變壓器瓦斯保護(hù)及誤動(dòng)防范研究

摘 要：變壓器瓦斯保護(hù)是其內(nèi)部故障的主要保護(hù)技術(shù)設(shè)置之一。本文在分析了變壓器瓦斯保護(hù)原理及動(dòng)因的基礎(chǔ)上，就瓦斯保護(hù)的誤動(dòng)作防范提出了具體的防范措施，具有積極的現(xiàn)實(shí)應(yīng)用推廣意義。

關(guān)鍵詞：變壓器；瓦斯保護(hù)；誤動(dòng)作防范

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.23.153

1 概述

變壓器瓦斯保護(hù)是根據(jù)變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)氣和油流設(shè)計(jì)的一種非電量保護(hù)，變壓器瓦斯保護(hù)是其內(nèi)部故障的主要保護(hù)技術(shù)設(shè)置之一，當(dāng)發(fā)生短路、絕緣擊穿等故障時(shí)，瓦斯保護(hù)設(shè)計(jì)能夠及時(shí)產(chǎn)生保護(hù)。也包括繞組的匝間、鐵心和開(kāi)關(guān)等變壓器內(nèi)部各種部位的過(guò)熱性過(guò)障和放電性故障，以及由于油面出現(xiàn)大幅降低等。瓦斯保護(hù)具有靈敏度高、動(dòng)作迅速、安裝簡(jiǎn)便等優(yōu)勢(shì)，是差動(dòng)保護(hù)中其他手段無(wú)法替代的，但在實(shí)際運(yùn)行中也會(huì)因?yàn)槠渌蚨l(fā)生誤動(dòng)。

2 變壓器瓦斯保護(hù)原理及動(dòng)因

2.1 變壓器瓦斯保護(hù)工作原理

變壓器油箱內(nèi)發(fā)生故障時(shí)，在短路電流和短路點(diǎn)電弧的共同作用下，使變壓器中的油和其他絕緣材料在受熱條件下出現(xiàn)分解而產(chǎn)生氣體，因氣體相對(duì)較輕而出現(xiàn)從變壓器的油箱向油枕上部流動(dòng)現(xiàn)象，當(dāng)這種故障達(dá)到一定程度后，變壓器中的油會(huì)急速膨脹并產(chǎn)生大量氣體，這時(shí)，油流和氣流就會(huì)劇烈的向油枕沖擊。這種產(chǎn)生的可燃?xì)怏w被稱(chēng)之為瓦斯氣體。基于這一特點(diǎn)，安裝在變壓器油箱和油枕之間的聯(lián)接管道中的氣體繼電器構(gòu)成反應(yīng)氣體變化以實(shí)現(xiàn)裝置保護(hù)效果，這一機(jī)理被稱(chēng)之為瓦斯保護(hù)。根據(jù)故障嚴(yán)重程度的不同，瓦斯保護(hù)分為輕瓦斯保護(hù)和重瓦斯保護(hù)。與之對(duì)應(yīng)的，瓦斯保護(hù)動(dòng)作分為輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作和重瓦斯保護(hù)動(dòng)作。

2.2 變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)因

根據(jù)瓦斯保護(hù)分為輕瓦斯保護(hù)和重瓦斯保護(hù)這一特點(diǎn)，導(dǎo)致變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作發(fā)生的原因又分為輕瓦斯動(dòng)因和重瓦斯動(dòng)因。（1）輕瓦斯動(dòng)作原因：因?yàn)V油、加油或者冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)等因素導(dǎo)致空氣流入變壓器；溫度下降或漏油導(dǎo)致變壓器中的油面低于氣體繼電器輕瓦斯浮筒之下；變壓器油發(fā)生分解，并產(chǎn)生CO2、CO、氫氣以及低分子烴類(lèi)氣體等，導(dǎo)致變壓器中的繼電器內(nèi)油面下降，引發(fā)瓦斯信號(hào)動(dòng)作；變壓器中的絕緣受阻；發(fā)生穿越性短路故障；變壓器發(fā)生二次回路故障等等。（2）重瓦斯動(dòng)作原因：二次回路故障；變壓器絕緣長(zhǎng)期應(yīng)用出現(xiàn)老化、鐵芯故障等等；變壓器中的油箱出現(xiàn)嚴(yán)重漏油，導(dǎo)致變壓器中的油面出現(xiàn)急劇的下降；變壓器內(nèi)部出現(xiàn)單相匝間短路或者單相接地短路等嚴(yán)重事故，導(dǎo)致油箱分解出大量氣體。

2.3 變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作控制

在給變壓器充油或者注入新油后，為了防止油中的空氣在變壓器中帶負(fù)載而受熱上升，需要經(jīng)常性地打開(kāi)瓦斯繼電器中的放氣閥門(mén)；當(dāng)空氣流入到繼電器時(shí)，會(huì)使瓦斯繼電器發(fā)生保護(hù)動(dòng)作；為防止信號(hào)或者斷路器發(fā)生誤動(dòng)，可以采用壓板將瓦斯保護(hù)切換到作用信號(hào)，直到其不再存在空氣溢出為止。微防止因油的流動(dòng)或氣流沖擊導(dǎo)致瓦斯繼電器節(jié)點(diǎn)閉合等，應(yīng)在瓦斯繼電器中設(shè)定自保持回路。

