變壓器瓦斯保護及誤動的防范畢業(yè)論文

1、<p>　　變壓器瓦斯保護及誤動的防范</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　變壓器作為電力系統(tǒng)輸電不可或缺的裝置，其可靠性和安全性對整個電網(wǎng)的</p><p>　　可靠，持續(xù)供電起著關(guān)鍵作用。瓦斯保護作為變壓器保護的重要組成部分，是變壓器安全，可靠運行的基礎(chǔ)。本文闡述了變壓器瓦斯保護及誤動作防范措施。<

2、/p><p>　　針對由于運行檢修及維護不當?shù)榷喾N原因造成變壓器本體瓦斯保護誤動而導致的變壓器跳閘問題,進行了全面深入的分析,從安裝、 投運、 檢修 、運行、 檢驗等方面提出了治理措施。</p><p>　　關(guān)鍵詞：變壓器 誤動 瓦斯保護</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　P

3、ower System transformer,as an integral transmission device,its reliability and security of the entire network of reliable, continuous power supply plays a key role. Gas protection as an important part of transformer prot

4、ection, Is the transformer, the basis for reliable operation. The article gives the transformer gas protection malfunction prevention measures.</p><p>　　Run due to improper repair and maintenance of ontology

5、 for a variety of reasons, such as transformer of transformer gas protection malfunction caused by tripping issues, conducted a comprehensive and in-depth analysis, installation, commissioning, maintenance, operation, te

6、sting and other governance measures have been put forward</p><p>　　Key words: maloperation of transformer gas protection.</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要1</b

7、></p><p><b>　　1 緒論3</b></p><p>　　1.1 課題的背景及意義3</p><p>　　1.2 變壓器故障保護發(fā)展現(xiàn)狀4</p><p>　　1.3 變壓器瓦斯保護5</p><p>　　1.3.1 瓦斯保護概述5</p><p&

8、gt;　　1.3.2 瓦斯保護的控制5</p><p>　　1.4 本文主要工作6</p><p>　　2 變壓器瓦斯保護7</p><p>　　2.1 變壓器工作原理7</p><p>　　2.3 變壓器瓦斯保護的范圍9</p><p>　　2.4 瓦斯繼電器的動作原理9</p><

9、p>　　2.5瓦斯保護檢驗10</p><p>　　2.5.1 瓦斯保護安裝的檢驗10</p><p>　　2.6 瓦斯保護運行時的措施11</p><p>　　3 瓦斯保護動作12</p><p>　　3.1瓦斯保護動作的原因12</p><p>　　3.1.1 輕瓦斯保護動作的原因12</p

10、><p>　　3.1.2 重瓦斯保護動作的原因12</p><p>　　3.2瓦斯保護裝置動作的處理13</p><p>　　3.2.1 瓦斯保護信號動作13</p><p>　　3.3.2 瓦斯繼電器動作跳閘13</p><p>　　3.3 瓦斯保護動作后處理措施13</p><p>　

11、　3.3.1 重瓦斯保護動作的處理步驟13</p><p>　　3.3.2 輕瓦斯保護動作的處理步驟14</p><p>　　3.4繼電器中氣體的鑒別14</p><p>　　3.4.2 點燃試驗與色譜分析14</p><p>　　4 變壓器瓦斯保護誤動作分析及防范措施16</p><p>　　4.1 瓦斯保

12、護誤動作的分析16</p><p>　　4.2 防范措施16</p><p>　　4.2.1 安裝與投放16</p><p>　　4.2.2 檢修、運行與維護17</p><p>　　4.3變壓器瓦斯保護的反事故措施17</p><p>　　5 畢業(yè)設(shè)計結(jié)論18</p><p>&l

13、t;b>　　謝辭19</b></p><p><b>　　參考文獻20</b></p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1 課題的背景及意義</p><p>　　電力變壓器作為聯(lián)系不同電壓等級網(wǎng)絡(luò)的設(shè)備，是電力系統(tǒng)中極其重要組成</p>

14、<p>　　部分，它在電力系統(tǒng)的發(fā)電，輸電，配電等各個環(huán)節(jié)中被廣泛使用。隨著近些年來，電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，電壓等級的提高，增加了很多大容量的變壓器，因而它的安全運行與否，是整個電力系統(tǒng)能否連續(xù)穩(wěn)定工作的關(guān)鍵，也是電力系統(tǒng)可靠工作的必要條件。而且電力變壓器本身造價昂貴，一旦發(fā)生故障而遭到破壞，將給維修帶來很大困難，造成大的經(jīng)濟損失。因此，必須根據(jù)變壓器的容量和重要程度，并考慮到可能發(fā)生的各種故障類型和不正常運行狀態(tài)，來裝

15、設(shè)性能良好、工作可靠的繼電保護裝置。</p><p>　　分析電力變壓器的故障，可分為短路故障和不正常運行狀態(tài)兩種，而變壓器的短路故障，又可按發(fā)生在變壓器的內(nèi)外部情況分為內(nèi)部故障和外部故障。變壓器的內(nèi)部故障主要是指各相繞組之間發(fā)生的相間短路、繞組的線匝之間發(fā)生的匝間短路、繞組或引出線通過外殼發(fā)生的接地短路故障等。變壓器的外部故障主要是指外部絕緣套管和引出線上發(fā)生的相間短路和直接接地短路故障。</p>

