探讨大型强迫油循环变压器瓦斯保护动作原因

探讨大型强迫油循环变压器瓦斯保护动作原因

肖青

（大唐呼图壁能源开发有限公司新疆昌吉831100）

摘要：变压器是维持发电厂与变电器正常运行的不可或缺的设备。尤其是大型变压器在运作过程中会产生并释放出大量的热源，有可能会导致变压器故障，而瓦斯保护也是大型变压器故障的一种有效保护措施。本文就强迫油循环变压器的工作原理，瓦斯保护的工作原理进行分析，探讨强迫油循环变压器故障而引发瓦斯保护的原因，可供借鉴。

关键词：变压器；强迫油循环风冷变压器；瓦斯保护

1、前言

变压器是电力系统的重要参与者，大型变压器由于其特殊的原理构造使得在其运作过程中释放出大量热能，因此对大型变压器进行冷却是十分重要的一项作业。在其冷却系统中，强迫油循环风冷系统是应用较为普遍且实用的一种冷却方式。强迫油循环变压器发生故障时会引起严重的事故，虽然瓦斯保护能有效避免大型事故的发生，但要从根本上杜绝不利影响，还必须从根源出发剖析引起强迫油循环变压器瓦斯保护动作即是故障发生的原因。

2、强迫油循环风冷变压器及瓦斯保护工作原理

2.1强迫油循环风冷变压器冷却原理

强迫油循环风冷变压器的冷却系统系统包括热交换器、循环油泵、冷却风扇、负荷电流互感器、线圈及油等各种组件。这些组件组成一个动力冷却循环系统。循环油泵推动变压器中的油循环，将温度极高的循环油强制行送至冷却器中。冷却器中的冷却风扇运作时以风冷散热的形式对循环油进行降温，将至标准温度后的循环油再被输送至变压器的底部，当低温度的循环后流经铁芯和绕组时就能自行将铜损与铁损产生的大量热量吸收带出。相较于传统的空气自然对流散热，采用强迫油循环冷却系统能大大提升工作效率，不仅能将冷却效率提升3倍左右，同时也能提升变压器的容量，使得大型变压器可在标准温度下持续性工作。

2.2瓦斯保护工作原理

当大型强迫油循环变压器内部发生故障时，就会引发瓦斯保护动作起到报警或自动切断电源的应对保护作用。这是因为故障发生会引起故障点处电流的改变，此时会突然释放出大量热源，这些热能会导致变压器中的绝缘材料局部受热而产生一些密度较小的气体，这些气体由于质量轻，就会自动聚集在一起而后升至油箱顶部。当气体聚集到一定程度时就会触发继电器动作，进而发出警报信号或自动切断变压器的电源，防止故障进一步扩大。在这个过程中变压器油生成CH4、C2H4、C2H6、C2H2、H2以及CO2的方式是不同的，故障发生的过程中经常会出现多种反应同时发生而生成这些物质的量也是不同的，其中CH4所占得比例最大。

3、大型强迫油循环变压器瓦斯保护动作原因分析

引起大型强迫油循环变压器瓦斯保护动作原因较多，因此在进行变压器故障检查时要做到全面性分析、检查，才能及时发现问题所在，从而采取有效解决措施。目前常见瓦斯保护动作原因主要有以下几点：

3.1变压器内部故障

变压器内部故障是最常见的导致瓦斯保护动作的原因。变压器内部小的组件较多，因此容易发生线匝间短路，铁芯过热，开关接触不良等故障。变压器内部故障发生时会释放出大量的热能，引起变压器内部压力增大，受到热能的作用，变压器内部的冷却油受热释放分解出较多密度小的可燃性气体，这些气体会迅速向储油柜方向流动，当流速超过继电器承受范围后仅能引起瓦斯继电器发生瓦斯保护动作。

3.2油系统呼吸器故障

强迫油循环变压器中均有与之配套的油波纹储油柜。而波纹储油柜主要由装有干燥剂的玻璃容器与铁质管路组成，这些管路连向储油柜内部。当储油柜内部的空气容积随变压油的体积变化而发生改变时，排除的混有变压油的空气就会经过波纹储油柜中的干燥剂为产生过滤作用，最终实现变压油的二次清洁，保持油的清洁度。当油系统波纹储油柜发生堵塞故障时，波纹储油柜管道就不能直接与外界空气相同，此时变压器承受的符合就会增大，过大的承重负荷会压迫波纹储油柜振动而使得呼吸器突然被导通，而产生瓦斯保护动作。

