气体继电器保护动作原因

气体继电器保护（也称瓦斯保护）是油浸式电力变压器内部故障的一种基本保护。近几年来，由于多种原因导致气体继电器频繁动作，引起运行、检修、试验人员广泛重视，共同关心气体继电器的动作原因、判断和处理方法，以避免误判断造成的设备损坏或人力、物力浪费。
一、动作原因
（一）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、铁芯多点接地等故障时，都将产生大量的热能，使油分解出可燃性气体，向油枕（储油柜）方向流动。当流速超过气体继电器的签定值时，气体继电器的档板受到冲击，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超过30ml时，也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。例如：
（l）某台220kV、120MVA主变压器瓦斯保护动作，经试验和吊芯检查判断为35kV侧B相统组上部匝间绝缘损坏，形成层或匝间短路造成的。
（2）某台220kV、60MVA的主变压器轻、重瓦斯保护动作，经综合分析和放油检查确定为63kV侧B相套管均压球对升高座放电造成的，与推断吻合，避免了吊芯检查。
（3）某台35kV、4．2MVA的主变压器，轻瓦斯保护一天连续动作两次，色谱分析为裸金属过热，经测直流电阻力分接开关故障，吊芯检查发现分接开关的动静触点错位2／3，这是引起气体继电器动作的根本原因。
（二）附属设备异常
1．呼吸系统不畅通
变压器的呼吸系统包括气囊呼吸器，防爆筒呼吸器（有的产品两者合一）等。分析表明，呼吸系统不畅或堵塞会造成轻、重瓦斯保护动作，并大多伴有喷油或跑油现象。例如，某台110kV、63MVA主变压器，投运半年后，轻、重瓦斯保护动作，且压力阀喷油。但色谱分析正常，经检查，轻、重瓦斯保护动作的原因为变压器气囊呼吸堵塞。又如某台220kV、120MVA主变压器，在气温为33～35℃下运行，上层油温为75～80℃。在系统无任何冲击的情况下，突然重瓦斯保护动作跳闸，经试验和检查，证明是呼吸器堵塞。由于它在高温下突通造成油流冲击，导致重瓦斯保护动作。
2．冷却系统漏气
当冷却系统密封不严进入了空气，或新投入运行的变压器未经真空脱气时，都会引起气体继电器的动作。例如某台主变压器气体继电器频繁动作，经分析是空气进人冷却系统引起的，最后查出第7号风冷器漏气。
3．冷却器入口阀门关闭
冷却器入口阀门关闭造成堵塞也会引起气体继电器频繁动作。例如，某电厂厂用变压器大修后，投运一段时间，气体继电器突然动作，但色谱分析正常，经检查发现冷却器入口阀门造成堵塞，相当于潜油泵向变压器注入空气，造成气体继电器频繁动作。
4．散热器上部进油阀门关闭
散热器上部进油阀门关闭，也会引起气体继电器的频繁动作。例如，某220kV、120MVA主变压器冲击送电时，冷却系统投入则发生重瓦斯保护动作引起跳闸。其原因是因为变压器第 7号散热器上部进油蝶阀被误关闭，而下部出油蝶阀处于正常打开位置，当装于该处的潜油泵通电后，迅速将散热器内的油排入本体，散热器内呈真空状态，本体油量增加时，油便以很快的速度经气体继电器及管路流向油枕，在高速油流冲击下，气体继电器动作导致跳闸。
5．潜油泵有缺陷
潜油泵缺陷对油中气体有很大影响，其一是潜油泵本身烧损，使本体油热分解，产生大量可燃性气体。例如某110kV、75MVA的主变压器，由于潜油泵严重磨损，在一周内使油中总烃由786ppm增到1491ppm。其二是当窥视玻璃破裂时，由于轴尖处油流急速而造成负压，可以带入大量空气。即使玻璃未破裂，也有由于滤网堵塞形成负压空间使油脱出气泡，其结果是使气体继电器动作，这种情况比较常见。例如，某220kV、120MVA强油导向风冷变压器的气体继电器频繁动作，其原因之一就是潜油泵内分流冷却回路底部的滤网堵塞而造成的。又如，某220kV、120MVA主变压器轻瓦斯保护动作，是由于潜油泵负压区漏气造成的。
6．变压器进气
运行经验表明，轻瓦斯保护动作绝大多数是由于变压器进入空气所致。造成进气的原因较多，主要有：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、焊接处砂眼进气等。例如某台220kV、120MVA的主变压器，轻瓦斯保护频繁动作，用平衡判据分析油样和气样表明，油中溶解气体的理论值与实测值近似相等，且故障气体各组分含量较小，故该变压器内部没有故障。经过反复检查，最后确定轻瓦斯保护动作是由于油循环系统密封不良进气造成的。
7．变压器内出现负压区
变压器在运行中有的部位的阀门可能被误关闭，如。①油税下部与油箱连通管上的蝶阀或气体继电器与油枕连通管之间的蝶阀；②安装时，油枕上盖关得很紧而吸湿器下端的密圈又未取下等。由于上述阀门被误关闭，当气温下降时，变压器主体内油的体积缩小，进而缺油又不能及时补充过来，致使油箱顶部或气体继电器内出现负压区，有时在气体继电器中还会形成油气上下浮动。油中逸出的气体向负压区流动，最终导致气体继电器动作。例如，某220kV的主变压器，由于在短路事故后关闭了油枕下部与油箱连通管上的阀门，投运后又未打开，使变压器主体内“缺油集气”，造成轻瓦斯保护频繁动作。又如某35kV、 56Q0kVA主变压器在两次大雨中均发生重瓦斯保护动作，就是因为夜间突降大雨，使变压器急剧冷却，内部油位也随之下降，由于蝶阀关闭，油枕内的油不能随油位一同下降，在气体继电器内形成了一个无油的负压区，使溶解在油中的气体逸出并充满了气体继电器，造成气体继电器的下浮桶下沉，引起重瓦斯保护动作。
8．油枕油室中有气体
大型变压器通常装有胶囊隔膜式油枕，胶囊将油枕分为气室和油室两部分。若油室中有气体，当运行时油面升高就会产生假油面，严重时会从呼吸器喷油或防爆膜破裂。此时变压器油箱内的压力经呼吸器法兰突然释班，在气体继电器管路产生油流，同时套管升高座等死区的气体被压缩而积累的能量也突然释放，使油流的速度加快，导致瓦斯保护动作。例如某电厂2号主变压器就是因油枕抽空中有气体受热时对油室产生附加压力所致。
9．净油器的气体进入变压器
在检修后安装净油器时，由于排气不彻底，净油器人口胶垫密封不好等原因，使空气进入变压器，导致轻瓦斯保护动作。
另外，停用净油器时也可能引起轻瓦斯保护动作。例如，某110kV、31．SMVA的主变压器，因其净油器渗漏而停用时，由于净油器上下蝶阀没有关死，如图1－48所示，变压器本体的油仍可以渗到净油器中，并迫使净油器中的空气进入本体。集中在气体继电器中造成主变压器发生轻瓦斯保护动作。
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