16、<p>　　根據(jù)上述故障類型和不正常運行狀態(tài)，變壓器應(yīng)裝設(shè)以下保護：</p><p><b>　?。?）瓦斯保護</b></p><p>　　對于變壓器油箱內(nèi)的各種故障以及油面的降低，應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護，它反應(yīng)</p><p>　　于油箱內(nèi)部所產(chǎn)生的氣體或油流而動作，同時也能反應(yīng)繞組的開焊故障。</p><p>

17、　?。?）縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護</p><p>　　為反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路故障，中性點直接接地側(cè)繞組和引</p><p>　　出線的接地短路故障以及繞組匝間短路故障，應(yīng)裝設(shè)縱聯(lián)差動保護或電流速斷保護。保護動作后，跳開變壓器各電源側(cè)的斷路器。</p><p>　　（3）反應(yīng)外部相間短路的后備保護</p><p>　　動作于變壓

18、器的外部故障和作為主保護的后備保護，根據(jù)變壓器容量和應(yīng)</p><p>　　用情況，可分別采用過電流保護、復合電壓起動的過電流保護、負序電流及單相式低電壓起動的過電流保護、阻抗保護。</p><p>　　（4）反映外部接地短路的接地保護</p><p>　　對中性點直接接地電力網(wǎng)內(nèi)，由外部接地短路引起過電流時，應(yīng)裝設(shè)零序電流保護。當電力網(wǎng)中部分變壓器中性點接地運行，

19、應(yīng)根據(jù)具體情況，裝設(shè)專有的保護裝置，如零序過電壓保護，中性點裝放電間隙加零序電流保護等。</p><p><b>　　（5）過負荷保護</b></p><p>　　對0.4MVA以上的變壓器，當數(shù)臺并列運行，或單獨運行并作為其他負荷的備用電源時，應(yīng)根據(jù)可能過負荷的情況，裝設(shè)過負荷保護。過負荷保護接于一相電流上，并延時作用于信號。</p><p>

20、;<b>　　（6）過勵磁保護</b></p><p>　　高電壓側(cè)電壓為500KV及以上的變壓器，對頻率降低和電壓升高而引起的變壓器勵磁電流的升高，應(yīng)裝設(shè)過勵磁保護。</p><p><b>　?。?）非電量保護</b></p><p>　　對變壓器本體和有載調(diào)壓部分的溫度，油箱內(nèi)壓力升高以及冷卻系統(tǒng)的故障，應(yīng)按現(xiàn)行變壓

21、器標準的要求，裝設(shè)可作用于信號或動作于跳閘的裝</p><p><b>　　置。</b></p><p>　　為實現(xiàn)上述保護內(nèi)容的功能，適應(yīng)當今大容量變壓器應(yīng)用的日益增多以</p><p>　　及電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)日益復雜化的趨勢，并伴隨著計算機技術(shù)的迅速發(fā)展，微機</p><p>　　繼電保護裝置在高壓電王中得到了廣泛的應(yīng)用

22、，成為目前繼電保護中最重要</p><p>　　的保護形式。微機保護相比與傳統(tǒng)的保護裝置，具有更高的可靠性、快速性</p><p>　　和靈敏度，可更大限度的保證電力系統(tǒng)和變壓器的安全運行，減少事故的損</p><p><b>　　失。</b></p><p>　　1.2 變壓器故障保護發(fā)展現(xiàn)狀</p>&

23、lt;p>　　追溯變壓器保護的發(fā)展歷史，以1931年Ｒ．Ｅ．ＣOrdway提出比率差動</p><p>　　的變壓器保護標志著差動保護作為變壓器主保護時代的到來。電流差動保護</p><p>　　也以其原理簡單、選擇性好、可靠性高的特點在變壓器保護中獲得了極其成</p><p>　　功的應(yīng)用。但由此帶來的技術(shù)難題是如何將變壓器的勵磁涌流與內(nèi)部故障區(qū)</p

24、><p>　　分開來。變壓器保護的發(fā)展史也自此成為一部變壓器勵磁涌流鑒別技術(shù)發(fā)展</p><p>　　史。1941年，Ｃ．Ｄ．Ｈａｙｗａｒｄ首次提出了利用諧波制動的差動保護，</p><p>　　將諧波分析引入到變壓器差動保護中，并逐漸成為國外研究勵磁涌流制動方</p><p>　　法的主要方法。１９５８年，Ｒ．Ｌ．Sharp和W.E.Glass

25、Burn提出了利用</p><p>　　二次諧波鑒別變壓器勵磁涌流的方法，并在模擬式保護中加以實現(xiàn)，同時，</p><p>　　還提出了差動加速的方案，以差動加速、比率差動、二次諧波制動來構(gòu)成整</p><p>　　個諧波制動式保護的主體，并一直延續(xù)至今。</p><p>　　微機變壓器保護的研究開始于60年代末70年代初。1969年，Roc

26、kerfller</p><p>　　首次提出數(shù)字式變壓器保護的概念，揭開了數(shù)字式變壓器保護研究的序幕，</p><p>　　之后，O.P.Malik和Degens對變壓器保護的數(shù)字處理和數(shù)字濾波作出了研究</p><p>　　：1972年，Skyes發(fā)表了計算機變壓器諧波制動保護方案，使得微機室變壓</p><p>　　器保護的發(fā)展向?qū)嵱没?/p>

