摘要：本文简要阐述了变压器呼吸器的相关工作原理，并结合现场实际分析和处理了一起呼吸器堵塞引起的轻瓦斯报警信号故障，希望可以为以后的故障处理提供一个参考。
关键词：变压器；呼吸器；堵塞；轻瓦斯报警
1引言
呼吸器是变压器的重要附件，和油位计一起构成了变压器的油位监视系统。呼吸器的运行状况对变压器当前的运行状况有一定的指示作用。当发生呼吸器堵塞故障时，可能会造成油位计显示不准确，当运行人员巡视变压器时可能会对变压器运行状态进行误判，无法准确反映当前负荷和油温变化，还有可能会使变压器内部发生状态变化，最终可能会导致变压器发生故障停运，影响电力系统的安全运行。
2变压器呼吸器工作原理
在变压器的主体环节之中，我们可以看到变压器的构成是一种像玻璃一样的容器来构造的，外形尺寸如图1。这种装置的主要是起到干燥和过滤的作用，当变压器和外界需要进行气体交换时，呼吸器就作为一个中间的辅助装置。变压器进行工作的主要流程是先对空气进行一个过滤主要是除掉灰尘，然后利用硅胶将气体之中的水分进行蒸发掉这样才能保证变压器之中的空气是干燥的洁净的。
图1呼吸器外形尺寸图
在呼吸器里面，上面是法兰和上封头，底下是玻璃桶及胶垫。玻璃筒里面就是吸附剂，最底下的是油盒及封头。所以呼吸器说白了实际上就是可以过滤和干燥空气的一个装置。
硅胶颗粒一般有白色和变色两种。呼吸器也依据不同的功能可以分为双向呼吸和单向呼吸两种。对于不同功能的呼吸器，具体选择还要根据不同变电站的具体需要来决定。油温会随着变压器的运行时间和负荷增加而升高，油的密度会降低，体积会增大，多余出来的油会进入到油枕中，即储油柜内。油室内过量的气体就会通过呼吸器与外界进行交换，此时由于呼吸器的干燥和过滤作用，使得油室内的气体湿度符合相关标准要求。当油温下降时，油枕中的油又会回流到变压器内，油室内的气体依然是通过呼吸器与外界进行交换。
3案例分析
2017年10月19日，山东省一座220kV变电站内，某主变夜里突发“轻瓦斯故障”报警信号，现场运行人员在经调度许可后，将“重瓦斯保护跳闸”出口压板退出，随后，电气试验班人员和变电检修班人员及对主变本体绝缘油进行色谱试验和呼吸回路检查工作，并对瓦斯继电器内气体进行取样色谱分析工作，结果和分析如下。
3.1现场情况
（1）油枕的油位处于正常位置，但是呼吸器油封杯内无气泡，说明此时变压器油室内无呼吸，怀疑可能是某个油管部件发生堵塞。
（2）在集气盒下端取气阀门取样时没有变压器油流出，主变本体取油阀可以正常取油。
（3）为验证是否是由于集气盒铜管堵塞引发的故障，检修班人员首先关闭集气盒下端放气阀门，之后在气体继电器上面的放气阀门处进行气体取样，这时取样人员通过观察气体继电器内玻璃视窗发现上部油位线有所下降，可以很明显地观察到气体继电器内部的气室比正常状态下有所增大，于是检修人员立即关上气体继电器的上部放气阀，防止气体继续进入。
（4）之后检修人员详细地检查了气体继电器、截流阀的前、后阀门以及呼吸管道阀门位置，所有阀门均为开启状态。在打开呼吸器上面连接法兰的螺栓时，检修人员听到有气体进入的声音，但此时呼吸器依旧没有呼吸。
（5）检修人员在拆除呼吸器以后，再一次在气体继电器上面的放气阀门进行取样时，听到有向外呼气的声音并且气体继电器内部气室也开始减小，当关上气体继电器上面的放气阀门以后，检修人员又从集气盒下端阀门进行取样，此时油可以正常流出，从集气盒取、放气后正常。
3.2分析
检修人员在取样时通过观察气体继电器内玻璃视窗发现上部油位线有所下降，可以很明显地观察到气体继电器内部的气室比正常状态下有所增大，通过分析，初步判断可能是由于在继电器的内部有负压，当打开取样阀的时候，由于负压存在，外部气体被吸入气体继电器内；对变压器本体变压器油样进行油色谱分析后氢气、甲烷、乙烷、乙炔及总烃等各项数据均符合《输变电设备状态检修试验规程》内的标准要求，数据合格无异常，气样分析的结果显示为空气，由此可以初步判断在变压器内部不存在放电点，本次的轻瓦斯故障报警信号与变压器的内部缺陷无关；由于呼吸器可以明显观察到无呼吸现象，并且当打开顶部法兰连接螺栓时可以明显听到有进气的声音，这说明呼吸器某个部位存在堵塞现象，于是检修人员在现场对呼吸器进行了解体检查，解体后发现该呼吸器进气口处被变色硅胶颗粒堵塞，这是由于进气口较小造成的（见图2）。
图2呼吸器下部进气口堵塞
随后通过查看该主变往年的检修记录，发现自2012年进行过例试后，再无呼吸器的相关检修记录，并且没有硅胶更换记录。而查看运行人员的巡检记录，也未发现相关异常记录。这说明运行人员在平时的巡检过程中未认真观察呼吸器的呼吸量。而由于变压器在运行过程中的电磁振动现象，导致较小的硅胶颗粒在吸湿后开始下沉并落入呼吸器底盘堵塞呼吸器的进气口。由于故障报警当日的气温骤降，油温下降，油枕中的胶囊从膨胀状态变化到收缩状态。当发生呼吸器堵塞故障以后，由于呼吸管道内部呼吸的不顺畅，胶囊在收缩的过程中形成的负压使得油枕内的油无法回流到气体继电器管道内，而变压器本体内部也由于热胀冷缩现象导致油位下降，最终在上部形成了一个真空区，从而导致气体继电器的开口杯随油面下降引起了“轻瓦斯告警”信号报警。
由于图2结构的呼吸器进气口较小，极容易出现呼吸器堵塞的情况，因此，变电运检室决定对该变压器进行新型呼吸器更换（见图3），在新呼吸器的下方安装有一个金属的过滤网，并设有金属长条形隔层气栅，如此不易造成硅胶堵塞，并且在该呼吸器的上、下部位均设有阀门，这样可以方便更换硅胶，并且无需拆卸呼吸器。
图3新呼吸器结构图
4总结
呼吸器作为变压器的重要附件，运行人员应定期认真巡视，检修人员对于变色达到更换要求的硅胶应及时更换，避免因呼吸器故障造成对变压器运行状态的误判，另外，还应进行排查，对于使用图2类型的呼吸器，应进行及时更换，避免再次发生轻瓦斯报警，完成隐患早发现、早处理的目标，保证变压器的安全稳定运行，提高供电的可靠性。
参考文献：
[1]何春光，姜龙，陈先嘉.主变压器呼吸器更换及运行维护研究[J].中国高新区，2018（4）：116.
[2]钟晓龙.主变压器呼吸器缺陷分析及其延伸阐述[J].中国战略新兴产业，2018（10）：5.
论文作者:段秀凯,宋守祥
论文发表刊物:《基层建设》2018年第35期
论文发表时间:2019/3/27
标签：呼吸器论文; 变压器论文; 气体论文; 继电器论文; 人员论文; 瓦斯论文; 阀门论文; 《基层建设》2018年第35期论文;