變壓器瓦斯保護(hù)的工作原理
1、瓦斯保護(hù)動作原理
瓦斯保護(hù)是變壓器在運行中常設(shè)的主要保護(hù)裝置，瓦斯保護(hù)能夠?qū)ψ儔浩鞯膶娱g短路、鐵芯故障以及套管故障、繞組問題以及變壓器油面下降等問題及時感知，并發(fā)出警報信號。當(dāng)變壓器內(nèi)部一旦出現(xiàn)問題時，由于在工作中設(shè)備電弧會將絕緣材料分解，從而生成瓦斯氣體，而瓦斯氣體的濃度也和變壓器故障程度有直接關(guān)系。瓦斯保護(hù)就是利用變壓器內(nèi)的瓦斯氣體程度的瓦斯繼電器來察覺和保護(hù)變壓器內(nèi)部故障。
在瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)中，上部是封閉的浮筒，下部是金屬擋板，上部和下部都裝有水銀節(jié)點，并且上部的浮筒和下部的金屬擋板都可以圍繞各自的軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。在變壓器正常工作時，其繼電器裝有變壓器保護(hù)油，因此使得浮筒能夠漂浮在油面上，這個上部的水銀節(jié)點實際上處于斷開狀態(tài)；此時的下部金屬擋板由于自重而下垂，因此水銀節(jié)點也是斷開狀態(tài)。但是當(dāng)變壓器出現(xiàn)輕微故障，其生成的瓦斯的速度就以緩慢的狀態(tài)出現(xiàn)，當(dāng)瓦斯上升到瓦斯繼電器上部的浮筒時，就會導(dǎo)致油面下降，這時就會發(fā)出”輕瓦斯“警告；但是當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)較為嚴(yán)重的問題時，則會生成大量的瓦斯，這時郵箱的壓力就會急劇增大，其產(chǎn)生的壓力就會沖擊油枕，當(dāng)油枕接觸擋板，并克服彈簧的阻力時，就會帶動磁鐵向觸電方向移動，這時水銀節(jié)點就出閉合，從而接通變壓器跳閘回路，從而導(dǎo)致斷路器跳閘。這就是“重瓦斯”。當(dāng)產(chǎn)生重瓦斯后，繼電器就會馬上切斷電源，避免故障擴(kuò)大化，從而起到保護(hù)變壓器的作用。
2、瓦斯保護(hù)范圍
變壓器的瓦斯保護(hù)功能很強(qiáng)大，能夠檢測絕大多數(shù)變壓器內(nèi)的故障。包括了變壓內(nèi)的多項短路、繞組短路、鐵芯和外殼的接地短路、鐵芯故障、漏油、開關(guān)接觸不良、焊接不良等問題。同時，由于瓦斯保護(hù)十分敏感，且保護(hù)動作十分迅速因為能夠在極短時間內(nèi)對問題點作出反應(yīng)。由于瓦斯保護(hù)十分靈敏可靠，而且結(jié)構(gòu)簡單，因此應(yīng)用在大多數(shù)變壓器中。不過瓦斯保護(hù)還存在一些問題，例如對于變壓器外部電路故障就不能作出反應(yīng)。這就意味著變壓器保護(hù)不能完全依賴于瓦斯保護(hù)。同時，由于瓦斯保護(hù)太過敏感，因此也容易觸發(fā)誤報現(xiàn)象，這些都是將來需要解決的問題。
電力變壓器的主要構(gòu)成附件
電力變壓器的主要構(gòu)成附件（油浸式）：
1、吸潮器
吸潮器的主要作用是吸收空氣中的水分和雜質(zhì)，以保持變壓器的干燥與運行通暢，保持變壓器絕緣組件的絕緣性能。
吸潮器內(nèi)裝有硅膠，儲油柜（油枕）中的絕緣油通過吸潮器與空氣接觸，干燥劑就可以吸收到空氣中的水分和雜質(zhì)：硅膠變質(zhì)、變色容易堵塞吸潮器，使干燥劑無法接觸到空氣。
2、油位計
油位計顧名思義就是反映變壓器的油位變化的表計。變壓器的油位受天氣變化影響較大。在炎熱的夏天，變壓器處于負(fù)載狀態(tài)，油溫上升，油位就會上升，而在寒冷的冬天，油溫較低，負(fù)載輕時油位浮動較小，油位變化也小。油位器的變化一般在+20℃左右，屬于正?，F(xiàn)象。高則放油、低則加油。
3、油枕
油枕是儲存油料的容器，能夠起到調(diào)節(jié)油箱油料容量，減緩油料氧化速度的作用，其上方位置設(shè)有一個加油孔。
4、防爆管
防爆管屬于安全裝置。主要是應(yīng)對變壓器故障引起油箱內(nèi)壓力增大造成的爆炸事故。
5、信號油溫計