27、方向邁進。</p><p>　　變壓器保護在進入數(shù)字微機時代后，利用微機強大的運算和處理能力，</p><p>　　新的勵磁涌流鑒別方法不斷被提出，為勵磁涌流的鑒別提供了新思路，沿著</p><p>　　這個思路，波形比較法、波形對稱法和積分性波形對稱法相繼被提出現(xiàn)在實</p><p>　　用的微機變壓器保護中識別勵磁涌流的方法也主要是：二次

28、諧波閉鎖、間斷</p><p>　　角閉鎖、波形對稱原理等。實踐表明，在過去幾十年間，上述原理基本上能</p><p>　　達到繼電保護要求。然而，隨著電力系統(tǒng)以及變壓器制造技術(shù)的日益發(fā)展，</p><p>　　利用涌流特征的各種判據(jù)在實用中均遇到了一些無法協(xié)調(diào)的矛盾。</p><p>　　為了保障變壓器安全、可靠地運行，電力工作者不斷深入分

29、析其運行特</p><p>　　性，研究新原理，新方法提高變壓器保護的性能，對其理論探討與裝置研制</p><p>　　一直在不斷進行。針對差動保護中的勵磁涌流問題，國內(nèi)外積極研究各種原</p><p>　　理予以解決，如：二次諧波制動、間斷角、電壓制動、磁通特性原理和等值</p><p>　　電路法等。另外，將新興學科和方法（如模糊集合論、

30、專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)</p><p>　　網(wǎng)絡(luò)等）運用到變壓器的保護中也是研究的熱點之一。而隨著計算機及網(wǎng)絡(luò)</p><p>　　技術(shù)的迅猛發(fā)展，高性能的微處理器芯片層出不窮，微機變壓器保護裝置的</p><p>　　性能不斷得到改善，整個微機保護系統(tǒng)正向傻瓜化,人工智能化,網(wǎng)絡(luò)化</p><p>　　，保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化，標準化

31、方向發(fā)展。</p><p>　　1.3 變壓器瓦斯保護</p><p>　　1.3.1 瓦斯保護概述</p><p>　　瓦斯保護是變壓器內(nèi)部故障的基本保護，它的主要器件是瓦斯繼電器，安</p><p>　　裝的位置在油箱與油枕之間的聯(lián)接管道中。當變壓器油箱內(nèi)部發(fā)生故障時，短路電流產(chǎn)生的電弧使變壓器油和其他絕緣材料分解，從而產(chǎn)生大量的可燃性氣

32、體，這種可燃性氣體統(tǒng)稱為瓦斯氣體。故障程度越嚴重，產(chǎn)生的瓦斯氣體越多，流速越快，氣流中還夾雜著細小的、灼熱的變壓器油。瓦斯保護是利用變壓器油受熱分解所產(chǎn)生的熱氣流和熱油流實施保護動作。在瓦斯保護裝置中，反應(yīng)這些特性的基本器件是瓦斯繼電器。</p><p>　　在變壓器正常工作時，瓦斯繼電器的容器內(nèi)一般是充滿變壓器油的，它</p><p>　　的兩對靈敏水銀觸點是斷開的。如果變壓器內(nèi)部出現(xiàn)輕

33、微故障，此時上面一</p><p>　　對水銀觸點閉合，接通信號回路，發(fā)出報警信號，即繼電器輕瓦斯動作。如</p><p>　　果變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障，使下面一對水銀觸點閉合，接通跳閘回路，切</p><p>　　斷與變壓器連接的所有電源，從而起到保護變壓器的作用，即繼電器中瓦斯</p><p><b>　　保護。</b&g

34、t;</p><p>　　1.3.2 瓦斯保護的控制</p><p>　　變壓器在充油或新注入油后，應(yīng)當經(jīng)常打開瓦斯繼電器內(nèi)的放氣閥門，防</p><p>　　止油中的空氣在變壓器帶負載受熱上升。當空氣進入繼電器時，可能使瓦斯繼電器動作。為了防止斷路器或信號的誤動作，可以利用壓板，將瓦斯保護切換至作用信號，直至不再存在空溢出為止。瓦斯繼電器的接點，是由于油的流動或氣

35、流的沖擊而閉合。因此，接點的閉合有沖擊性，為了使接點發(fā)出的脈沖有足夠時間使斷路器跳開，出口中間繼電器應(yīng)有自保持回路。</p><p>　　1.4 本文主要工作</p><p>　　本文闡述了變壓器瓦斯保護的工作原理、保護范圍 ，瓦斯保護動作主要原</p><p>　　因，瓦斯動作信號處理對策，繼電器氣體的鑒別與色譜分析</p><p>　　提

36、出了變壓器瓦斯保護的安裝與投放，防止變壓器瓦斯保護誤動作的措施及處理方法，并提出了反事故措施。</p><p>　　2 變壓器瓦斯保護</p><p>　　2.1 變壓器工作原理</p><p>　　圖2-1 變壓器工作原理圖</p><p>　　如圖2-1所示，當一個交流電壓U1接到初級繞組的線圈時，由于交流電的強度和極性是不停的正、負交

37、替變化，因此初級繞組的線圈所產(chǎn)生的磁力線數(shù)目也不停改變。由于磁場強度的不斷變化，促使纏繞在同一貼欣賞的另一端線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢U2.變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件，當初級線圈中通有交流電流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。變壓器由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個或兩個以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級線圈，其余的繞組叫次級線圈。</p><p>　　理想變壓器：不計

