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，往往出現瓦斯保護信號動(dòng)作或開(kāi)關(guān)跳閘。若瓦斯保護動(dòng)作，變壓器開(kāi)關(guān)跳閘，一般情況下，其事故過(guò)程已結束，后果比較嚴重。因此，必須在瓦斯信號動(dòng)作時(shí)，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(kāi)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(kāi)口杯，跳閘回路接下?lián)醢?。所謂瓦斯保護信號動(dòng)作，即指因各種原因造成繼電器內上開(kāi)口杯的信號回路接點(diǎn)閉合，光字牌燈亮。

2·瓦斯保護信號動(dòng)作的主要原因
2．1 空氣進(jìn)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。這時(shí)，開(kāi)口杯在空氣中的重量加上杯內油重所產(chǎn)生的力矩使開(kāi)口杯下降并使干簧觸點(diǎn)閉合，發(fā)出輕瓦斯信號。
空氣進(jìn)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(shí)，欲換或補加的油未徹底進(jìn)行真空脫氣處理與嚴格按真空注油工藝進(jìn)行，使油中的空氣，附著(zhù)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(guò)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，引起信號動(dòng)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(shí)間短，空氣未徹底排凈，由熱虹吸器進(jìn)入本體循環(huán)，進(jìn)而進(jìn)入瓦斯繼電器引起信號動(dòng)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(shí)產(chǎn)生的微負壓導致空氣進(jìn)入變壓器本體循環(huán)，聚集在瓦斯繼電器內造成瓦斯信號動(dòng)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油位降低，即所謂油流引起瓦斯繼電器信號動(dòng)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(diǎn)短路，個(gè)別在信號回路中所接信號等引起干簧觸點(diǎn)閉合，造成瓦斯信號動(dòng)作。
2．4變壓器內部存在放電或過(guò)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(lèi)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，迫使繼電器內油面降低，引起瓦斯信號動(dòng)作。

3·瓦斯信號動(dòng)作的處理對策
3．1分析診斷程序
繼電器內有無(wú)氣體聚集
點(diǎn)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(dòng)作后繼電器內是否有氣體聚集，
是區別信號動(dòng)作原因中油位降低、二次回路故障和

空氣進(jìn)入變壓器、變壓器內部發(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(dòng)作不可能產(chǎn)生氣體，所以當繼電器內無(wú)氣體聚集時(shí)，應逐步判斷。首先巡視檢查變壓器是否有嚴重漏油點(diǎn)，若是，應立即向上級調度和主管領(lǐng)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(shí)必須觀(guān)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(shí)空氣進(jìn)入變壓器本體后沒(méi)有排靜；是否因更換變壓器熱虹吸器吸附劑時(shí)靜置時(shí)間短空氣未徹底排靜。若是，則采取從繼電器放氣嘴排氣，變壓器監督運行；是否因空氣從潛油泵進(jìn)入本體引起信號動(dòng)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(jìn)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(guò)熱、放電性故障，或過(guò)熱兼放電性故障。此時(shí)應從繼電器處同時(shí)取氣樣和油樣（并從本體下部取油樣）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的性質(zhì)、發(fā)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(diǎn)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(diǎn)燃與色譜分析
《電力變壓器運行規程》DL/T572—1995規定：如繼電器內有氣體，則應記錄氣量，觀(guān)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(diǎn)燃試驗，是將用注射器收集到的氣體，用火柴從放氣嘴點(diǎn)火，若氣體本身能自燃，火焰呈淺蘭色，則是可燃性氣體，說(shuō)明變壓器內部有故障；若不能自燃，則是空氣，說(shuō)明信號動(dòng)作屬空氣進(jìn)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(jìn)行定性和定量分析，根據所含組分名稱(chēng)和含量準確判斷故障性質(zhì)、發(fā)展局勢、嚴重程度。
4．2 點(diǎn)燃試驗與色譜分析的異同
點(diǎn)燃試驗與色譜分析是判斷變壓器內部有無(wú)故障的兩種不同方法，目的一致。點(diǎn)燃試驗是在沒(méi)有采用色譜分析對所含氣體進(jìn)行定性定量分析之前規定的一種方法，較簡(jiǎn)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(guān)，也不能判斷故障的性質(zhì)。自采用色譜法后變壓器運行規程中沒(méi)有取消該方法，其本意應該說(shuō)是想在場(chǎng)快速的判斷變壓器有無(wú)故障，但受現場(chǎng)人員能否正確收集氣體、能否正確點(diǎn)燃、準確判斷等因素的限制，收不到養兵千日用兵一時(shí)的預期效果。
4．3應做點(diǎn)燃試驗還是做色譜分析
瓦斯繼電器信號動(dòng)作容積整定值是250~300ml，從理論上講，只要信號動(dòng)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(shí)可用一管在現場(chǎng)做點(diǎn)燃試驗，另一管做色譜分析。
變壓器內部故障有時(shí)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。若信號動(dòng)作后沒(méi)有及時(shí)收集，時(shí)間太長(cháng)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(diǎn)燃試驗，應迅速做色譜分析。這與變壓器運行規程的規定發(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(wú)須做點(diǎn)燃試驗。
若現場(chǎng)運行人員經(jīng)過(guò)培訓，具有收集和做點(diǎn)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(guān)專(zhuān)業(yè)人員負責此項工作。
5．討論
5．1變壓器瓦斯信號動(dòng)作后，運行人員須按照分析診斷程序首先判斷動(dòng)作原因，并立即向上級調度和主管領(lǐng)導匯報。
5．2上級主管領(lǐng)導應迅速派專(zhuān)業(yè)人員去現場(chǎng)，取繼電器氣樣、油樣和本體油樣，分別做色譜分析。根據有關(guān)導則及平衡判據分析診斷，依據診斷結論采取相應對策，避免事故發(fā)生，保證變壓器安全經(jīng)濟運行。
5．3現場(chǎng)若有備用注射器當值運行人員應按繼電器內氣體總量分別收集兩管，一管做點(diǎn)燃試驗，一管交專(zhuān)業(yè)人員做色譜分析。