信號油溫計反映變壓器上層油溫情況，主要作用是監(jiān)控電力變壓器運行溫度變化。變壓器線圈溫度比上層油溫高10℃。按照國標(biāo)規(guī)定：變壓器繞組工作的極限溫度為105℃；上層最高溫度不能超過95℃，通常以監(jiān)控溫度設(shè)定在85℃及以下為佳。
6、分接開關(guān)
分接開關(guān)能夠改變變壓器運行的電壓比，通過增加或降低電壓比保障變壓器正常運行。它主要依靠改變高壓繞組抽頭產(chǎn)生作用。
7、瓦斯信號繼電器
輕瓦斯、重瓦斯信號保護(hù)。上接點為輕瓦斯信號，輕瓦斯信號在變壓器運行異常時會發(fā)出信號報警：下接點為重瓦斯信號，在輕瓦斯信號發(fā)出報警后完成斷路器跳閘、掉牌、報警動作。瓦斯繼電器內(nèi)充滿油說明沒有氣體，當(dāng)油箱內(nèi)存在氣體會進(jìn)入瓦斯繼電器，當(dāng)它達(dá)到一定容量以后，氣體擠走貯油使觸點動作。帶電操作時必須戴絕緣手套。
輕瓦斯保護(hù)動作的原因
輕瓦斯動作的原因：變壓器內(nèi)部輕微故障，如局部絕緣水平降低而出現(xiàn)間隙放電或漏電，產(chǎn)生少量氣體；也可能是空氣浸入變壓器內(nèi)，如濾油、加油或冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密，導(dǎo)致空氣進(jìn)入變壓器而聚積在氣體繼電器內(nèi)；變壓器油位降低，并低于氣體繼電器，使空氣進(jìn)入氣體繼電器內(nèi)；二次回路故障，如直流系統(tǒng)發(fā)生兩點接地或氣體繼電器引線絕緣不良，引起誤發(fā)信號。
輕瓦斯動作處理：
a、檢查變壓器油位、溫度、音響是否正常，有無漏油現(xiàn)象。
b、檢查是否因油系統(tǒng)的檢修維護(hù)，引起空氣進(jìn)入變壓器，如信號是空氣進(jìn)入所引起，應(yīng)對瓦斯繼電器進(jìn)行放氣恢復(fù)信號監(jiān)視。
c、如非上述原因，應(yīng)聯(lián)系化學(xué)人員取氣樣進(jìn)行化驗分析。取氣樣后，瓦斯繼電器應(yīng)放氣。如果頻繁發(fā)信號且間隔逐漸縮短，應(yīng)做好事故跳閘準(zhǔn)備。報告值長盡快安排停電檢修。
d、氣體是無色無味不可燃的，外部檢查又無短路象征，則可以繼續(xù)運行，如氣體是有色可燃的，必須立即停止變壓器運行。
重瓦斯動作后應(yīng)做如下檢查和處理：
a、檢查油位、油溫、油色有無變化，檢查防爆管是否破裂噴油，檢查呼吸器、套管有無異常，變壓器外殼有無變形；
b、立即取氣體和油樣做色譜分析；
c、根據(jù)變壓器跳閘時的現(xiàn)象、外部檢查及色譜分析結(jié)果，判斷故障性質(zhì)，找出原因。在重瓦斯保護(hù)動作原因未查清之前，不得合閘送電；
d、如果經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)任何異常，而確系二次回路故障引起誤動作，可將差動及過流保護(hù)投入，將重瓦斯保護(hù)投信號或退出，試送電一次，并加強(qiáng)監(jiān)視。
變壓器的事故處理
?。?）輕瓦斯保護(hù)動作
1、變壓器內(nèi)產(chǎn)生氣體的原因
1） 濾油、加油或冷卻系統(tǒng)不嚴(yán)密導(dǎo)致空氣進(jìn)入變壓器，聚集在氣體繼電器內(nèi)。
2） 變壓器油位下降，并低于瓦斯繼電器，使空氣進(jìn)入氣體繼電器。
3） 變壓器內(nèi)部輕微故障，產(chǎn)生小量氣體。
4） 對于新投運或經(jīng)過檢修處理的變壓器出現(xiàn)這些情況是正常的，但對正常運行中的變壓器若出現(xiàn)上述異?，F(xiàn)象則應(yīng)立即進(jìn)行分析處理。
2、輕瓦斯保護(hù)動作的處理
1） 如果是由于變壓器油位過低引起的，應(yīng)設(shè)法消除并恢復(fù)正常油位。
2） 若無氣體，則考慮二次回路故障引起的，這時將瓦斯保護(hù)投信號位置，檢查正常后再將瓦斯保護(hù)投入跳閘。
3） 經(jīng)檢查輕瓦斯保護(hù)動作是由于氣體繼電器內(nèi)聚集氣體所產(chǎn)生的，則應(yīng)記錄氣體數(shù)量和報警時間，收集氣體做鑒定，然后根據(jù)鑒定結(jié)果作出相應(yīng)的處理。
