第十节 变压器瓦斯保护动作原因与对策

按规定，对于1000kVA以上的户外变压器及320kVA以上的户内变压器应装设瓦斯保护作为变压器的主保护。瓦斯保护动作快、灵敏度高、结构简单、能反映变压器油箱内部各种类型的故障，特别当绕组短路匝数很少时，故障循环电流很大，可能造成严重过热，但外部电流变化很小，各种反映电流的保护难以动作，瓦斯保护对这种故障具有特殊优越性。

一、瓦斯保护使用时应采取的措施

瓦斯保护正确动作率低于变压器其他保护装置的平均水平，为提高瓦斯保护的安全可靠性，除改进瓦斯继电器的结构以外，需要执行以下安全技术措施：

（1）变压器应有1%～1.5%的坡度。通往继电器的油管应有2%～4%的坡度，油枕处较高，使气体易流入瓦斯继电器。瓦斯继电器的引出线应采用防油线或塑料线，经过中间接线盒，通过端子排和电缆连接，电缆和引出线应分别连接在接线盒内端子排的两侧，引出线从端子排下方接入电缆从端子排上方引出，这样接线是为了避免由于油的毛细管现象引起对电缆的腐蚀。此外还应注意，引线排列要使重瓦斯接点和直流电源正极隔开，中间端子盒不要安置在油管和油枕下面，以防油管和油枕漏油渗入端子盒。

（2）变压器的呼吸器必须保持通畅，变压器投入之前，必须检查吸湿器下部的透气孔是否开启。运行中也应检查吸湿器的透气情况，以防止变压器油温变化时，因透气孔闭塞造成呼吸器或油枕真空或压力升高，使瓦斯继电器误动作。

（3）变压器运行时，重瓦斯应接入跳闸，轻瓦斯投入信号。备用变压器的瓦斯应投入信号，以便监视油面。备用的单台变压器应断开跳闸电源。当一台断路器控制两台变压器时，若其中一台转为备用，应将其重瓦斯改接信号。

（4）防止瓦斯继电器接点引出线因漏水短路，瓦斯继电器的端盖部分和电缆引出线的小端子箱应有密封措施，以防止雨水浸入造成误动作。

（5）瓦斯继电器和储油柜间的连接阀门运行时应打开，为防止检修后遗忘开启，造成瓦斯误动作，阀门应加铅封。

（6）瓦斯继电器的出口中间继电器应带自保持线圈，以防止变压器内部严重故障时油速不稳定。造成瓦斯接点时通时断而不能可靠跳闸。

（7）变压器在运行中进行滤油、加油、换硅胶或在散热器、潜油泵检修后投入前，应先将重瓦斯接信号，待空气排尽后，方可将重瓦斯投入跳闸位置。

（8）当油位计上指示的油面有异常升高或油路系统有异常现象时，为查明原因，需要打开各个放气或放油塞子、阀门，检查吸湿器，或在进行其他工作时必须先将重瓦斯改接信号，然后才能开展工作，以防瓦斯保护误动作跳闸。

二、瓦斯保护动作的主要原因

当瓦斯保护动作，变压器开关跳闸，一般情况下，其事故过程已结束，后果比较严重。因此，必须在瓦斯信号动作时，认真检查，仔细分析，正确判断，立即采取措施。变压器瓦斯继电器有浮筒式、挡板式、开口杯式等不同型号，目前大多采用QJ—80型瓦斯继电器，其信号回路接上开口杯，跳闸回路接下挡板。所谓瓦斯保护信号动作，是指因各种原因造成继电器内上开口杯的信号回路接点闭合，轻瓦斯动作。接点闭合的原因一般有以下几方面。

（1）空气进入变压器逐渐聚集在瓦斯继电器上部，迫使继电器内油面下降，使干簧触点闭合，发出轻瓦斯信号。空气进入运行中的变压器有三种途径：

1）变压器在换油、补充油时，欲换或补加的油未彻底进行真空脱气处理与严格按真空注油工艺进行，使油中的空气，附着在铁芯、绕组、附件表面的空气及有机固体绝缘材料孔隙中的空气，在变压器投入远行后通过油的对流循环，变压器铁芯的磁路伸缩，逐渐汇集上升到瓦斯继电器内，引起信号动作。

