變壓器的瓦斯保護

1·前言
近年，變壓器特別是大型變壓器事故較多，往往出現(xiàn)瓦斯保護信號動作或開關跳閘。若瓦斯保護動作，變壓器開關跳閘，一般情況下，其事故過程已結(jié)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?lián)醢?。所謂瓦斯保護信號動作，即指因各種原因造成繼電器內(nèi)上開口杯的信號回路接點閉合，光字牌燈亮。

2·瓦斯保護信號動作的主要原因
2．1 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(nèi)油面下降。這時，開口杯在空氣中的重量加上杯內(nèi)油重所產(chǎn)生的力矩使開口杯下降并使干簧觸點閉合，發(fā)出輕瓦斯信號。
空氣進入運行中的變壓器有三種途徑。一是變壓器在換油、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，附著在鐵心、繞組、附件表面的空氣及有機固體絕緣材料孔隙中的空氣，在變壓器投入運行后通過油的對流循環(huán)，變壓器鐵心的磁致伸縮，逐漸匯集、上升到瓦斯繼電器內(nèi)，引起信號動作。
二是變壓器熱虹吸器更換吸附劑（如硅膠）后，油侵及靜置時間短，空氣未徹底排凈，由熱虹吸器進入本體循環(huán)，進而進入瓦斯繼電器引起信號動作。
三是強油循環(huán)的變壓器潛油泵密封不良，因油泵工作時產(chǎn)生的微負壓導致空氣進入變壓器本體循環(huán)，聚集在瓦斯繼電器內(nèi)造成瓦斯信號動作。
2．2環(huán)境溫度驟然下降，變壓器本體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(nèi)油位降低，即所謂油流引起瓦斯繼電器信號動作。
2．3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。
2．4變壓器內(nèi)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(chǎn)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(huán)逐漸變成大氣泡并上升聚集在瓦斯繼電器上部，迫使繼電器內(nèi)油面降低，引起瓦斯信號動作。

3·瓦斯信號動作的處理對策
3．1分析診斷程序
繼電器內(nèi)有無氣體聚集
點燃試驗和做色譜分析

3．2分析診斷的基本原則與處理對策
3．2．1瓦斯信號動作后繼電器內(nèi)是否有氣體聚集，
是區(qū)別信號動作原因中油位降低、二次回路故障和

空氣進入變壓器、變壓器內(nèi)部發(fā)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(chǎn)生氣體，所以當繼電器內(nèi)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(diào)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(huán)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位指示位置是否正常，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性較大，須檢查消除二次回路缺陷。
3．2．2繼電器內(nèi)聚集的氣體是空氣還是可燃性氣體。
若繼電器內(nèi)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靜；是否因更換變壓器熱虹吸器吸附劑時靜置時間短空氣未徹底排靜。若是，則采取從繼電器放氣嘴排氣，變壓器監(jiān)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，判斷是從那臺泵處空氣進入，申請停泵檢修。
若繼電器內(nèi)的氣體是可燃性氣體，則變壓器內(nèi)部存在過熱、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（并從本體下部取油樣）做色譜分析，根據(jù)變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則判斷故障的性質(zhì)、發(fā)展趨勢、嚴重程度，根據(jù)分析結(jié)論采取繼續(xù)監(jiān)督運行或停運吊檢處理。
鑒定繼電器內(nèi)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。

4·繼電器中氣體的鑒別
4．1瓦斯氣的點燃與色譜分析
《電力變壓器運行規(guī)程》DL/T572—1995規(guī)定：如繼電器內(nèi)有氣體，則應記錄氣量，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，火焰呈淺蘭色，則是可燃性氣體，說明變壓器內(nèi)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(jù)所含組分名稱和含量準確判斷故障性質(zhì)、發(fā)展局勢、嚴重程度。
4．2 點燃試驗與色譜分析的異同
點燃試驗與色譜分析是判斷變壓器內(nèi)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(guī)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(zhì)與經(jīng)驗有關，也不能判斷故障的性質(zhì)。自采用色譜法后變壓器運行規(guī)程中沒有取消該方法，其本意應該說是想在場快速的判斷變壓器有無故障，但受現(xiàn)場人員能否正確收集氣體、能否正確點燃、準確判斷等因素的限制，收不到養(yǎng)兵千日用兵一時的預期效果。
4．3應做點燃試驗還是做色譜分析
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250~300 ml的氣體。用100 ml注射器可收集到兩管，此時可用一管在現(xiàn)場做點燃試驗，另一管做色譜分析。
變壓器內(nèi)部故障有時發(fā)展很快，產(chǎn)生的氣體還未在油中達到飽和便上升聚集到繼電器內(nèi)。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100 ml注射器收集，就不應做點燃試驗，應迅速做色譜分析。這與變壓器運行規(guī)程的規(guī)定發(fā)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10 ml）。若變壓器與色譜試驗室距離較近，則無須做點燃試驗。
若現(xiàn)場運行人員經(jīng)過培訓，具有收集和做點燃試驗的能力，應油運行人員負責此項工作。若不具備此能力，應交有關專業(yè)人員負責此項工作。
5．討論
5．1變壓器瓦斯信號動作后，運行人員須按照分析診斷程序首先判斷動作原因，并立即向上級調(diào)度和主管領導匯報。
5．2上級主管領導應迅速派專業(yè)人員去現(xiàn)場，取繼電器氣樣、油樣和本體油樣，分別做色譜分析。根據(jù)有關導則及平衡判據(jù)分析診斷，依據(jù)診斷結(jié)論采取相應對策，避免事故發(fā)生，保證變壓器安全經(jīng)濟運行。
5．3現(xiàn)場若有備用注射器當值運行人員應按繼電器內(nèi)氣體總量分別收集兩管，一管做點燃試驗，一管交專業(yè)人員做色譜分析。