38、一次、二次繞組的電阻和鐵耗，其間耦合系數(shù)K=1的變壓器稱之為理想變壓器。描述理想變壓器的電動勢平衡方程式為 e1(t)=-N1dφ/dt e2(t)=-N2dφ/dt若一次、二次繞組的電壓、電動勢的瞬時值均按正弦規(guī)律變化，則有不計鐵芯損失，根據(jù)能量守恒原理可得，由此得出一次、二次繞組電壓和電流有效值的關(guān)系，令K=N1/N2，稱為匝比（亦稱電壓比），U1/U2

39、=N1/N2，即對同一變壓器的任意兩個線圈都有電壓和匝數(shù)成正比。P入=P出，即無論有幾個副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。 </p><p>　　2.2瓦斯保護工作原理</p><p>　　瓦斯保護是變壓器內(nèi)部故障的主要保護元件，對變壓器匝間和層間短路、鐵芯故障、套管內(nèi)部故障、繞組內(nèi)部斷線及絕緣劣化和油面下降等故障均能靈敏動作。當油浸式變壓器的內(nèi)部發(fā)生故障時，由于電弧將

40、使絕緣材料分解并產(chǎn)生大量的氣體，其強烈程度隨故障的嚴重程度不同而不同。瓦斯保護就是利用反應(yīng)氣體狀態(tài)的瓦斯繼電器來保護變壓器內(nèi)部故障的。</p><p>　　在瓦斯保護繼電器內(nèi)，上部是一個密封的浮筒，下部是一塊金屬檔板，兩者都裝有密封的水銀接點。浮筒和擋板可以圍繞各自的軸旋轉(zhuǎn)。在正常運行時，繼電器內(nèi)充滿油，浮筒浸在油內(nèi)，處于上浮位置，水銀接點斷開；檔板則由于本身重量而下垂，其水銀接點也是斷開的。當變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微

41、故障時，氣體產(chǎn)生的速度較緩慢，氣體上升至儲油柜途中首先積存于瓦斯繼電器的上部空間，使油面下降，浮筒隨之下降而使水銀接點閉合，接通延時信號，這就是所謂的“輕瓦斯”；當變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障時，則產(chǎn)生強烈的瓦斯氣體，油箱內(nèi)壓力瞬時突增，產(chǎn)生很大的油流向油枕方向沖擊，因油流沖擊檔板，檔板克服彈簧的阻力，帶動磁鐵向干簧觸點方向移動，使水銀觸點閉合，接通跳閘回路，使斷路器跳閘，這就是所謂的“重瓦斯”。重瓦斯動作，立即切斷與變壓器連接的所有電源，從

42、而避免事故擴大，起到保護變壓器的作用。瓦斯繼電器有浮筒式、檔板式、開口杯式等不同型號。</p><p>　　瓦斯保護的動作又可分為以下幾類：</p><p>　　(1)空氣進入變壓器逐漸聚集在瓦斯繼電器上部，迫使繼電器內(nèi)油面下降。這時，開口杯在空氣中的重量加上杯內(nèi)油重所產(chǎn)生的力矩使開口杯下降并使干簧觸點閉合，發(fā)出輕瓦斯動作信號。</p><p>　　空氣進入運行中的

43、變壓器有三種途徑。一是變壓器在換油、補充油時，欲換或補加的油未徹底進行真空脫氣處理與嚴格按真空注油工藝進行，使油中的空氣，附著在鐵心、繞組、附件表面的空氣及有機固體絕緣材料孔隙中的空氣，在變壓器投入運行后通過油的對流循環(huán)，變壓器鐵心的磁致伸縮，逐漸匯集、上升到瓦斯繼電器內(nèi)，引起瓦斯保護動作，發(fā)出信號。二是變壓器熱虹吸器更換吸附劑(如硅膠)后，油侵及靜置時間短，空氣未徹底排凈，由熱虹吸器進入本體循環(huán)，進而進入瓦斯繼電器引起瓦斯保護動作，發(fā)

44、出信號。三是強油循環(huán)的變壓器潛油泵密封不良，因油泵工作時產(chǎn)生的微負壓導致空氣進入變壓器本體循環(huán)，聚集在瓦斯繼電器內(nèi)造成瓦斯保護動作，發(fā)出信號；</p><p>　　(2)環(huán)境溫度驟然下降，變壓器本體油很快冷縮造成油位降低，或者變壓器本體嚴重漏油引起變壓器內(nèi)油位降低，即所謂油流引起瓦斯繼電器動作，發(fā)出信號；</p><p>　　(3)瓦斯繼電器二次信號回路故障，包括信號電纜絕緣損壞短路、端子

45、排接點短路，個別在信號回路中所接信號等引起干簧觸點閉合，造成瓦斯保護動作，發(fā)出信號；</p><p>　　(4)變壓器內(nèi)部存在放電或過熱故障，引起固體絕緣材料分解，變壓器油分解，產(chǎn)生氫氣、一氧化碳、二氧化碳，低分子烴類氣體這些氣體隨油的對流循環(huán)逐漸變成大氣泡并上升聚集在瓦斯繼電器上部，迫使繼電器內(nèi)油面降低，引起瓦斯保護動作，發(fā)出信號。</p><p>　　瓦斯保護接線原理如圖2-2所示：&

