特变电工股份有限公司新疆变压器厂 新疆昌吉 831100
摘要：气体继电器主要是保护电力变压器，但近年来变压器非电量保护继电器相关的事故问题经常发生，本文首先介绍了变压器气体继电器的工作原理，然后分析了保护装置误动原因，并提出了变压器气体继电器误动的防范措施。
关键词：变压器；气体继电器；误动原因；防范措施
引言
气体继电器具有灵敏度高、动作迅速、接线简单等优点，可以用来反映变压器油箱中的故障和油面降低等问题。当绕组轻微匝间故障、局部放电等低能量故障及铁芯发热等非电气网络故障时，瓦斯保护针对变压器内部轻微故障较电量保护具有更高的灵敏度及快速性。然而近年来变压器非电量保护继电器相关的缺陷和事故事件时有发生，其中一部分原因则是由于气体继电器误动故障造成的。因此，本文就气体继电器误动原因进行分析并提出相应的防范措施。
1.气体继电器的工作原理
气体继电器用于800kVA及以上的变压器中，它可以在变压器内部发生故障时产生气体或油面过度降低时发出报警信号，严重时将变压器切断电源，是变压器的一个重要保护装置。变压器正常运行时，气体继电器内部充满变压器油。当变压器内部故障时，由于电弧原因将使绝缘介质分解产生大量气体。
2.气体继电器的主要功能
2.1瓦斯保护
就是利用反应变压器内部气体状态的瓦斯继电器来保护变压器。瓦斯继电器是为了反映变压器油箱内部的电气故障和油位下降，对于常见的内部故障如匝间和层间短路、绕组内部绝缘下降、铁心故障和油而下降等故障，可发出报警信号或跳闸动作信号。电力变压器运行规程规定“压器运行时气体继电器应有两副接点，彼此间完全电气隔离。一套用于轻瓦斯报警，另一套用于重瓦斯跳闸”。瓦斯保护是电力变压器最重要的主保护之一，分为轻瓦斯和重瓦斯保护两类。
2.1.1轻瓦斯保护
轻瓦斯保护是指变压器内部过热，或局部放电，使变压器油温上升而分解，产生一定的气体，汇集于继电器内，达到了一定量后触动继电器，发出预警信号。正常工作中，有足够的油在气体继电器里面，在油中会有一个上浮球，也叫浮子，上浮位置处，将会断开干簧的触点。如果变压器出现的运行中故障，会有异常热出现在故障点的局部，在其周围的变压器油，会有一定改变，那就是受热膨胀，油出现了溶解，并会有空气出来，变成气泡上到上面，发生这样变化的过程中，油还会同其他材料受到放电与电弧的影响，发生电离反应，产生出瓦斯。假设故障不严重，瓦斯气体会尽到气体继电器中，降低油面高度，上浮求出现了下沉运动，接通了干簧触点，有危险信号发出。
2.1.2重瓦斯保护
重瓦斯保护是指变压器内发生严重短路后，将对变压器油产生冲击，作用到油，其会朝着继电器挡板做流冲运动，这时发生跳闸动作。假设变压器出现的严重故障，瓦斯气体数量较多，就会突然之间变压器内增加更大的压力，油朝向油枕做冲击运动，挡板护受到油的冲击，但是挡板还需要去对抗磁铁阻力，为了能带起磁铁，移动到干簧触点，促使其接通，促使跳闸出现。
2.2绝缘油泄露保护
当变压器油箱发生泄露故障时，气体继电器中的油面会随着绝缘油泄露而下降。当油面下降到一定程度时，上浮球下沉转动，使簧触点接通，发出轻瓦斯报警信号。随着油面进一步下降，当油面降至接近油道底部时表示绝缘油已严重流失，下浮球下沉转动，使簧触点接通，发出重瓦斯报警信号。此项功能只有双浮球/浮子型气体继电器可以实现。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3.保护装置误动原因分析
3.1变压器内部故障
当变压器内部出现匝间短路、绝缘损坏、接触不良、铁心多点接地等故障时，都将产生大量的热能，使油分解出可燃性气体，向油枕方向流动。当流速超过气体继电器的整定值时，气体继电器的挡板受到冲击，使断路器跳闸，从而避免事故扩大，这种情况通常称之为重瓦斯保护动作。当气体沿油面上升，聚集在气体继电器内部超过30mL时，就可以使气体继电器的信号接点接通，发出警报，通常称之为轻瓦斯保护动作。
