瓦斯继电器保护是电力变压器内部的一种基本保护。容量在800kVA及以上的电力变压器均应装设瓦斯继电器。作为电力变压器主保护运用的非电量保护,瓦斯继电器能反映电力变压器油位下降、绝缘击穿、铁芯、绕组等受潮发热或放电故障。瓦斯继电器动作灵敏,反应迅速。
随着电网的飞速发展,变压器的容量越来越大。对于500kV电网来说,所用变容量一般在lOOOkVA左右。主变容量有25000kVA、26700kVA、400000kVA等。根据《三相油浸式电力变压器技术参数和要求》,均应安装瓦斯继电器。进年来,电网负荷增长迅速,变压器数量也急剧增加,变压器运行环境更加复杂。瓦斯继电器保护在变压器安全运行中起到了关键作用,有效地防止了事故的扩大。瓦斯继电器会发出轻瓦斯报警号或重瓦斯信号,大多数情况下都是变压器内部故障的反映。
然而,在某些变压器常运行状态下,即使瓦斯继电器保护接点触发也并全都因为变压器内部存在故障,而是瓦斯继电器保护的误动作。瓦斯继电器保护误动作的原因有很多。下面针对瓦斯继电器轻瓦斯保护和重瓦斯保护误动作分别进行说明。
1、轻瓦斯误动作
轻瓦斯保护主要用于保护变压器内部的故障产气。当变压器内部存在受潮、过热或局部放时,会产生故障气体。起初,故障气体溶于变压器,可以通过DGA(油中色谱分析)检测,判断故障类型。然而,DGA检测周期较长,在两次釆样期间,缺陷可能恶化而失去监控。当产气速率较快时,气体不能溶于变压器油,便聚集在瓦斯继电器处,当聚集量达到250-300ml时,触发轻瓦斯报警信号,以提醒运检人员釆取相应措施。实践表明,轻瓦斯保护动作收集到的气体可能为空气,此时变压器内部无故障,应定义为轻瓦斯保护误动。轻瓦斯保护信号虽然不会致使变压器各侧开关跳开,但需要运检人员开展相应检测、分析工作,给运维工作带来很大麻烦。
轻瓦斯保护误动的原因主要有-
⑴强油循环的变压器潜油泵密封不良,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轻瓦斯保护动作。
⑵二次回路缺陷导致瓦斯继电器信号线短接,误发轻瓦斯报警信号_。
⑶呼吸器下端的密封胶垫未拆除造成变压器内部存在负压,瓦斯继电器内油气浮动,可引起轻瓦斯动作报警。
⑷密封垫老化和破损,法兰结合面变形,油循环系统进气,潜油泵滤网堵塞,连接处砂眼进气等造成轻瓦斯保护动作
从上面的分析中可以看出，变压器呼吸器中盲垫未拆除是变压器内部存在负压从而造成大多数故障及误动作的主要原因，那这个负压究竟是怎么形成的呢？且听小狼慢慢道来：
(1)变压器注油时温度较高,储油柜内的油位及空气温度也都较高,安装呼吸器后,由于盲垫未摘除导致储油柜无法呼吸。温度降低后,油位下降,空气温度降低,从而导致胶囊内的密闭空气压强变小出现负压。
(2)盲塾将呼吸器本体的进气口堵住,但压接不太紧密,当储油柜内空气的温度升高时空气体积膨胀,气压增大,将盲垫冲开进行呼气;当储油柜内的空气温度降低时,空气体积变小,气压减小,轻贴在呼吸器进气口的盲垫由于负压作用紧贴在进气口处,使空气不能进入。简而言之,相当于形成了一个只能呼气不能吸气的单向气阀,从而导致负压的存在。
2、重瓦斯误动作
重瓦斯保护主要用于保护变压器内部的严重故障。当变压器内部发生匣间短路、段间短路、相间短路等严重故障时,会产生瞬时强能量放电,产生大量气体。最终导致变压器内的绝缘油迅速流向储油柜。当油流速达到瓦斯继电器挡板的保护定值时,触发中瓦斯保护接点,变压器各侧开关跳开。当重瓦斯保护动作时,一般都表明变压器内部已经产生了十分严重的故障。然而,重瓦斯保护动作也不全因为变压器内部故障。一些异常条件下,虽然变压器内部没有发生故障,也会导致重瓦斯保护动作,我们将这类情况定义为重瓦斯保护误动作。