46、lt;/p><p>　　圖2-2 瓦斯保護原理接線圖</p><p>　　當變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障，使油位降低時，瓦斯繼電器KG的上接點KG1動作，接通信號繼電器1KS發(fā)出信號。當變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障，使瓦斯繼電器KG的下接點KG2動作，接通信號繼電器2KS和中間繼電器KM，發(fā)出信號并使斷路器跳閘。</p><p>　　容量為1000kVA及以上的變壓器應(yīng)裝設(shè)瓦斯保護

47、。目前大多采用QJ280 型繼電器，其信號回路接上開口杯，跳閘回路接下檔板。所謂瓦斯保護信號動作，即指因各種原因造成繼電器內(nèi)上開口杯的信號回路接點閉合， 光字牌燈亮。</p><p>　　2.3 變壓器瓦斯保護的范圍 </p><p>　　瓦斯保護的范圍是變壓器內(nèi)部多相短路，匝間短路，匝間與鐵心或外皮短路；鐵心故障（發(fā)熱燒損）；油面下降或漏油；分接開關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良。 瓦斯保

48、護的優(yōu)點是不僅能反映變壓器油箱內(nèi)部的各種故障，而且還能反映差動保護所不能反映的不嚴重的匝間短路和鐵心故障。此外，當變壓器內(nèi)部進入空氣時也有所反映。因此，是靈敏度高、結(jié)構(gòu)簡單、動作迅速的一種保護。 </p><p>　　其缺點是不能反映變壓器外部故障（套管和引出線），因此瓦斯保護不能作為變壓器各種故障的唯一保護。瓦斯保護抵抗外界干擾的性能較差，例如劇烈的震動就容易誤動作。如果在安裝瓦斯繼電器時未能很好地解決防油問題

49、或瓦斯繼電器不能很好地防水，就有可能漏油腐蝕電纜絕緣或繼電器進水而造成誤動作。</p><p>　　2.4 瓦斯繼電器的動作原理 </p><p>　　當變壓器出現(xiàn)內(nèi)部故障時，產(chǎn)生的氣體將聚集在瓦斯繼電器的上部，使油面降低。當油面降低到一定程度后，上浮筒便下沉，使水銀接點接通，發(fā)出信號。如果是嚴重故障，油流會沖擊擋板，使之偏轉(zhuǎn)，并帶動擋板后的連動桿向上轉(zhuǎn)動，挑動與水銀接點卡環(huán)相連的連動環(huán)，

50、使水銀接點分別向與油流垂直的兩側(cè)轉(zhuǎn)動，兩水銀接點同時接通，使開關(guān)跳閘或發(fā)出信號。 </p><p>　　常用的瓦斯繼電器有兩種：一是浮子式；二是擋板式。擋板式瓦斯繼電器是將浮子式的下浮子改為擋板結(jié)構(gòu)。兩者的區(qū)別是，擋板式的擋板結(jié)構(gòu)不隨油面下降而動作，而是在油的流速達到0.6～1.0m/s時才動作，所以擋板式瓦斯繼電器遇到油面下降或嚴重缺油時，不會造成重瓦斯誤動跳閘。</p><p><

51、;b>　　2.5瓦斯保護檢驗</b></p><p>　　瓦斯保護是電力變壓器內(nèi)部故障檢測的主要保護，其安裝和瓦斯繼電器質(zhì)量的好壞，決定著瓦斯保護的運行效果。因此，必須認真進行檢驗。</p><p>　　2.5.1瓦斯繼電器的檢驗</p><p>　?。?）玻璃窗、放氣閥、探針處和引出線端子等應(yīng)完整不滲油。拆、接引線時，防止引線端子跟隨一起轉(zhuǎn)動；&

52、lt;/p><p>　?。?）浮筒無裂紋及凹凸處、玻璃窗應(yīng)完整清晰明亮無裂紋線；</p><p>　?。?）水銀接點的水銀面應(yīng)清潔光亮，搖動分、合時水銀流動靈活，不應(yīng)掛在玻璃壁和電極上，電極和極尖應(yīng)光亮呈銀白色；</p><p>　?。?）水銀接點柱焊接牢固，根部套軟塑料管加固；接點引線長短應(yīng)合適，能任意彎曲，無斷股現(xiàn)象；瓷珠應(yīng)完整光滑無毛刺；</p>&

53、lt;p>　?。?）水銀接點應(yīng)固定牢固。接點距離正常時，有一極浸入水銀中的長度應(yīng)不小于4mm。其它類型繼電器的接點正常時，兩極應(yīng)斷開。接點引錢的極性，為經(jīng)常浸入水銀中的接點接正極。若未經(jīng)常浸入水銀中接點接正極時，由于水銀蒸氣是導體的原故，長期運行，接點可能損壞，甚至可能使瓦期保護動作；</p><p>　　（6）可動部分應(yīng)靈活，動作可靠，返回無卡住現(xiàn)象；</p><p>　?。?）浮

54、筒型瓦斯繼電器水銀接點的位置應(yīng)調(diào)整在當浮簡浮起時，接點之間的距離不小于4mm。當浮筒下沉使水銀接點恰好接觸閉合時，浮筒尚能繼續(xù)向下沉方向偏轉(zhuǎn)約50，以保證接點閉合可靠。</p><p>　　2.5.2 瓦斯保護安裝的檢驗</p><p>　　(1)變壓器頂蓋沿瓦斯繼電器方向應(yīng)有1％～15％的升高坡度。</p><p>　　(2)變壓器本體至油枕的油管沿瓦斯繼電器方向

