1 瓦斯保護的范圍
瓦斯保護屬于非電量保護,與差動保護共同構成了變壓器的主保護。它是基于反應氣體狀態的瓦斯繼電器來保護變壓器油箱內的一切故障??梢员Wo到差動保護所保護不到的位置---鐵心。還包括:油箱內的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、套管內部故障、繞組內部斷線及絕緣劣化和油面下降或漏油、分接開關接觸不良或導線焊接不良等,而且變壓器繞組產生少數線匝的匝間短路時,短路電流很大表現在相電流上卻并不大,差動保護不一定有反應。但伴隨著少數線匝短路造成的局部繞組嚴重過熱產生強烈油流向油枕方向沖擊,瓦斯保護卻能對此靈敏地加以反應。
2 瓦斯繼電器構造及工作原理
2.1 瓦斯繼電器構造 在圖 1 所示的瓦斯保護繼電器,其上下兩個部分分別裝設了密封在玻璃管內的磁力干簧接點,上部為浮子(開口杯),下部設有金屬檔板,1中心自由旋轉。其信號回路浮子(開口杯),跳閘回路接金屬檔板。
2.2 瓦斯繼電器動作原理 瓦斯繼電器有三種狀態:①正常運行狀態。變壓器處于穩定運行狀態時,氣體繼電器中充滿油。浮子 3 浮于油內,干簧接點 10 斷開;檔板在自重的作用下下垂,其一對干簧接點 20 一樣是斷開的。②輕瓦斯動作:僅發信號而不跳閘。變壓器內部存在小故障時,不易快速產生氣體。氣體在緩慢上升至油枕的這個過程,先積存在瓦斯繼電器的上部空間,浸在油中的浮子 3 伴隨下降的油面逐漸下降,使磁鐵 16 逐漸接近磁力干簧接點 20,最終干簧接點 20 閉合(信號回路接點閉合),接通延時信號;輕瓦斯“保護信號動作。幫助運行和檢修、試驗人員預測和分析故障。③重瓦斯動作:跳閘及發信號。如果變壓器內部故障較為嚴重,就會產生強烈的氣體,瞬時增大油箱壓力,由此產生強大的油流快速流向油枕,流動過程中會對金屬檔板 5 造成強烈的沖擊,檔板克服彈簧 8 的阻力,帶動磁鐵 6 移向磁力干簧接點 10.在這種情況下,干簧接點閉合(跳閘回路接點閉合),接通跳閘回路,一、二次斷路器跳閘,見變壓器電源關閉,使”重瓦斯“保護動作,防止故障范圍擴大,從而規避運行風險。
3 變壓器瓦斯保護動作的原因
3.1 輕瓦斯保護信號動作原因及判斷 通常情況下,我們可以根據”輕瓦斯信號動作后繼電器內有無氣體聚集“這一標準來診斷信號動作的原因。
3.1.1 無氣體聚集時輕瓦斯動作原因。瓦斯繼電器機械故障或嚴重漏油;二次回路故障;溫度驟降引起油位降低或油路堵塞。
3.1.2 有氣體聚集時輕瓦斯動作原因:通過鑒定繼電器內氣體是空氣或可燃性氣體來判斷故障的性質??諝猓?/p>
換油,補油進入空氣未排凈;更換變壓器后靜置時間短;二次回路故障;可燃性氣體:變壓器過熱或放電性故障:倒置專用玻璃瓶,瓶口必須靠近瓦斯繼電器的放氣閥,以便對氣體進行全面收集。若收集到不易燃的黃色氣體,則判定故障點在變壓器的木質部分;若收集到具有刺鼻臭味、可燃的淡黃色氣體,則判定故障點在紙質部分;若收集到黑、灰色易燃氣體,則判定是絕緣油故障。需要注意的是:室外變壓器可以直接打開放氣閥點燃。室內變壓器收集的氣體,必須置于安全地點進行點燃!重要變壓器的瓦斯保護信號動作時,用色譜儀來定性、定量分析氣體樣本和油樣本中的氫氣,氧氣,一氧化碳,二氧化碳,甲烷,乙烷,乙烯,乙炔等氣體,根據所含成分和含量能準確判斷出故障性質、發展趨勢和嚴重程度(表 1)。
3.2 重瓦斯動作跳閘原因的判斷 ①變壓器內部嚴重故障:相間短路,繞組匝間短路;②二次回路故障;③近區穿越性短路故障。變壓器發生穿越性短路故障時,在穿越故障電流的作用下,油隙間的油流速度加快,當油隙內和繞組外側產生的壓力差變大時,重瓦斯保護有可能誤動作。穿越性故障電流使繞組發熱,當故障電流倍數很大時,繞組溫度上升很快,油的體積膨脹,造成瓦斯繼電器誤動作。
4 瓦斯繼電器的實驗室檢驗
瓦斯繼電器的實驗室檢驗,應固定于專用的氣體繼電器實驗臺進行。
4.1 一般性檢驗 ①玻璃窗,放氣閥,探針和引出線端子等應完整不滲油;②探針的動作應靈活無卡阻現象;③浮子和擋板的轉動要靈活。永久磁鐵在整個動作過程中不應觸碰干簧觸點的玻璃外殼。
4.2 密封性能試驗 將繼電器充滿清潔的變壓器油,施加每平方厘米 1.5 公斤的壓力,歷時 20 分鐘,繼電器的各密封處不出現滲漏油和損傷。
4.3 觸點動作檢驗 ①信號觸點動作試驗。輕瓦斯保護的動作值按產生的瓦斯氣體的容積來整定:從瓦斯繼電器頂蓋上的放氣閥注入氣體,使繼電器內聚集的氣體數量達到整定值(250~300m)l時,信號觸點可靠動作并發出信號。否則,可以調整重錘 4 的位置以滿足要求。②跳閘觸點動作試驗:作用于跳閘的重瓦斯動作值按通過瓦斯繼電器的油流速度整定。應與變壓器的容量、接氣體繼電器的輸油管直徑、變壓器冷卻方式、瓦斯繼電器型號對應?,F本鋼大多采用 QJ- 80(輸油管直徑 80mm)型號的瓦斯繼電器。油流速度的整定范圍在 0.8- 1.3m/s(繼電器出廠時整定為 1.0m/s)
跳閘觸點的動作值,以穩定的動作流速為準。繼電器流速整定可在固定式流速校驗臺上進行檢驗,也可用流速測量尺進行測試。重復試驗三次,每次試驗值的誤差不得超過 0.05m/s.否則可以通過調節調節桿 14 來達到要求。
5 對已安裝瓦斯繼電器的定期檢驗
①用打氣法檢查動作于信號回路(輕瓦斯)的正確性;②檢查繼電器上的箭頭應指向油枕,按下探針檢查動作于跳閘回路的正確性;③繼電器連接管上的閥門應在打開位置;④瓦斯保護連接片投入應正確;⑤室外變壓器的瓦斯繼電器防水罩一定牢固;⑥繼電器內充滿油,接線端子處不應滲油;⑦手動按壓探針 2 檢查動作于跳閘回路(重瓦斯)的正確性。
6 結束語
為了保證本鋼電力變壓器的正常運行,作為繼保試驗人員必須掌握瓦斯保護動作原因和正確的試驗方法。在發生瓦斯保護動作時,依據動作現象,查明動作的原因,做出正確判斷,以便有關領導及運行人員采取相應的措施進行處理,避免事故發生和擴大,保證本鋼供電系統的安全和穩定。
參考文獻:
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