姜世華 燕飛東 呂斌

摘 要：氣體繼電器又稱(chēng)瓦斯繼電器。它是油浸變壓器常用的一種保護(hù)裝置，能反應(yīng)電力變壓器油位下降、絕緣擊穿、鐵芯或繞組受潮、過(guò)熱及局部放電等故障。氣體繼電器保護(hù)分輕瓦斯報(bào)警和重瓦斯跳閘兩種保護(hù)方式。針對(duì)一起運(yùn)行中的變壓器氣體繼電器輕瓦斯頻繁報(bào)警事故原因進(jìn)行了邏輯分析，利用排除法逐步分析出事故的原因是潛油泵負(fù)壓導(dǎo)致外部空氣進(jìn)入，提出了解決處理方案。

關(guān)鍵詞：輕瓦斯報(bào)警 潛油泵 負(fù)壓 方案

中圖分類(lèi)號(hào)：TM721 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）10（a）-0078-01

氣體繼電器又稱(chēng)瓦斯繼電器。它是油浸變壓器常用的一種保護(hù)裝置，能反應(yīng)電力變壓器油位下降、絕緣擊穿、鐵芯或繞組受潮、過(guò)熱及局部放電等故障。氣體繼電器保護(hù)分輕瓦斯報(bào)警和重瓦斯跳閘兩種保護(hù)方式。

某電力局一臺(tái)220 kV變壓器，2011年8月回我公司進(jìn)行抗短路能力檢修。檢修完畢，于2011年10月投入運(yùn)行。運(yùn)行后便頻繁輕瓦斯報(bào)警，經(jīng)過(guò)多次處理方才解決。該文對(duì)此問(wèn)題的處理過(guò)程進(jìn)行了介紹。

1 情況介紹

（1）變壓器投入運(yùn)行后，氣體繼電器便以24h/次的頻率輕瓦斯報(bào)警。

（2）發(fā)現(xiàn)報(bào)警后，電力局工作人員取氣體繼電器集氣盒中的氣體樣本，進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果：氣體無(wú)色、無(wú)味、不燃燒。另取變壓器油樣進(jìn)行了化驗(yàn)?；?yàn)結(jié)果：油樣正常，各項(xiàng)指標(biāo)無(wú)異常。

（3）問(wèn)題反饋我公司，根據(jù)上述現(xiàn)象，分析判斷為變壓器安裝過(guò)程中內(nèi)部有殘存氣體，運(yùn)行過(guò)程中逐步釋放導(dǎo)致。

變壓器于2011年11月下旬進(jìn)行了停電檢修。檢修內(nèi)容：對(duì)變壓器重新進(jìn)行了真空注油、放氣、檢漏。

在變壓器各高點(diǎn)位置進(jìn)行放氣，發(fā)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)頂部冷卻聯(lián)管放出的氣體量最大；在儲(chǔ)油柜最高油位上施加0.035 MPa的壓力，觀察變壓器所有接口法蘭及密封焊縫沒(méi)有發(fā)現(xiàn)滲漏現(xiàn)象。

（4）處理完畢，變壓器再次投入運(yùn)行，氣體繼電器以48 h/次的頻率輕瓦斯報(bào)警。情況有所好轉(zhuǎn)，但問(wèn)題仍然存在。

（5）疑似氮?dú)庑孤叮P(guān)閉了充氮滅火系統(tǒng)中充氮管閥門(mén)，輕瓦斯報(bào)警現(xiàn)象依然存在。

（6）2011年12月上旬，公司相關(guān)人員再次到現(xiàn)場(chǎng)查找原因?，F(xiàn)場(chǎng)變壓器外觀清潔，各接口法蘭與密封焊縫處均無(wú)漏油現(xiàn)象；儲(chǔ)油柜呼吸管閥門(mén)開(kāi)啟，無(wú)吸濕器；油位計(jì)隨溫度變化正常。