3、瓦斯氣體的判斷處理
1） 氣體無色無味，不可燃，則認(rèn)為是空氣。
2） 氣體可燃且色譜分析不正常，說明變壓器內(nèi)部有故障，則應(yīng)停運變壓器。
3） 氣體為淡灰色，有強(qiáng)烈臭味且可燃時，可能為變壓器內(nèi)部絕緣材料故障，應(yīng)停運變壓器。
4） 氣體為灰黑色或黑色或燃，可能是變壓器油分解引起或變壓器鐵芯燒壞，應(yīng)停運變壓器。
5） 氣體為微黃色，有燃燒困難，可能是變壓器內(nèi)本質(zhì)材料故障，也應(yīng)停運變壓器。
6） 變壓器的瓦斯取氣方法。使用專用的瓦斯集氣瓶；集（取）氣瓶內(nèi)大約有3分之2的水，保證取氣瓶倒放時，長管不能被水淹沒；使用前兩個管子用小夾子夾住；集氣瓶長管接瓦斯繼電器放氣閥，集氣瓶短管打開小夾子排水；收集完畢將兩小夾子夾好，在安全地點做點燃試驗。
?。?）重瓦斯保護(hù)動作的處理
當(dāng)變壓器內(nèi) 部發(fā)生短路故障時，故障點的電弧引起高溫，造成絕緣物和變壓器油分解，產(chǎn)生大量氣體，造成油的快速流動，使重瓦斯繼電器動作。
重瓦斯保護(hù)動作時，應(yīng)同時檢查差動，速斷保護(hù)是否同時動作，防爆門是否已經(jīng)動作。并對變壓器進(jìn)行外部檢查，檢查變壓器的油位，油溫，防爆門，呼吸器，套管等，同時檢查變壓器內(nèi)部有無爆裂聲和噴油現(xiàn)象，具體處理如下：
1、立即檢查變壓器有無噴油、著火損壞等異常情況。
2、檢查變壓器外殼有無異常變形。油枕油面是否正常。
3、檢查變壓器引線有無燒傷或短路現(xiàn)象。
4、如檢查后均未發(fā)現(xiàn)異常，且瓦斯為空氣，測量變壓器絕緣良好，則應(yīng)檢查二次回路。
5、若判明是瓦斯繼電器誤動作，應(yīng)將重瓦斯保護(hù)停運，用遞升加壓的辦法恢復(fù)送電，但差動保護(hù)必須投運。
6. 取油樣做色譜分析。
7. 檢查變壓器溫度有無急劇上升現(xiàn)象。
8. 取瓦斯氣體，判明氣體性質(zhì)，取油進(jìn)行化驗，測絕緣，分析事故性質(zhì)，找出跳閘原因，經(jīng)生產(chǎn)廠長或總工程師同意后，可遞升加壓送電。
?。?）差動保護(hù)動作的處理
1. 檢查差動保護(hù)范圍內(nèi)一次設(shè)備詳細(xì)情況。首先檢查有無著火，如著火應(yīng)立即滅火。
2. 檢查保護(hù)是否由于保護(hù)誤動或有人誤碰。
3. 檢查差動回路和繼電器。
4. 停機(jī)后測量變壓器絕緣電阻。
5. 如檢查未發(fā)現(xiàn)不良現(xiàn)象，在取得生產(chǎn)副廠長或總工程師同意后 ，啟動機(jī)組。慢慢進(jìn)行遞升加壓，并聯(lián)系檢修測量繼電器差壓，加強(qiáng)監(jiān)視，發(fā)現(xiàn)異常，立即滅磁停機(jī)。
6. 遞升加壓試驗良好后。可恢復(fù)送電。
7. 重瓦斯、差動保護(hù)同時動作時，未查明原因和消除故障前，不得將變壓器投入運行。
?。?）變壓器后備保護(hù)動作的處理
1. 在后備保護(hù)動作的同時，若未發(fā)現(xiàn)電壓下降或沖擊短路現(xiàn)象，可不經(jīng)檢查將變壓器投入運行，通知檢修人員進(jìn)行檢查。
2. 過流保護(hù)動作的同時有明顯的短路沖擊現(xiàn)象或其它明顯，則對變壓器，母線等一次系統(tǒng)進(jìn)行外部檢查，在查明原因消除故障，測量變壓器絕緣合格后，將變壓器重新投入。若確定由由于外部短路故障引起，且故障設(shè)備已隔離，而且系統(tǒng)要，則變壓器可不經(jīng)外部檢查，重新投入運行。
（5）變壓器著火的處理
1. 將起火變壓器停電。
2. 停運冷卻系統(tǒng)或風(fēng)機(jī)電源。
3. 若變壓器油溢在頂蓋上著火，則應(yīng)打開下部的油閥放油至適當(dāng)油位，用二氧化碳、四氯化碳滅火。
4. 火勢較大時可用水滅。
5. 如果油箱破裂，噴油燃燒，外部火勢很大時，才可將油放入事故排油廊道。地上油火宜用大量泡沫滅火劑撲救。
6. 著火后要防止著火的油流入電纜溝和其它生產(chǎn)場所。