55、應(yīng)有2％～4％的升高坡度。但瓦斯繼電器應(yīng)保持水平位置。</p><p>　　(3)瓦斯繼電器的引出線應(yīng)采用防油導線，經(jīng)過中間端子盒再聯(lián)至電纜。引出線應(yīng)有幾個彎曲處，以免油經(jīng)毛細效應(yīng)從引出線流到電纜。中間端子盒應(yīng)有密封良好的防雨措施，電纜應(yīng)為愷裝，埋入地下部分應(yīng)有鐵管保護。</p><p>　　(4)瓦斯繼電器兩側(cè)油管應(yīng)為同一內(nèi)徑的管子，與油管用法蘭連接處，若使用耐油橡皮襯墊時，其孔徑應(yīng)比油

56、管內(nèi)徑略大，以免防礙油的流速。</p><p>　　(5)瓦斯繼電器的安裝位置應(yīng)保證便于觀察油面及取氣樣的電氣安全距離。</p><p>　　2.6 瓦斯保護運行時的措施</p><p>　　(1)變壓器運行時瓦斯保護應(yīng)接于信號和跳閘，有載分接開關(guān)</p><p>　　的瓦斯保護接于跳閘。</p><p>　　(2)變

57、壓器在運行中進行如下工作時應(yīng)將重瓦斯保護改接信號：</p><p>　　1)用1臺斷路器控i~lJ2臺變壓器時，當其中1臺轉(zhuǎn)入備用，則應(yīng)將備用變壓器重瓦斯改接信號；2)濾油、補油、換潛油泵或更換凈油器的吸附劑和開閉瓦斯繼電器連接管上的閥門時；3)在瓦斯保護及其二次回路上進行工作時；4)除采油樣和在瓦斯繼電器上部的放氣閥放氣處，在其他所有地方打開放氣、放油和進油閥門時；5)當油位計的油面異常升高或吸收系統(tǒng)有異?，F(xiàn)象

58、，需要打開放氣或放油閥門時。</p><p>　　(3)在地震預報期間，應(yīng)根據(jù)變壓器的具體情況和氣體繼電器的抗震性能確定重瓦斯保護的運行方式。地震引起重瓦斯保護動作停運的變壓器，在投運前應(yīng)對變壓器及瓦斯保護進行檢查試驗，確認無異常后，方可投入。</p><p>　　(4)新裝變壓器或停電檢修進行過濾油，從底部注油，調(diào)換瓦斯繼電器、散熱器、強迫油循環(huán)裝置及套管等工作，在投入運行時，須待空氣排

59、盡，方可將重瓦斯保護投入跳閘。但變壓器在沖擊合閘或新裝變壓器在空載試運行期間，重瓦斯保護須投入跳閘。</p><p>　　(5)瓦斯保護投跳閘的變壓器，在現(xiàn)場應(yīng)有明顯標志，跳閘試驗用探針其外罩在運行中不準旋下，須在外罩涂以紅漆，以示警告。</p><p>　　(6)戶外變壓器應(yīng)保證瓦斯繼電器的端蓋有可靠保護，以免水分侵入。</p><p><b>　　3

60、瓦斯保護動作</b></p><p>　　3.1瓦斯保護動作的原因</p><p>　　3.1.1 輕瓦斯保護動作的原因</p><p>　　變壓器的輕瓦斯保護動作，一般作用于信號，以表示變壓器運行異常，其原因主要是在變壓器的加油、濾油、換油或換硅膠過程中有空氣進入油箱。由于溫度下降或漏油，油面降低。油箱的輕微故障，產(chǎn)生少量氣體。輕瓦斯回路發(fā)生接地、絕緣

61、損壞等故障處理的原則是停止音響信號。檢查變壓器的溫度、音響、油面及電壓、電流指示情況。通過第一項檢查，如未發(fā)現(xiàn)異常，應(yīng)收集繼電器頂部氣體進行故障判別。如果收集的氣體為空氣，值班人員將繼電器內(nèi)的氣體排出，變壓器可繼續(xù)運行；如果為可燃氣體，且動作頻繁，則應(yīng)先匯報領(lǐng)導，按命令處理。如果無氣體，變壓器也無異常，則可能是二次回路存在故障，值班人員應(yīng)將重瓦斯由掉閘改投信號，并將情況報告有關(guān)負責人，待命處理。 </p><p>

62、;　　3.1.2 重瓦斯保護動作的原因</p><p>　　變壓器的重瓦斯保護動作掉閘的原因是變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障，回路有故障，近區(qū)穿越性短路故障。 </p><p>　　處理的原則是對變壓器上層油溫、外部特征、防爆噴油和各側(cè)開關(guān)掉閘情況、停電范圍等進行檢查，如有備用變壓器，應(yīng)立即投入，并報告有關(guān)領(lǐng)導。收集氣體判別故障：如果是內(nèi)部故障，則不得試送電，應(yīng)按規(guī)定拉開各側(cè)開關(guān)，并采取安全措施，

