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变压器瓦斯保护原理及案例分析

摘要：变压器的瓦斯保护是反映变压器内部各种故障，与主变二套不同类型

的差动保护共同构成完整的变压器主保护。本文对瓦斯保护的工作原理、保护范

围、实验项目、运行注意事项进行了分析，并结合黄渡站瓦斯保护的动作案例进

行探讨分析，并提出了一定的防误措施。

关键词：瓦斯、有载瓦斯、主变、非电气量

1引言

黄渡站是华东电网中一个超大型枢纽站，总的变电容量为3000MVA。目前

有四台为500千伏联变。黄渡站目前使用的电力变压器均为油浸式变压器。本人

自工作以来经常参加了5号主变、6号主变的扩建，3号主变的调换，积累了一

定关于变压器的安装、调试、启动操作、检修及日常运行工作的知识，现就变压

器的瓦斯保护原理作一介绍，并结合瓦斯保护动作案例分析进行探讨，从而明确

变电运行工作中的注意事项和处理措施。

2瓦斯保护原理

2.1工作原理

瓦斯保护属非电气量保护之一，是大型变压器的主保护之一。能较灵敏的反

映变压器内部各类故障，对变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、

绕组内部断线、绝缘劣化、油面下降、有载调压开关接触不良（有载调压气体保

护反映）等故障均能灵敏动作。变压器的绕组装在油箱内，并利用变压器油作为

绝缘和冷却介质。当变压器的内部发生故障时，由于故障电流产生的电弧会使绝

缘物和变压器油分解，从而产生大量的气体，由于油箱盖沿气体继电器的方向有

1%——1.5%的升高坡度，连接气体继电器的管道也有2%——4%的升高坡度，

故强烈的油流和气体将通过连接管冲向变压器油枕的上部，其强烈程度随故障的

严重程度不同而不同。瓦斯保护就是利用反应气体状态的瓦斯继电器（又称气体

继电器）来保护变压器内部故障的。

用于告警的气体继电器有开口杯、干簧触点等组成。用于跳闸的气体继电器

由挡板、弹簧、干簧触点组成。正常运行时，气体继电器中充满油，开口杯浸在

油内，处于上浮位置，干簧触点断开。当变压器内部发生故障时，故障点局部变

热，引起附近的变压器油膨胀，油内融解的空气被逐出，形成气泡上升，同时油

和其他材料在电弧和放电作用下电离而产生气体。这就是所谓的“重瓦斯”。当故

障轻微时，排出的气体缓慢地上升到气体继电器，使油面下降，开口杯产生以支

点为轴逆时针方向的转动，使干簧触点接通，延时发出信号。这就是所谓的“轻

瓦斯”。当重瓦斯动作，立即跳开变压器各侧开关，从而避免事故扩大，起到保

护变压器的作用。目前黄渡站大多采用QJ—80型继电器，瓦斯继电器在变压器

运行中有关技术部门的规定执行上浮子接信号、动作于信号，下浮子结跳闸、动

作与跳闸。

2.2瓦斯保护范围

瓦斯保护是变压器的主保护之一，它可以反映油箱内的一切故障。包括：对

变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线、绝缘劣化、

油面下降、有载调压开关接触不良（有载调压气体保护反映）等。瓦斯保护动作

迅速、灵敏可靠而且结构简单。但是它不能反映油箱外部电路（如引出线上）的

故障，所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。另外，瓦斯保护也易

在一些外界因素（如地震）的干扰下误动作，对此必须采取相应的措施。

另外变压器的差动保护不能代替瓦斯保护，单独作为变压器的主保护。因为

当变压器内部严重故障时，产生强烈的气体，使变压器内部压力突增，产生很大

的油流向油枕方向冲击，因油流冲击挡板，挡板克服弹簧阻力，带动磁铁箱干簧

触点方向移动，使干簧触点接通，作用于跳闸。瓦斯保护可以反映油箱内的一切

故障包括：对变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线、

绝缘劣化、油面下降、有载调压开关接触不良（有载调压气体保护反映）等，但

差动保护对此无反应。又如变压器绕组产生少数线圈匝地匝间短路，虽然短路匝

内短路电流不大，会造成局部绕组的严重过热，产生强烈的油流，向油枕方向冲

击，但表现在相电流上并不大，但瓦斯保护对此能灵敏的加以反映，这就是差动

保护不能代替瓦斯保护的最主要原因。

实践证明，若在变压器本体外部中、低压侧发生近端相间或三相短路时，变

压器所处工作环境极其恶劣，线圈严重发热，使其周围的变压器油迅速膨胀，油

流急速冲向油枕，触发瓦斯继电器，迅速跳开变压器各侧开关。

2.3试验项目

气体继电器在安装使用前应作如下一些检验项目和试验项目：

1、一般性检验项目：

玻璃窗、放气阀、控针处和引出线端子等完整不渗油，浮筒、