浅谈强迫油循环风冷变压器的瓦斯保护动作原因

摘 要：在电力系统运行当中，变压器出现瓦斯保护动作是一类典型故障。变压器瓦斯保护动作的原理基本一致。但其中各类细致的原因不尽相同。本文结合本钢滨河变电所6号主变重瓦斯保护动作跳闸故障，分析并总结了变压器瓦斯保护产生的几种典型原因，总结动作原理，提升认识，采取相对应措施，进而保障此类变压器稳定运行。

关键词：强迫油循环；变压器；瓦斯保护；原因；措施

变压器是供配电系统单元中主要的电类设备之一，其在发电厂和变电站当中的作用不可替代。在变压器的运行过程中，由于受到铜损和铁损等因素影响便会产生发热，而这种热量的产生会直接影响到变压器当中绝缘材料的性能和使用寿命。为了避免或减少发热所带来的一系列不利因素，采用恰当的冷却方式成为变压器运行不可缺少的环节。在诸多冷却方式中，采取强迫油循环风冷是实现变压器冷却方式较为经济且有效的一种。强迫油循环风冷变压器应用较为普及，更为深入掌握其相关性能十分必要。

1. 强迫油循环风冷变压器及瓦斯保护工作原理

1.1 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原理是采取一种动力循环装置将变压器中的热油抽出，并强制打入冷却器中。冷却器采用风冷形式，多为风扇吹风散热方式，在经过冷却器后，油进入变压器底部，在经过铁芯和绕组时将铜损和铁损产生的热量带走，采取该方式冷却比自然对流效率提高近3倍，进而使得变压器在许可温度下运行。这种运行冷却方式还可以提升变压器容量近30%。

1.2 瓦斯保护工作原理。变压器的瓦斯保护是当变压器油箱内部发生故障时，受到故障点电流和电弧等作用因素影响，变压器中的绝缘油会与其他绝缘材料在局部产生受热现象进而分解产生一些气体。由于气体密度小，单位质量较轻，产生的这些气体就会由油箱向油枕的上部流去。受故障程度的影响，气体的产生量也不相同，一旦故障严重，大量和剧烈的气体就会使得继电器产生接点动作，进而发出报警信号或自动切除变压器，进而实现保护变压器的作用。

2. 强迫油循环风冷变压器瓦斯保护典型故障经过及原因

2.1 故障经过。2014年本钢滨河变电所6号主变重瓦斯保护动作跳闸。事故发生后，站所值班人员立即对变压器进行外观检查，经查无明显喷油、渗油现象，并对瓦斯继电器内产生的气体做点燃试验，气体不可燃。相关技术人员也对6号主变做了接触电阻、摇绝缘等试验，并取油样进行分析，均未查出异常问题。因重瓦斯保护动作，对变压器本体的主保护，未查明原因前，不能强送电，因此在变压器静置3小时以后，发现3号风机组显示出渗油现象。

2.2 事故原因。3号风机组渗油现象的发现使得故障原因得以分析并查出。经分析故障的原因是强油循环导致风机散热管处从缝隙处吸入气流，大量的气流上涌、聚集于瓦斯继电器处，较大速度导致重瓦斯保护动作。在关闭通往3号风机组的上、下挡板后，6#主变恢复运行。

3. 变压器瓦斯保护产生的几种典型原因

透过该起典型故障，暴露出对强迫油循环风冷变压器重瓦斯保护动作的原因认识不足，因而导致不能迅速做出正确判断，造成延迟6#主变送电时间。因此，有必要分析探讨强迫油循环风冷变压器重瓦斯保护动作原因，以达到提高值班人员故障判断的快速性和准确性。

3.1 变压器内部故障。当变压器内部出现匝间短路，铁芯过热，分接开关或内部接头接触不良或烧毁；对地绝缘击穿，相间绝缘击穿都将产生大量的热能，并使油分解出可燃性气体，向油枕（储油柜）方向流动，导致重瓦斯保护动作。此类故障可通过取油样分析，得出结论。

3.2 变压器的密闭性。该类型故障与文中的典型故障相一致，除风冷系统故障外，还有密封垫老化、法兰结合面失效、焊接处砂眼等密封性问题均会造成主变进气进而产生瓦斯保护。这类故障归结起来均是由于密封不严导致空气进入进而产生瓦斯保护。这种问题一般还会在新投入运行的变压器由于未经真空脱气时产生重瓦斯保护动作。此外冷却器的操作不当例如进油阀门误关闭，油泵本身故障以及油泵窥视玻璃破裂等都会给变压油中的气体产生影响，进而造成变压器瓦斯动作。

3.3 瓦斯继电器的密封及接线的防水问题。大多数情况下采用圆柱形瓷套管作为瓦斯继电器的接线端子绝缘，其一般均固定在继电器顶盖上的接线盒里。但如果密封不好，在受到外界如淋雨等因素的干扰时，雨水就会进入接线盒内，雨水的进入可造成瓦斯继电器接点的短接，进而造成跳闸回路的接通。一旦出口继电器两端的电压达到其动作电压时，会使得变压器两侧的断路器跳闸。因此瓦斯继电器的密封及接线的防水问题也是较为重要的因素之一。

3.4 呼吸系统故障。变压器呼吸系统故障在一般情况下是由于呼吸系统不顺畅，并在一定作用下突然畅通时，会使得气囊中的气体快速排出到外界。这样会导致变压器油受到高压气体因素影响从瓦斯继电器排入到油枕，产生油流冲击，产生瓦斯保护动作。

4. 瓦斯保护动作的预防

通过对变压器瓦斯保护产生的几种典型原因分析，可以得出以下几种预防措施：首先要保证瓦斯继电器连接管上的阀门位置的准确性，其次就是要通过各种手段保证变压器的密封性，无论各个环节都需要采取可靠的措施得以保证。例如瓦斯继电器防水罩一定牢固可靠；瓦斯继电器接线端子处不应渗油，且应能防止雨、雪、灰尘的侵入，电源及其二次回路要有防水、防油和防冻的措施，并要在春秋二季进行防水、防油和防冻检查以及冷却装置运行良好。此外变压器呼吸器处于正常工作状态也是预防瓦斯保护动作的重要环节。

结语

随着科学技术和经济的发展，供电的安全可靠性更加重要。变压器的安全运行影响电网供电的持续性和稳定性。从各种角度避免强迫油循环风冷变压器的故障跳闸，成为变电站管理者和技术人员的必要技能，并成为变电站安全稳定运行的基础。

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）：16-17+19.