63、等待搶修。如果氣體不可燃，而且表計無擺動，則可考慮試送電。如果瓦斯繼電器內(nèi)無氣體，外部也無異常，則可能是瓦斯繼電器二次回路存在故障，但在未證實變壓器良好以前，不得試送電。 </p><p>　　但有時瓦斯繼電器會發(fā)生誤動作，因此應(yīng)采取一定的反事故措施： </p><p>　?。?）將瓦斯繼電器的下浮筒式改為擋板式，觸點改為立式。這樣可以提高重瓦斯動作的可靠性。 </p>&l

64、t;p>　　（2）瓦斯繼電器引出線應(yīng)采用耐油絕緣線。 </p><p>　?。?）瓦斯繼電器的引出線和通往室內(nèi)的二次電纜應(yīng)經(jīng)過接線箱。在箱內(nèi)端子排的兩側(cè)，引線應(yīng)接在下面，電纜應(yīng)接在上面，以防電纜絕緣被油侵蝕；引線排列應(yīng)使重瓦斯跳閘端子與正極隔開。</p><p>　　處理假油位時，注意防止瓦斯繼電器誤動。 </p><p>　　（1）瓦斯繼電器的端蓋部分及電纜

65、接線端子箱應(yīng)有防雨措施。</p><p>　?。?）對新投入的瓦斯繼電器的浮筒應(yīng)作密封試驗，在其運行中應(yīng)進行定期試驗。</p><p>　?。?）如果使用塑料電纜，應(yīng)注意檢查是否有被老鼠、白螞蟻咬壞等情況。</p><p>　　3.2瓦斯保護裝置動作的處理</p><p>　　變壓器瓦斯保護裝置動作后,應(yīng)立即對其進行認真檢查 仔細分析 正確判

66、斷,立即采取處理措施!</p><p>　　3.2.1 瓦斯保護信號動作</p><p>　　(1) 瓦斯保護信號動作時, 立即對變壓器進行檢查, 查明動作原因是否因積聚空氣 油面降低 二次回路故障或是變壓器內(nèi)部故障造成的!如氣體繼電器內(nèi)有氣休,則應(yīng)記錄氣體量,觀察氣體的顏色及試驗其是否可燃, 并取氣樣及油樣做色譜分析, 根據(jù)有關(guān)規(guī)程和導則判斷變壓器的故障性質(zhì)!色譜分析是指對收集到的氣體用

67、色譜儀對其所含的氫氣 、氧氣、 一氧化碳、 二氧化碳、 甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等氣體進行定性和定量分析, 根據(jù)所含組分名稱和含量準確判斷故障性質(zhì), 發(fā)展趨勢和嚴重程度!</p><p>　　(2) 若氣體繼電器內(nèi)的氣體無色 、無臭且不可燃, 色譜分析判斷為空氣, 則變壓器可繼續(xù)運行,并及時消除進氣缺陷!</p><p>　　(3) 若氣體繼電器內(nèi)的氣體可燃且油中溶解氣體色譜分析結(jié)果異常,

68、則應(yīng)綜合判斷確定變壓器是否停運!</p><p>　　3.2.2 瓦斯繼電器動作跳閘</p><p>　　瓦斯繼電器動作跳閘時, 在查明原因消除故障前不得將變壓器投人運行!為查明原因應(yīng)重點考慮以下因素,作出綜合判斷!</p><p>　　(l) 是否呼吸不暢或排氣未盡;</p><p>　　(2) 保護及直流等二次回路是否正常;</p&

69、gt;<p>　　(3) 變壓器外觀有無明顯反映故障性質(zhì)的異常現(xiàn)象;</p><p>　　(4) 氣體繼電器中積聚的氣體是否可燃;</p><p>　　(5) 氣體繼電器中的氣體和油中溶解氣體的色譜分析結(jié)果;</p><p>　　(6) 必要的電氣試驗結(jié)果;</p><p>　　(7) 變壓器其它繼電保護裝置的動作情況!<

70、/p><p>　　3.3 瓦斯保護動作后處理措施</p><p>　　3.3.1 重瓦斯保護動作的處理步驟</p><p>　　(1)對變壓器外部進行全面檢查，有無嚴重漏油、噴油現(xiàn)象；</p><p>　　(2)取瓦斯，判斷瓦斯性質(zhì)；</p><p>　　(3)檢查二次回路是否瓦斯保護誤動；</p><

71、p>　　(4)測量變壓器絕緣電阻；</p><p>　　(5)經(jīng)上述檢查未發(fā)現(xiàn)問題，可對變壓器進行零起升壓試驗，若良好可投入運行；</p><p>　　(6)若發(fā)現(xiàn)有明顯故障，則由檢修人員進行處理；</p><p>　　(7)如判明確系重瓦斯保護誤動作，可停用重瓦斯保護，但恢復送電時，差動保護必須投入。</p><p>　　3.3.2

72、輕瓦斯保護動作的處理步驟</p><p>　　(1)觀察變壓器運行是否異常；</p><p>　　(2)檢查變壓器的溫度、音響、油面及電壓、電流的指示情況；</p><p>　　(3)如變壓器運行正常，應(yīng)收集繼電器頂部氣體進行故障判別；</p><p>　　(4)如無氣體，變壓器無異常，則可能是二次回路存在故障；</p><