重瓦斯保护误动不仅会给运维工作带来巨大困难,还会影响电网的供电能力,影响电网的安全稳定运行。尤其是500kV电网发生重瓦斯保护动作时,对社会稳定和经济发展都会带来巨大影响。下面就重瓦斯保护误动原因进行简要汇总如下:
(1)双浮子瓦斯继电器的反向动作值低,反向油流较大引起重瓦斯保护动作
(2)合阐励磁涌流引起主变线圈、器身振动所形成的油流扰动以及油箱振动两者共同作用,可能引起主变重瓦斯保护动作。
(3)在较大的穿越性短路电流作用下,变压器绕组或多或少地产生横向位移,使初级和次级绕组之间的油隙增大。油隙内和绕组外侧产生一定的压力差,使油发生流动。当压差变化大时,瓦斯继电器可能误动。此外，当发生外部系统故障时，产生的暂态电流将引起本体箱盖的振动，此时安装于油箱和本体的连接管上瓦斯继电器有可能在一定频率下发生共振，结合油流涌动，有可能造成误动。
(4)瓦斯继电器内的绝缘油温度过低而凝固,当变压器负载增大后,推动气体继电器及联管内已经凝结的油向储油柜移动,凝结的油带动气体继电器档板,造成重瓦斯保护动作。
(5)多台潜油泵同时投运产生的油流冲击可能引起重瓦斯保护误动。
(6)瓦斯继电器探针设计不合理导致主变重瓦斯保护误动作。
(7)瓦斯继电器中的干簧接点玻璃管破碎、接线盒密封不良导致重瓦斯保护动作。
那么在运行中，我们具体应该做些什么来避免这些故障呢？别急，小狼会一一告诉大家：
(1)确认瓦斯继电器及集气盒内的油面,防止出现本体补油异常。只要集气盒内充满变压器油,就能保证储油柜可通过集气盒对变压器本体的油进行补充,故不存在补油异常的风险。因此首先应检查集气盒集气情况,以便决定后续措施。
(2)检查呼吸器的呼吸是否正常,以防呼吸不畅引起的较大负压。根据分析可以得出出,呼吸器不呼吸是导致变压器内部产生负压的主要原因之一;运行经验表明,即使设备不跳闹也容易导致轻瓦斯保护误动作。因此应确认呼吸器呼吸通畅,这也是后续处理措施的重要前提。
(3)检查变压器本体渗漏情况及储油柜的油位,确保变压器有充足的绝缘油。储油柜存有充足的变压器油是瓦斯继电器内充满变压器油的基本前提。首先检查变压器油量是否足够,判断变压器是否存在严重的漏油问题。当变压器严重漏油时,将危及变压器内部的主绝缘,需要进行处理。
(4)当瓦斯继电器内的油面低于上观察窗时,应给予特别重视。在这种情况下,确认储油柜油位正常且呼吸通畅后,应考虑通过放气管放出集气盒内的部分气体。正常情况下,油面不会低于瓦斯继电器的上观察窗。因此,当瓦斯继电器内的油面低于上观察窗时就预示着变压器处于异常运行状态,可能导致双浮子瓦斯继电器的下浮球动作。此时需要通过集气盒的放气管将部分集气放出,从而保证储油柜能够正常补油。需要特别注意的是要提前检查呼吸器呼吸正常。以本文分析的事故为例,当呼吸器呼吸不正常,变压器内部存在较大负压时,打开放气阀后会导致气体进入变压器本体,加快变压器重瓦斯保护动作。因此,必须先检查呼吸器呼吸状态。
(5)立即取气分析,确定气体成分,判断缺陷原因,制定检修策略。即使是在呼吸不正常的情况下发生了瓦斯继电器轻瓦斯动作,仍不能草率的判断集气为空气,不能得出变压器无故障的结论。仍需根据规程对集气进行成分检测,判断变压器内部是否存在故障。
原标题：变压器油回路常见故障