3.3变压器内积存空气加入变压器压力释放阀工作原理介绍，故障原因、处理办法。

一般情况下，变压器压力释放阀内部都应是真空状态，基本不含有空气的。但当变压器压力释放阀重新维修时由于真空处理不当，注油量及速度把控不严格等均会使变压器压力释放阀内部稽留一定量的气体。而当变压器压力释放阀被重新投入使用时，变压器压力释放阀内部积聚的气体受到温度的影响，会自动从油中解离出来。分解出来的气体会自动向油枕方向积聚，当积聚的气体量达到一定程度时就会突然通过瓦斯继电器，继而产生故障报警提示或者自动切断变压器电源，实现瓦斯保护防止故障扩大目的。

3.4潜油泵故障

潜油泵主要浸泡于变压油中，潜油泵工作时能驱动变压油循环。由于变压器中冷却系统的存在，变压油又能对潜油泵起到冷却与润滑的功效。潜油泵发生故障会产生大量的热能，变压油受热影响后可分离出大量的可燃性气体，气体积聚到一定量使就能诱发瓦斯保护动作的产生。

3.5变压器与储油柜之间连通管的阀门故障

当变压器外部气温骤降时，变压器内部受到低温的影响油位也会降低，当变压器与储油柜连通道的阀门故障时，储油柜内部的就不能及时流入变压器内部进行补充，而变压器内部的又分离出的气体会大量聚集而迅速冲向瓦斯继电器，使得瓦斯继电器缺油动作，发出警报。3.6冷却器入口阀门故障变压器冷却器上部有进出口两个阀门。当进口阀门紧闭、潜油泵正常工作时，潜油泵会迅速将冷却器内的油通过出口阀全部流空，使冷却器呈现真空状态。而此时变压器本体的油量就会增多，当过多的油迅速通过瓦斯继电器流向储油柜时，就会在高速油流的冲击下产生瓦斯保护动作。

3.7冷却器潜油泵出现负压区

如果变压器的冷却器系统出现渗油故障，那么在冷却器中就必然会出现负压区，由于压力差的存在，大量的空气会进入负压区。或者潜油泵入口阀门故障时，也有可能会出现压差使得外界空气进入变压器内，冷却器系统出现渗油故障时发展缓慢，空气缓慢进入进而会引起轻瓦斯保护动作。

3.8瓦斯继电器短路瓦斯继电器短路故障一般是由于防雨、防潮措施不当导致的。当瓦斯继电器受到雨水的冲刷而受潮时，容易引发瓦斯继电器短路故障。严重时会引发严重的火灾及爆炸事故，因此在进行瓦斯继电器连接时，除了要确保连接线路的准确性外，在连接线路之外也应安装有效的防水、防潮设施。

3.9放气操作不当

变压器压力释放阀长期使用过程中不可避免的会出现瓦斯继电器内部的空气积聚，此时为保障瓦斯继电器的正常运作，就应将其内部的空气释放出来。但在放气过程中，切记放气速度过快，以免由于储油柜空间压力骤降而使得油流迅速涌向油枕而诱发重瓦斯保护动作。

4、瓦斯保护动作的预防

由于大型强迫油循环变压器的组建繁多，因此的瓦斯保护动作产生的原因也就较复杂，要依据不同的原因采取不同的预防措施，做到有的放矢。首先要保障变压器油呼吸系统的通畅，定期进行管道清理，避免发生堵塞。其实保障变压器的密闭性，对变压器的强迫油循环风冷变压器的各个阀门进行定期检测，避免发生阀门故障。同时应做好瓦斯继电器的防水、防潮工作，避免发生短路事故而引起不良的后果。

5、结束语

随着经济发展，国家对供电安全性要求也愈来愈高，对变压器的安全运行工作也提出了更高了要求。只有全面把握强迫油循环变压器瓦斯保护动作原因，做好预防措施，才能保障变压器的供电安全，才能保障我国变电站事业平稳发展。

参考文献

[1]陈德桂.提高油浸式变压器瓦斯保护可靠性的措施[J].计量与测试技术，2014（3）.

[2]安利凯.浅谈强迫油循环风冷变压器的瓦斯保护动作原因[J].中国新技术新产品,2016(14).