3.2轻瓦斯误动的常见原因
二次回路缺陷导致气体继电器信号线短接，误发轻瓦斯报警信号。如果变压器处在了强油循环状态下，会存在油泵不良密封的问题，油泵工作会生产数轻微的负压，其会使得变压器中进入空气，空气还可以循环，聚集到气体继电器中，就容易引起误动作。该装置运行时间一段时间，其中部件会出现老化、破损、变形的问题，像密封垫、法兰等，这时就会有气尽到油的循环系统，堵塞潜油泵的滤网，并且在连接的地方，出现了砂眼，导致进气，容易出现误动作。
3.3气体保护发生误动作及实例分析
3.3.1气体保护电缆损伤短路发生误动作
由于气体继电器装在变压器本体上，接点信号需要通过电力引到保护屏，该电缆在变压器本体保护管处容易产生损伤，如产生气体保护正负极间短路，则会导致重瓦斯保护动作跳闸。
3.3.2在二次系统上工作误碰发生误动作
在运行的变压器二次回路作业时，由于信号不清、工作人员疏忽、设计缺陷等原因，误将正电源短接到重瓦斯启动回路，导致重瓦斯保护动作误跳闸。
3.3.3放气操作不当
运行的变压器放气时，必须是缓慢地打开放气阀，而不要快速大开阀门，以防止因油枕空间压力骤然降低，油箱的油迅速涌向油枕，而导致重瓦斯保护动作，引起跳闸。
4.气体继电器误动的防范措施
4.1不可通过检测发现的故障诱因防范措施
由外部或者内部原因引起的油流涌动故障诱因一般都是突发情况，如雷击、励磁涌流或外部短路大电流通过变压器壳体等，此类诱因很难通过日常检修发现，属于不可通过检测发现。因此，预防此类故障需要通过综合分析变压器的内部结构、所处地理环境和工作状况等因素，设定合理的油流速整定值，通过加固其变压器和气体继电器壳体以提高抗震性能，通过设定“重瓦斯跳闸信号延时出口”、“大电流闭锁重瓦斯跳闸”等保护方式防止重瓦斯误动。
4.2可通过检测发现的故障诱因防范措施
如端子绝缘下降，继电器内部受潮，安装质量问题等问题多数属于长时间积累所致，此类问题可以通过完善仔细的日常检修维护来发现缺陷。可从几方面入手发现此类问题，防止气体继电器误动故障发生：首先是制定规范严格的气体继电器选购标准，从厂家方面开始对继电器质量进行严格把控，减少因其自身缺陷导致的故障发生；其次，完善日常检修规章制度，扎实仔细地检测气体继电器的各项性能，并且在变压器大修时对气体继电器进行包括油流整定值校准在内的全面检测。
4.3安全措施
为了保证气体继电器的灵敏与可靠性，必须使变压器油箱内部产生的气体全部顺利地进人气体继电器，当气体继电器内充满气体后，又可通畅地进人油枕中去。为此，需要执行以下安全技术措施：变压器顶盖沿气体继电器方向与水平应有1%-1.5%的升高斜度。通往继电器的导管应有2%-4%的斜度。气体继电器的引出线应采用防油线或塑料线，通过端子排和电缆连接在端子箱内端子排的两侧，绝对不能使用橡胶绝缘线气体继电器安装时应加装防雨罩。
结束语
气体继电器作为变压器的非电量保护装置，在变压器内部故障报警和保护方面起着重要的作用。而气体继电器的误动则影响电网运行的可靠性，因此本文针对气体继电器的误动原因提出了相应的防范措施，将极大地提高电网运行的可靠性，并对电力企业的社会效益和经济效益产生深远的影响。
参考文献
[1]安徽省电力调度中心.安徽省220kV系统继电保护及自动装置统计分析年报[R].1991-2000.
[2]王维俭.电气主设备继电保护原理与应用[M].北京：中国电力出版社，1997.
[3]唐韬.工厂供电系统低压配电保护电器的选择[J].安徽科技，2014（4）：52-53.
论文作者:顾亚飞
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第21期
论文发表时间:2018/11/13
标签：继电器论文; 气体论文; 变压器论文; 瓦斯论文; 故障论文; 发生论文; 信号论文; 《建筑学研究前沿》2018年第21期论文;