分析500KV变压器瓦斯继电器误动作原因及建议

分析500KV变压器瓦斯继电器误动作原因及建议

杨溪金

阳西海滨电力发展有限公司529800

摘要：当前，大多数发电厂均采用500kV一级升高电压向系统进行供电。500kV变压器作为电力系统中枢纽变电站的主设备，其运行状况是否良好，不但直接关系到系统供电的可靠性，同时也会给整个电网的安全稳定运行带来相当程度的影响。无论是工业还是民用，都离不开变压器在其中发挥的极其重要的作用，正因为如此，变压器的安全成为了电气专家克难公关的一个主要课题。本文对500KV变压器瓦斯继电器误动作的分析，给出误动作原因及时采取有针对性的建议，可以很好的应对变压器故障的再次发生，确保电力系统安全稳定供电。

关键词：500KV；变压器；瓦斯继电器；误动作

瓦斯继电器（又称气体继电器）有两个功能，轻瓦斯作用于信号，重瓦斯作用于跳闸。随着我国国民经济的发展，电力设备制造业的进步，社会用电的需要，电力变压器朝着高电压、大容量、超大容量方向。新材料、新工艺在变压器设备制造中不断应用，新的制造企业不断涌现，国内变压器制造质量参差不齐。运行中变压器内部故障时有发生，轻着变压器内部发热，局部放电，扎间、层间短路，重着变压器烧毁。目前，瓦斯继电器是变压器本体的主要保护之一，在变压器内部故障时能有效、迅速、准确地动作。在我国电力系统充油式变压器中主要应用的有挡板式、开口挡板式、浮球式、双浮球式等瓦斯继电器，瓦斯继电器设备的安装更好的保护充油式变压器。

1、设备概况

某电厂装机容量为4×l000MW，每台机组的主变压器采用单相双绕组低损耗油浸升压变压器，强迫油循环强迫风冷（FOA），无载调压。额定容量为l110MW?A（3×370MV?A）。主变额定变比为525±2×2.5%/27kV，接线组别为YNdl1。主变配备的瓦斯继电器为德国EMB生产的BF-80型气体继电器。

2、500KV变压器瓦斯继电器结构

3号主变配备的气体继电器为德周EMB生产的BF-80型气体继电器，具体结构见图1。

图1瓦斯继电器结构图

这个型号气体继电器安装在变压器主油箱和油枕之间的建管上，为双浮球结构，双浮球气体继电器的下浮于其位于油流主通道上部。正常运行时，气体继也嚣内充清变压器油。由于浮力，两个浮子都浮起从而使浮子位于其最上部。以双浮子瓦斯继电器为例说明瓦斯继电器的动作原理。双浮子瓦斯继电器的保护功能一共有三种：①轻瓦斯动作（报信号）；②重瓦斯动作（正常运行中投跳闸）；③低油面动作（与重瓦斯共用接点，正常运行中投跳闸）。如果变压器内部发生故障，气体继电器的动作情况如下。

2.1（轻瓦斯）动作

图2轻瓦斯动作示意图

轻瓦斯动作是由于变压器内部产生气体所致动作过程见图2。动作过程：变压器内产生气体向上游动，集聚在气体继电器内并排除其内部的变压器油。液面下降至轻瓦斯浮子下部导致浮子随之落下，和该浮子连在一起的永久磁铁沿接点滑下。当浮子到达其整定位置，永久磁铁立即使接点动作，发出报警信号。气体继电器的设计是使其只能容纳一定量的气体体积。若气体继续产生，后续的气体便可能继续往上流动流向油枕并积存在油枕的集气盒内，同时还会继续向上流动并在油枕的集气盒内积存，不过下浮子不会受此影响，位置将保持不动。

2.2（重瓦斯）动作分析

重瓦斯动作是由于变压器内部存在高能量放电产生强烈的气体分解。当变压器内部发生严重故障时，会产生强烈的瓦斯气体，使油箱内压力瞬时突增，从而向油枕方向产生压力波流。动作过程见图3。动作过程：强力涌流冲向路中的挡板，如果流速超过挡板的整定值，挡板即向油流方向翻到，致使接点动作，跳闸信号被释放。

