变压器的瓦斯保护

^＊6.5　变压器的瓦斯保护

当在变压器油箱内部发生故障时（包括轻微的匝间短路和绝缘破坏引起的经电弧电阻的接地短路），由于故障点电流和电弧的作用，将使变压器油及其他绝缘材料因局部受热而分解产生气体，由于气体比较轻，它们将从油箱流向油枕的上部。当故障严重时，油会迅速膨胀并产生大量的气体，此时将有剧烈的气体夹杂着油流冲向油枕的上部。利用油箱内部故障时的这一特点，可以构成反应于上述气体而动作的保护装置，称为瓦斯保护。

瓦斯继电器是构成瓦斯保护的主要元件，它安装在油箱与油枕之间的连接管道上，如图6.13所示，这样油箱内产生的气体必须通过瓦斯继电器才能流向油枕。为了不妨碍气体的流通，变压器安装时应使顶盖沿瓦斯继电器的方向和水平面具有1%～1.5%的升高坡度，通往继电器的连接管具有2%～4%的升高坡度。

目前在我国电力系统中推广应用的是开口杯挡板式瓦斯继电器，其内部结构如图6.14所示。正常运行时，上、下开口杯2和1都浸在油中，开口杯和附件在油内的重力所产生的力矩小于平衡锤4所产生的力矩，因此开口杯向上倾，干簧触点3断开。当油箱内部发生轻微故障时，少量的气体上升后逐渐聚集在继电器的上部，迫使油面下降。而使上开口杯露出油面，此时由于浮力的减小，开口杯和附件在空气中的重力加上杯内油重所产生的力矩大于平衡锤4所产生的力矩，于是上开口杯2顺时针方向转动，带动永久磁铁10靠近干簧触点3，使触点闭合，发生“轻瓦斯”保护动作信号。当变压器油箱内部发生严重故障时，大量气体和油流直接冲击挡板8，使下开口杯1顺时针方向旋转，带动永久磁铁靠近下部干簧的触点3使之闭合，发出跳闸脉冲，表示“重瓦斯”保护动作。当变压器出现严重漏油而使油面逐渐降低时，首先是上开口杯露出油面，发出报警信号，继之下开口杯露出油面后亦能动作，发出跳闸脉冲。

图6.13　瓦斯继电器安装示意图

1—瓦斯继电器；2—油枕；3—油箱

图6.14　开口杯挡板式瓦斯继电器的结构图

1—下开口杯；2—上开口杯；3—干簧触点；

4—平衡锤；5—放气阀；6—探针；7—支架；

8—挡板；9—进油挡板；10—永久磁铁

瓦斯保护的原理接线如图6.15所示，上面的触点表示“轻瓦斯保护”，动作后经延时发出报警信号。下面的触点表示“重瓦斯保护”，动作后启动变压器保护的总出口继电器，使断路器跳闸。当油箱内部发生严重故障时，由于油流的不稳定可能造成干簧触点的抖动，此时为使断路器能可靠跳闸，应选用具有电流自保持线圈的出口中间继电器BCJ，动作后由断路器的辅助触点来解除出口回路的自保持。此外，为防止变压器换油或进行试验时引起重瓦斯保护误动作跳闸，可利用切换片QP将跳闸回路切换到信号回路。

图6.15　瓦斯保护原理接线图

瓦斯保护的主要优点是动作迅速、灵敏度高、安装接线简单，能反应油箱内部发生的各种故障。因此瓦斯保护可作为变压器的主保护之一，与纵差动保护相互配合、相互补充，实现快速而灵敏地切除变压器油箱内、外及引出线上发生的各种故障。其缺点则是不能反应油箱以外的套管及引出线等部位上发生的故障。