摘要：电力变压器是电力系统的重要组成部分，发电机所产生的电能通过变压器升压输送至电网，在经过降压输送至成千上万的电力用户。变压器的可靠性、设备健康度直接关系到电力生产的的安全稳定。瓦斯保护是大型变压器的主保护，在实际运行中发生变压器的内部故障，需要瓦斯保护进行紧急切断。本文对通过对瓦斯保护原理进行介绍，为生产人员、技术管理人员更好的服务于电力生产实际。
关键词：变压器；内部故障；瓦斯保护
0前言
电力变压器按章冷却方式可以分为干式变压器和油浸变压器。干式变压器依靠空气流通进行冷却，引起冷却条件的限制一般应用于较小容量的变压器。油浸式变压器依靠绝缘油作为介质，包括进行冷却油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环等，常见于大容量变压器。根据国家相关标准，对于高于800kVA容量的油浸式变压器需设瓦斯保护系统。
1.瓦斯保护
顾名思义瓦斯保护是对其内部故障设置的主保护，对装置内部的铁芯、绕组线圈等不同部位绝缘水平故障进行预警和危急情况下准确动作进行切断。其原理是发生内部发生故障时，故障产生的高温使绝缘材料分解、释放出分解气体，气体随着冷却介质（绝缘油）流动，当通过继电器时继电器通过油中气体含量变化而动作的保护称之为为瓦斯保护，也叫气体保护。瓦斯保护是监测变压器内部故障的它不能反映油箱外部电路（如引出线故障）。由于瓦斯保护的机械原理限制，外部的干扰也会对其产生一定的干扰造成保护误动作（如地震等）。
瓦斯保护一般分为轻瓦斯和重瓦斯两类。轻瓦斯：变压器内部过热或局部放电，使变压器绝缘油油温迅速上升，导致绝缘材料分解产生一定的气体达到了定量后触动继电器，发出信号。重瓦斯：变压器内发生严重短路后，将对变压器油产生冲击，使一定油流冲向继电器的档板，触发紧急跳闸动作。
2.运行时瓦斯保护的相关规定
变压器运行期间，应检查变压器本体有无漏油、渗油现象，冷却系统运行正常，油枕油位正常，瓦斯继电器外观、连接管路和阀门位置进行检查，保护应投入。
（1）当变压器正常工作期间，需将轻瓦斯保护投入信号位、重瓦斯保护应投入跳闸位不得随意将重瓦斯保护改投信号位，带可有载调压装置的变压器瓦斯保护投入跳闸位。
（2）在下列情况时，可将重瓦斯保护由跳闸位改投信号位。其一有两台变压器并联运行并有一台断路器控制，如其中一台变压器更爱运行方式至备用状态，需将备用状态变压器的重瓦斯保护切换至信号位；其二，在更换变压器内部绝缘油、在绝缘油系统有工作或在继电器连接的管路阀门进行更换时，需将重瓦斯保护切换至信号位；其三当保护继电器和其二次回路有工作时，需将重瓦斯保护切换至信号位。
（3）在变压器正常运行时，如接到地震预报，工程师应根据实际及保护及保护抗震特性具体分析设置保护投退。
当重瓦斯保护动作后，应对变压器本体、保护装置本身及对应的二次回路进行检查，观察变压器顶部油枕油位是否降低、冷却装置运行情况及绝缘油温度情况判断是否变压器内部发生故障引起。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆检查继电器中是否有气体，如有应采集气样与绝缘油油样，观察气样的物理性质根据其颜色、气味和是否具有可燃性进行初步判断，再应用色谱分析手段对其组成成分进行分析，通过提样中气体种类及含量，分析判断故障原因及故障位置。
色谱分析是指利用色谱仪通过将待检测的气体依次通过各色谱柱，得到各种组成成分的光谱信号，根据光谱的峰高和面积得到各个组成成分含量。
重瓦斯保护调账后，应迅速查明跳闸原因并消除相应缺陷，否则不得重新将变压器投入运行。1.如继电器没没有气体，则应排查是否为保护误动及二次回路导致的异常。如与地震造成的保护误动，需要对保护装置进行试验，合格后方可投入运行。2.如采样的气体为透明无味不具有可燃性特征时，判断其为空气，且绝缘油温度未明显升高冷却装置正常。检查变压器顶部呼吸器是否堵塞，变压器本体，及绝缘油管道是否异常及最近有无对变压器进行补油、滤油工作。3.如采样气体具有可燃性，根据其成分和组成含量结合其他参数和保护动作情况具体判断缺陷位置。
3.变压器中产生气体分类
3.1自然老化气体
由于变压器长期运行，其中的绝缘材料发生不可避免的缓慢化学反应，产生一定量的气体主要成分为一氧化碳和二氧化碳。这部分气体可以由变压器顶部呼吸器排出。
3.2外来气源
1.具有有载调压功能的变压器在进行调压时，油箱内部会产生高温电弧造成绝缘油分解产生气体。当有载调压油箱不严密时，该部分气体或进入主油箱。2.当进行补油、滤油及更换潜油泵操作中，排气不当会残留至油箱部分气体。3.潜油泵由于老化，绝缘击穿放电产生气体；潜油泵出现机械故障，由于摩擦生热产生气体。4.上次产生的故障气体经排气操作未排净，导致变压器投运后气体增多，但此种情况下可燃气体成分达到峰值后便不再增长。
3.3局部放电所产生的气体
对于大型变压器，定期进行局部放电试验尤为重要，因其绝缘结构多，由于制造工艺和水平限制不可避免的在各绝缘部分之中存在间隙和绝缘薄弱的部分。如在浇筑电木筒时材料中夹杂的微型气泡；油漆处理时与板材间形成的气泡，在干燥过程中由于金属和油漆热胀量不同产生的空腔；绝缘纸板和纸层间形成的空腔等等。众所周知绝缘油、纸等的介电系数大于空腔内气体的介电系数，造成材料空腔上所承受的电场强度远远大于绝缘材料上的电场强度高。当变压器运行一段时间后，绝缘材料老化，整体绝缘性能下降，这些材料上的空腔首先发生局部放电，尤其是"锲型"间隙。而导电部分因金属加工原因和装配原因造成的尖角、毛刺部分由于电厂局部前独大也是局部放电的高发位置，还会损坏匝间绝缘，造成匝间绝缘短路。
3.3.1产生气体间隙原因和易发部位
1.绝缘油本身纯度不高、长时间使用使绝缘油性能下降或者使用时绝缘油静置时间过短，都可造成气泡的形成。
2.绝缘件的制造与装配工艺不完善，多发于绝缘纸质层间，静电板受力弯曲变形处和绝缘搭接缝隙。
3.油浸变压器在真空处理方法不得当，从而造成油中、油纸内部处残存气泡。
3.3.2变压器内部结构问题
变压器内部设计不合理，造成电场强度不均衡，局部电场强度过高造成局部放电甚至击穿。随着设计水平不断提高和检测方式不断完善，近些年已鲜有由于设计原因造成的绝缘击穿案例。
论文作者:王云龙
论文发表刊物:《电力设备》2017年第15期
论文发表时间:2017/10/20
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