3 變壓器瓦斯保護(hù)誤動(dòng)防護(hù)措施

變壓器在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，常常由于設(shè)計(jì)制造、運(yùn)行維護(hù)以及瓦斯繼電器運(yùn)行的可靠性等因素的存在，導(dǎo)致瓦斯保護(hù)出現(xiàn)誤動(dòng)。因此，要根據(jù)導(dǎo)致變壓器瓦斯誤動(dòng)的原因，采取有效措施，要做到最大限度地杜絕瓦斯保護(hù)誤動(dòng)的發(fā)生。因此，要從設(shè)備的安裝、投運(yùn)以及日常的檢修、運(yùn)行和維護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)做好防范。

3.1 安裝及投運(yùn)

應(yīng)將瓦斯繼電器安裝在變壓器與儲(chǔ)油柜的聯(lián)接管路上，具體安裝時(shí)：應(yīng)關(guān)嚴(yán)氣體繼電器管道上面的碟閥，如果碟閥難以關(guān)嚴(yán)或者出現(xiàn)氣體異常時(shí)，應(yīng)盡量排放完油枕中的油，防止變壓器在作業(yè)過(guò)程中溢出過(guò)量的油；在安裝新的氣體繼電器之前，要對(duì)其進(jìn)行全面的檢查，例如口徑、流速是否正確，器件內(nèi)部、外部有無(wú)損傷，合格證明是否齊備。還要認(rèn)真檢查變壓器設(shè)備中的檔板、浮筒以及信號(hào)、跳閘接點(diǎn)等處的動(dòng)作是否安全可靠，要關(guān)嚴(yán)放氣閥門(mén)；應(yīng)按照水平要求安裝氣體繼電器，確保安裝后的氣體繼電器頂蓋標(biāo)示的箭頭與油枕一個(gè)方向，管路軸線(xiàn)往油枕方向允許一定的偏斜，但與水平面的傾斜不得超過(guò)4%；變壓器在投入運(yùn)行之前，要對(duì)其絕緣性能進(jìn)行遙測(cè)和傳動(dòng)試驗(yàn)；認(rèn)真做好保護(hù)接線(xiàn)，防止導(dǎo)電桿轉(zhuǎn)動(dòng)以及小瓷投頭發(fā)生漏油，操作時(shí)應(yīng)避免帶電作業(yè)；當(dāng)氣體繼電器充滿(mǎn)油后要打開(kāi)閥門(mén)，放空氣體，如果油枕帶有膠囊，應(yīng)盡量不采取充油放氣的辦法，以降低氣體進(jìn)入到油枕造成的隱患等。

3.2 檢修及維護(hù)

對(duì)安裝運(yùn)行中的變壓器做好日常的檢修、運(yùn)行和維護(hù)，做好防水防潮和絕緣檢查。首先是要做好斷路器內(nèi)部受潮防護(hù)。斷路器遇水受潮會(huì)導(dǎo)致電流泄露超標(biāo)，甚至?xí)l(fā)生爆炸。為了做好斷路器受潮防護(hù)，在檢修時(shí)要嚴(yán)格做好設(shè)備密封，給設(shè)備加裝好防雨帽。其次是做好絕緣桿受潮閃絡(luò)防護(hù)。絕緣桿受潮后在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中容易發(fā)生沿面閃絡(luò)而誘發(fā)事故，因此，在檢修絕緣桿時(shí)不能簡(jiǎn)單沖洗或換油，要根據(jù)油耐壓值情況作出適當(dāng)處理，例如，當(dāng)油耐壓值低于25kV時(shí)，要根據(jù)變壓器工藝導(dǎo)則對(duì)絕緣桿作烘干處理，并在烘干后還要對(duì)其耐壓以及泄露電流情況進(jìn)行試驗(yàn)，只有滿(mǎn)足相應(yīng)要求才能繼續(xù)使用，否則要及時(shí)進(jìn)行更換，防止埋下安全隱患。再次是做好解體檢查。新的國(guó)產(chǎn)斷路器在安裝之前需要作相應(yīng)的解體和清洗，主要是檢查設(shè)備的尺寸是否滿(mǎn)足實(shí)際要求，設(shè)備零部件是否齊全以及是否清洗等，以保證新安裝的國(guó)產(chǎn)斷路器安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

3.3 瓦斯保護(hù)動(dòng)作后處理

根據(jù)重瓦斯動(dòng)作和輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作的不同，做好相應(yīng)的處理措施。例如：針對(duì)重瓦斯保護(hù)處理，應(yīng)先對(duì)變壓器外部進(jìn)行全面檢查，檢查變壓器的外部有無(wú)漏油、噴油現(xiàn)象，測(cè)量變壓器絕緣電阻以及二次回路瓦斯是否保護(hù)誤動(dòng)等等，若發(fā)現(xiàn)有故障要及時(shí)安排檢修人員作出處理。針對(duì)輕瓦斯保護(hù)處理，若發(fā)生動(dòng)作要及時(shí)進(jìn)行記錄，并根據(jù)信號(hào)的間隔時(shí)間、強(qiáng)弱等對(duì)故障程度作出相應(yīng)的判斷，以及油循環(huán)系統(tǒng)、繼電器設(shè)備等，并做好記錄進(jìn)行預(yù)判。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡(jiǎn)介：孫濤（1985-），男，安徽合肥人，大專(zhuān)，助理工程師，主要從事變壓器的瓦斯保護(hù)及誤動(dòng)防范研究。endprint