產廠長或總工程師同意后，可遞升加壓送電。

　　（3）差動保護動作的處理

　　1. 檢查差動保護范圍內一次設備詳細情況。首先檢查有無著火，如著火應立即滅火。

　　2. 檢查保護是否由于保護誤動或有人誤碰。

　　3. 檢查差動回路和繼電器。

　　4. 停機后測量變壓器絕緣電阻。

　　5. 如檢查未發現不良現象，在取得生產副廠長或總工程師同意后 ，啟動機組。慢慢進行遞升加壓，并聯系檢修測量繼電器差壓，加強監視，發現異常，立即滅磁停機。

　　6. 遞升加壓試驗良好后。可恢復送電。

　　7. 重瓦斯、差動保護同時動作時，未查明原因和消除故障前，不得將變壓器投入運行。

　　（4）變壓器后備保護動作的處理

　　1. 在后備保護動作的同時，若未發現電壓下降或沖擊短路現象，可不經檢查將變壓器投入運行，通知檢修人員進行檢查。

　　2. 過流保護動作的同時有明顯的短路沖擊現象或其它明顯，則對變壓器，母線等一次系統進行外部檢查，在查明原因消除故障，測量變壓器絕緣合格后，將變壓器重新投入。若確定由由于外部短路故障引起，且故障設備已隔離，而且系統要，則變壓器可不經外部檢查，重新投入運行。

　　（5）變壓器著火的處理

　　1. 將起火變壓器停電。

　　2. 停運冷卻系統或風機電源。

　　3. 若變壓器油溢在頂蓋上著火，則應打開下部的油閥放油至適當油位，用二氧化碳、四氯化碳滅火。

　　4. 火勢較大時可用水滅。

　　5. 如果油箱破裂，噴油燃燒，外部火勢很大時，才可將油放入事故排油廊道。地上油火宜用大量泡沫滅火劑撲救。

　　6. 著火后要防止著火的油流入電纜溝和其它生產場所。