2 原因分析

氣體繼電器輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作的原理：輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作于信號(hào)，其動(dòng)作值按氣體容積整定，整定值為250～300 mL。在正常情況下，繼電器內(nèi)是充滿(mǎn)變壓器油的，輕瓦斯接點(diǎn)斷開(kāi)。變壓器內(nèi)部發(fā)生缺陷產(chǎn)生氣體時(shí)，這些氣體聚集在瓦斯繼電器內(nèi)而導(dǎo)致開(kāi)口杯（或浮球）隨油面下降。達(dá)到定值后接點(diǎn)閉合，發(fā)出輕瓦斯報(bào)警信號(hào)。[1]當(dāng)變壓器漏油或儲(chǔ)油柜選型不合理油位補(bǔ)償不足造成低油位時(shí)，也會(huì)促使輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作，發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

根據(jù)氣體繼電器輕瓦斯報(bào)警的原理和上述問(wèn)題現(xiàn)象，列出了所有可能導(dǎo)致氣體繼電器頻繁產(chǎn)生氣體的原因。按照由易到難，逐項(xiàng)排除的方法分析事故產(chǎn)生的真正原因。

2.1 低油位

低油位導(dǎo)致輕瓦斯報(bào)警一般有漏油現(xiàn)象，或儲(chǔ)油柜選型不合理?，F(xiàn)場(chǎng)無(wú)漏油現(xiàn)象，并且查看圖紙儲(chǔ)油柜選型無(wú)問(wèn)題，并且現(xiàn)場(chǎng)油位不在最低油位，油位指示正常。排除低油位造成輕瓦斯報(bào)警。

2.2 氣體來(lái)源于變壓器內(nèi)部

2.2.1 內(nèi)部故障

變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障會(huì)導(dǎo)致變壓器油分解產(chǎn)生氣體，氣體逐漸積聚到氣體繼電器頂部，造成輕瓦斯報(bào)警。

內(nèi)部故障產(chǎn)生的氣體多為可燃性氣體（H2、CO、CO2及烴類(lèi)氣體），有異味。而現(xiàn)場(chǎng)采集的氣樣無(wú)色、無(wú)味、不可燃。排除內(nèi)部故障導(dǎo)致輕瓦斯報(bào)警。

2.2.2 內(nèi)部殘存氣體

內(nèi)部殘存氣體的原因可能是：變壓器安裝過(guò)程中排氣不徹底；真空注油不到位，油中含氣量超標(biāo)；或是變壓器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，內(nèi)部有窩氣處。上述原因?qū)е逻\(yùn)行過(guò)程中氣體緩慢析出并匯集到氣體繼電器處，造成頻繁輕瓦斯報(bào)警。

2.2.3 氮?dú)庑孤?/p>

充氮滅火系統(tǒng)，氮?dú)馄靠刂崎y門(mén)發(fā)生故障，氮?dú)庵饾u泄露到變壓器內(nèi)部?，F(xiàn)場(chǎng)關(guān)閉了充氮管到變壓器的所有管路閥門(mén)，但集氣現(xiàn)象仍然存在，排除氮?dú)庑孤秾?dǎo)致輕瓦斯報(bào)警。

2.3 氣體來(lái)源于變壓器外部

氣體若來(lái)源于外部，通常是因?yàn)樽儔浩鲀?nèi)部產(chǎn)生了負(fù)壓，負(fù)壓導(dǎo)致了外界空氣的進(jìn)入。而變壓器產(chǎn)生負(fù)壓的原因，大概有以下幾種情況。

2.3.1 儲(chǔ)油柜呼吸不暢

儲(chǔ)油柜主要用來(lái)補(bǔ)償變壓器油因溫度變化而產(chǎn)生的熱脹冷縮體積變化，及時(shí)平衡油箱內(nèi)部壓力。若儲(chǔ)油柜呼吸不暢，變壓器油溫度降低時(shí)，體積得不到補(bǔ)償，便會(huì)產(chǎn)生變壓器內(nèi)部會(huì)產(chǎn)生負(fù)壓，外部空氣會(huì)從密封不嚴(yán)處進(jìn)入變壓器。

