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一次主变瓦斯保护误动的原因及预防措施

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2017第四届轨道交通供电系统技术大会

会议由中国电工技术学会主办，将于2017年11月28日在北京

铁道大厦召开，研讨电工科技必威体育精装版研究成果对轨道交通供电领域所带

来的革新影响和应用前景，推进协同创新。浏览会议详情和在线报名

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文章正文开始

中国长江电力股份有限公司的研究人员曹铁山、董德、曾勇、杨

荣，在2017年第7期《电气技术》杂志上撰文指出，瓦斯保护是油浸

式变压器的主保护之一，它的正确动作对变压器的运行至关重要。本

文通过对一次变压器重瓦斯保护动作事故的分析，找到事故原因，并

提出了预防瓦斯继电器误动的相应措施。

变压器作为发电厂的主要设备，在电能的传输中起着至关重要的

作用，它的健康与否直接决定着发电厂能否安全稳定的运行。瓦斯保

护和差动保护是变压器设备故障的两个主保护，差动保护对保护范围

内主变油箱的内部、外部故障均有反应，而瓦斯保护主要反应变压器

油箱内部故障。

瓦斯保护分为轻瓦斯保护和重瓦斯保护，轻瓦斯保护动作于发信，

重瓦斯保护动作于跳闸。瓦斯保护对变压器的内部故障均有反应，如

变压器绕组匝间短路、绕组断线以及铁芯故障、套管内部故障等，还

能反应变压器油质及油位变化情况。瓦斯继电器具有结构简单、动作

迅速灵敏的特点。

瓦斯保护还可以反应一些主变差动保护不能反应的变压器内部故

障，如铁芯过热、油位降低等，是对主变差动保护的重要补充，是变

压器的主保护之一[1][2]。

1瓦斯继电器工作原理及结构

瓦斯继电器是变压器瓦斯保护的主要元件，它通过监视变压器内

部气体的变化情况，来达到保护变压器的目的。变压器瓦斯保护和差

动保护均可对变压器油箱内部各种匝间短路、相间短路以及分接开关

接触不良等故障进行保护。瓦斯保护还能反应变压器内部油位变化、

铁芯过热等情况，但差动保护对此无反应。

此外，当变压器绕组发生少数线匝的匝间短路，虽然短路匝内短

路电流很大，并且会造成局部绕组严重过热产生强烈的油气流向油枕

方向冲击，但因表现在相电流上的变化并不大，所以差动保护可能没

有反应，但瓦斯保护对此能灵敏地加以反应。所以变压器瓦斯保护是

对差动保护的重要补充，并且不可替代。

某电厂发变组变压器使用的瓦斯继电器是EMB公司生产的TYPE-

BF80/10/8型法兰盘连接双浮子瓦斯继电器。在正常工作状态时，瓦

斯继电器内部充满绝缘油，上浮子1和下浮子1a利用自身浮力漂浮于

顶部终端位置。

当变压器油箱内部发生故障时，故障点温度上升，导致故障点周

围的油温随之上升，继而导致溶解于油内的空气变少，多余的空气会

被挤出，同时若有局部放电或者电弧现象发生，会将绝缘油电离分解，

产生瓦斯气体。

当故障比较轻微时，故障产生的气体比较少，形成的气泡较小，

这些气泡最终汇集在瓦斯继电器拱顶位置，迫使继电器内部的油位缓

慢下降，导致漂浮于油面的上浮子1也随之下降，到达设定值后，磁

触点式干簧管3接点闭合，接通报警回路。

当变压器油箱内部发生严重故障时，会在短时间内产生大量气体，

形成快速而猛烈的上升气流，变压器油箱内部的气压、油压产生巨变，

同时产生的强大油流会冲击瓦斯继电器的挡板6，带动磁铁向干簧触点

方向移动，使触点闭合，接通跳闸回路。

图1BF80/10/8型双浮子瓦斯继电器开关装置

2事故分析及处理

2014年9月29日，某电厂6FB(6号发变组)在正常运行时监控系

统报：“6FB主变重瓦斯跳闸动作”、“6FB发变组保护C柜装置异

常”、“6FB发变组非电量事故停机C套动作”。6FB机组出口开关

跳闸，甩负荷700MW,机组二类机械事故停机流程启动。

维护人员迅速赶往现场进行故障排查，现场检查6FB发变组电气

量保护A盘和B盘无任何信号，非电量保护C盘重瓦斯保护开入信号

灯点亮，且无法复归。断开非电量保护开入电源后，对重瓦斯开入外

回路进行阻值测量，测量结果为1.3kΩ；检查机组故障录波波形，显

示在保护动作前变压器电气量无异常；到变压器本体对瓦斯继电器重

瓦斯接点进行阻值测量，测量结果同样为1.3kΩ。