2.3低油面动作

低油位动作是由于变压器油严重渗漏导致油面过低所致。如果变压器油连续流失，油面继续下降造成重瓦斯动作浮子位置下降当浮子位置到达其整定位置时，低油位浮子上的动作磁铁使接点动作，发出跳闸信号。当液体继续流失，油枕、管道和瓦斯继电器的变压器油逐渐被排空，随着油面的继续下降，下浮子也下沉。通过下浮子的运动，带动开关元件，接通跳闸回路使变压器三侧开关跳闸。低油面动作工作原理如图4所示。

3、500KV变压器瓦斯继电器误动的原因

3.1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。

3.2变压器运转过程中需要换油或补充加油时，没有采取彻底真空脱气处理，从而导致油中的含有的空气，以及覆盖在铁心、附件表面、绕组、有机固体绝缘材料缝隙等中的空气，当变压器处于运转状态时，内部油出现对流循环，而变压器的铁心出现磁致伸缩，进而汇集、上升至瓦斯继电器内，导致瓦斯保护动作产生，从而发出信号。

3.3当变压器的热虹吸器需要更换吸附剂时，更换后，由于油侵时间和静置时间不长，内部空气没有彻底排干净，热虹吸器便投入了循环状态。从而引起瓦斯保护动作，产生信号。

3.4变压器的穿越性短路。在穿越性故障电流作用下，油隙间的油流速度加快，当油隙内和绕组外侧产生的压力差变化大时，气体继电器就可能误动作。穿越性故障电流使绕组发热，当故障电流倍数很大时，绕组温度上升很快，使油的体积膨胀，造成气体继电器误动作。

3.5重瓦斯保护整定值偏低。在重瓦斯保护动作后将原气体继电器拆除井送检发现该气体继电器重瓦斯保护整定值为1.1m/s，而根据《电力变压器检修导则》中的相关规定，120MV?A以上的变压器气体继电器流速整定值应为1.2～l.3m/s。在主变冲击送电的时候，由于励磁涌流较大造成主变本体至油枕之间的油流流速也较大，此时如果重瓦斯保护整定值偏低也极易造成重瓦斯动作。

4、500KV变压器瓦斯继电器误动作的处理建议

为了使500kV电力变压器的正常、稳定运行，保障系统供电的可靠性和整个电网运行的安全性和稳定性，并尽最大限度避免一旦停运给整个电网造成巨大的经济损失，可以考虑从以下几个建议对电力变压器瓦斯继电器误动动的原因进行有效、彻底解决。

4.1合闸励磁涌流偏大是造成变压器冲击送电时重瓦斯保护误动作的一个主要原因，合闸励磁涌流偏大不会立即对变压器绕组及器身结构造成严重的不良影响，但容易造成变压器的早期失效、寿命减少，同时也经常造成差动保护误动作、运行机组的功率异常波动等，所以可以考虑在今后增设励磁涌流抑制装置来减少这方面的影响。

4.2对3号主变定期取油样进行色谱分析和变压器油含气量测试，关注变压器本体尤其是潜油泵等负压区是否有渗油情况，防止外部空气渗入变压器内部。

4.3新安装的气体继电器、压力释放装置和温度计等非电量保护装置必须经校验合格后方可使用，重瓦斯保护整定值应尽量设置在标准定值的上限，防止变压器在冲击送电过程中发生误动。

4.4500kV变压器的高压绕组直阻测试电流一般以不超过3～5A为宜，如果测试电流过大应采取去磁试验等消磁措施，控制变压器内部剩磁防止造成冲击合闸时励磁涌流过大。

4.5变压器在进行油处理的过程中应严格按照规定进行真空注油和排气，防止油处理过程中有气体遗留在变压器内部从而对变压器的安全运行带来隐患。

5、结语

变压器瓦斯信号动作后，运行人员必须对变压器进行检查，查明动作的原因，并立即向上级调度和主管领导汇报，上级主管领导应立即派人去现场提取继电器气样、油样和本体油样，分别作色谱分析。根据有关导则及现场分析结论采取相应的对策，避免事故的发生，以保证变压器的安全经济运行。