本臺(tái)變壓器使用的是沈陽(yáng)天工儲(chǔ)油柜，為金屬波紋外油式儲(chǔ)油柜。現(xiàn)場(chǎng)觀察儲(chǔ)油柜呼吸管路，沒(méi)有接吸濕器且呼吸管閥門(mén)處于打開(kāi)狀態(tài)，不存在呼吸管路阻塞的問(wèn)題；觀察油位計(jì)，油位明顯隨溫度變化而變化，判斷儲(chǔ)油柜內(nèi)部波紋管也無(wú)卡滯現(xiàn)象。排除儲(chǔ)油柜呼吸不暢導(dǎo)致輕瓦斯報(bào)警。

2.3.2 氣體繼電器安裝不良

氣體繼電器安裝密封不嚴(yán)，本臺(tái)產(chǎn)品現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)曾更換過(guò)氣體繼電器集氣銅管。在溫度降低時(shí)，變壓器油冷縮，變壓器油由儲(chǔ)油柜流入變壓器時(shí)，外部空氣可能從銅管密封不嚴(yán)處隨變壓器油進(jìn)入變壓器內(nèi)部，此種情況進(jìn)入的空氣量不會(huì)很大。停電檢修時(shí)，冷卻聯(lián)管高點(diǎn)處釋放出大量氣體與這種現(xiàn)象不符。

2.3.3 潛油泵運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生負(fù)壓

潛油泵運(yùn)行時(shí)，進(jìn)油方向會(huì)產(chǎn)生一定負(fù)壓，外界空氣可能會(huì)從密封不嚴(yán)處進(jìn)入變壓器。經(jīng)落實(shí)，冷卻器現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)，由于硬聯(lián)接較多，開(kāi)關(guān)側(cè)冷卻器安裝比較困難，可能存在密封不嚴(yán)的情況。變壓器安裝完畢，要從高點(diǎn)多次放氣，密封墊圈可能受損，存在密封不嚴(yán)情況。

停電檢修時(shí)，從冷卻聯(lián)管高點(diǎn)放出大量氣體。確認(rèn)冷卻系統(tǒng)管路密封存在問(wèn)題，潛油泵運(yùn)行時(shí)負(fù)壓導(dǎo)致外界空氣進(jìn)入變壓器內(nèi)部。

3 處理措施

（1）取變壓油和氣體樣本，進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)油樣中微水含量和氣體成分，進(jìn)一步明確外部進(jìn)氣。

（2）更換油流繼電器、風(fēng)冷卻器、潛油泵、油流繼電器接口處密封墊圈。

（3）更換冷卻系統(tǒng)頂部放氣塞處密封墊圈。

4 結(jié)語(yǔ)

在更換冷卻系統(tǒng)負(fù)壓區(qū)所有密封墊圈后，變壓器氣體繼電器恢復(fù)正常，不在輕瓦斯報(bào)警。

運(yùn)行中的變壓器若輕瓦斯報(bào)警頻繁，應(yīng)取樣分析，若無(wú)故障氣體成分，又非氮?dú)?，則表明變壓器負(fù)壓區(qū)有滲漏。滲漏位置可能位于變壓器高點(diǎn)，所處位置正壓小，沒(méi)有漏油現(xiàn)象，難以從外觀發(fā)現(xiàn)。遇到這種情況可以采取由易到難，逐項(xiàng)排除的方法進(jìn)行判斷，從而能夠快速查明原因，找到解決方法。

參考文獻(xiàn)

[1] 檀英輝，姚文軍，李佩軍，等.500 kV變壓器瓦斯保護(hù)誤動(dòng)分析及整改[J].高壓電器，2012，48（3）.