2）变压器热虹吸器更换吸附剂（如硅胶）后，油浸及静置时间短，空气未彻底排净，由热虹吸器进入本体循环，进入瓦斯继电器引起信号动作。

3）强油循环的变压器潜油泵密封不良，因油泵工作时产生的微负压导致空气进入变压器本体循环，聚集在瓦斯继电器内造成瓦斯信号动作。

（2）环境温度骤然下降，变压器油很快冷缩造成油位降低，或者变压器本体严重漏油引起变压器内油位降低，即所谓油流引起瓦斯继电器信号动作。

（3）瓦斯继电器二次信号回路故障，包括信号电缆绝缘损坏短路、端子排接点短路，个别在信号回路中所接信号等引起干簧触点闭合，造成瓦斯信号动作。

（4）变压器内部存在放电或过热故障，引起固体绝缘材料分解，变压器油分解，产生氢气、一氧化碳、二氧化碳，低分子烃类气体，这些气体随油的对流循环逐渐变成气泡并上升聚集在瓦斯继电器上部，迫使继电器内油面降低，引起瓦斯信号动作。

三、瓦斯信号动作的处理对策1.分析诊断程序

继电器内有无气体聚集；点燃试验和做色谱分析。2.分析诊断的基本原则与处理对策

瓦斯信号动作后，继电器内是否有气体聚集，是区别信号动作原因中油值降低、二次回路故障和空气进入变压器、变压器内部发生故障的最基本原则。因二次回路故障，油位降低引起瓦斯信号动作，不可能产生气体，所以当继电器内无气体聚集时，应逐步判断。首先巡视检查变压器是否有严重漏油点，若是，应立即向上级调度和主管领导汇报，采取

堵漏措施；若不是，则应判断是否因环境温度骤然下降引起油位降低。此时必须观察变压器油枕油值指示位置是否正常，油道是否阻塞。若不正常，应采取相应措施。若不是上述原因引起，则二次信号回路故障的可能比较大，需检查消除二次回路缺陷。

继电器内聚集的气体是空气还是可燃性气体。若继电器内的气体是空气，则应依次判断；是否因换油或补加油时空气进入变压器本体后没有排净；是否因更换变压器热虹吸器吸附剂时净置时间短空气未彻底排净，若是，则采取从继电器放气嘴排气，变压器监督运行；是否因空气从潜油泵进入本体引起信号动作，若是，要用逐台停运试验的方法，判断是从哪台泵处空气进入，申请停泵检修；若继电器内的气体是可燃性气体，则变压器内部存在过热、可能是放电性故障，或过热兼放电性故障。此时应从继电器处同时取气样和油样（从本体下部取油样）做色谱分析，根据变压器油中溶解气体分析和判断导则判断故障性质、发展趋势、严重程度，根据分析结论采取继续监督运行或停运吊检处理。鉴定继电器内的气体是空气，还是可燃性气体的方法是收集这些气体，并做点燃试验和色谱分析。

3.继电器中气体的鉴别

瓦斯气的点燃与色谱分析。DL/T572—95《电力变压器运行规程》规定：如继电器内有气体，则应纪录气量，观察气体的颜色及试验是否可燃并取气样及油样做色谱分析。点燃试验，是将用注射器收集到的气体，用火柴从放气嘴点火，若气体本身能自燃，火焰呈浅蓝色，则是可燃性气体，说明变压器内部有故障。若不能自燃，则是空气，说明信号动作属空气进入造成。色谱分析是指对收集到的气体用色谱仪对所含氢气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等气体进行定性和定量分析，根据所含组分名称和含量准确判断故障性质、发展趋势和严重程度。

点燃试验与色谱分析是判断变压器内部有无故障的两种不同方法，目的一致。点燃试验是在没有采用色谱分析对所含气体进行定性定量分析之前规定的一种方法，较简易、粗略。它判断的准确性与试验人员的素质与经验有关，但不能判断故障性质。自采用色谱法后《电力变压器运行规程》没有取消该方法，其本意应该说是想在现场快速地判断变压器有无故障，但受现场人员能否正确收集气体、正确点燃、准确判断等因素的限制，收不到预期的效果。

做点燃试验还是做色谱分析，因瓦斯继电器信号动作容积整定值是250～300mL，从理论上讲，只要信号动作，就能收集到大约250～300mL的气体。用100mL注射器可收集到两管，此时可用一管在现场做点燃试验，另一管做色谱分析。变压器内部故障有时发展很快，产生的气体还未在油中达到饱和便上升聚集到继电器内。若信号动作后没有及时收集，时间太长则部分气体将向油中回溶和逸散损失，所收集气体可能不足100mL，若用一只100mL注射器收集，就不应做点燃试验，应迅速做色谱分析。这与《电力变压器运行规程》的规定发生冲突，解决此矛盾的办法是用两只小容量的注射器收集气体（每管不少于10mL）。若变压器与色谱试验室距离较近，则无需做点燃试验。若现场运行人员经过培训，具有收集和做点燃试验的能力，应由运行人员负责此项工作。若不具备此能力，应交有关专业人员负责此项工作。