73、;p>　　(5)如信號動作時間間隔逐漸縮短時，則變壓器內(nèi)部有故障，可能會跳閘，此時應(yīng)將每次信號動作時間作詳細記錄，并立即向上級領(lǐng)導匯報。</p><p>　　3.4繼電器中氣體的鑒別</p><p>　　繼電器中氣體的鑒別應(yīng)先判斷繼電器內(nèi)聚集的氣體是空氣還是可燃性氣體，若繼電器內(nèi)的氣體是空氣，只要將繼電器內(nèi)的氣體排出，變壓器即可繼續(xù)運行；若為可燃性氣體，進行點燃試驗。</p&g

74、t;<p>　　3.4.1 瓦斯氣體點燃</p><p>　　觀察氣體的顏色及試驗是否可燃，并取氣樣及油樣做色譜分析。點燃試驗是將用注射器收集到的氣體，用火柴從放氣嘴點火，若氣體本身能自燃，火焰呈淺蘭色，則是可燃性氣體，說明變壓器內(nèi)部有故障。若不能自燃，則是空氣，說明信號動作屬空氣進入造成。</p><p>　　3.4.2 點燃試驗與色譜分析</p><p

75、>　　點燃試驗與色譜分析是判斷變壓器內(nèi)部有無故障的兩種不同方法，但目的是一致的。點燃試驗是在沒有采用色譜分析對所含氣體進行定性定量分析之前的一種方法，較簡易、粗略。它判斷的準確性與試驗人員的素質(zhì)與經(jīng)驗有關(guān)，不能判斷故障的性質(zhì)。自采用色譜法后變壓器運行規(guī)程中沒有取消該方法，其本意是想在現(xiàn)場快速的判斷變壓器有無故障，但受現(xiàn)場人員能否正確收集氣體、正確點燃、準確判斷等因素的限制，有時達不到預期效果。瓦斯繼電器信號動作容積整定值是250-

76、300ml，從理論上講只要信號動作，就能收集到大約250-300ml的氣體。用100ml注射器可收集到兩管，此時可用一管在現(xiàn)場做點燃試驗，另一管做色譜分析。</p><p>　　變壓器內(nèi)部故障有時發(fā)展很快，產(chǎn)生的氣體還未在油中達到飽和便上升聚集到繼電器內(nèi)。若信號動作后沒有及時收集，時間太長則部分氣體將向油中回溶和逸散損失，所收集氣體可能不足100ml,若用一只100ml注射器收集，就不應(yīng)做點燃試驗，應(yīng)迅速做色譜分

77、析。這與變壓器運行規(guī)程的規(guī)定發(fā)生沖突，解決此矛盾的辦法是用兩只小容量的注射器收集氣體。若變壓器與色譜試驗室距離較近，則無需做點燃試驗。若現(xiàn)場運行人員經(jīng)過培訓，具有收集和做點燃試驗的能力，應(yīng)由運行人員負責此項工作。若不具備此能力，應(yīng)交有關(guān)專業(yè)人員負責此項工作。</p><p>　　4 變壓器瓦斯保護誤動作分析及防范措施</p><p>　　近年來各電力企業(yè)時常發(fā)生由于變壓器本體瓦斯保護誤動而

78、引起變壓器跳閘的故障，使電力系統(tǒng)和變壓器可靠性運行水平和電力用戶供電可靠性都受到影響；同時鑒于瓦斯保護裝置對反映變壓器繞組匝間短路或內(nèi)部絕緣電弧的故障高度靈敏性和重要作用，一旦誤動必須徹底查清誤動原因，變壓器本體無故障后方可投運，從而增加了大量現(xiàn)場工作，因此必須采取措施杜絕瓦斯保護誤動。</p><p>　　4.1 瓦斯保護誤動作的分析</p><p>　　瓦斯繼電器動作行為的分析：<

79、;/p><p>　　目前在我國電力系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用開口杯擋板式瓦斯繼電器，QJ型。</p><p><b>　?。?）正確動作情況</b></p><p>　　a．當油箱內(nèi)部發(fā)生輕微故障，瓦斯繼電器上開口杯旋轉(zhuǎn)干簧觸點閉合，發(fā)“輕瓦斯”信號。</p><p>　　b．變壓器本體內(nèi)部嚴重故障，瓦斯繼電器內(nèi)油流速度大于1.0~1.

80、4 m/s，</p><p>　　即油流沖擊擋板干簧觸點閉合，發(fā)“重瓦斯”動作信號并發(fā)出跳閘脈沖。</p><p>　　c．對于有上下開口杯與擋板復合式瓦斯繼電器（FJ型），當變壓器出現(xiàn)嚴重漏油使油面降低時，首先上開口杯露出油面，發(fā)“輕瓦斯“信號；繼而下開口杯露出油面后，發(fā)“重瓦斯”動作信號并發(fā)出跳閘脈沖，以保護變壓器。</p><p>　　（2）不正確動作情況 &

81、lt;/p><p>　　a. 非內(nèi)部故障和其它原因產(chǎn)生較大的油流涌動，使重瓦斯接點閉合，發(fā)出跳閘脈沖。</p><p>　　b. 由于瓦斯繼電器端子盒進水等原因，造成二次回路短接并發(fā)出跳閘脈沖</p><p>　　c. 操作人員誤碰探針等，使重瓦斯接點閉合，發(fā)出跳閘脈沖。</p><p><b>　　4.2 防范措施</b>

82、</p><p>　　4.2.1 安裝與投放</p><p>　　瓦斯繼電器安裝在變壓器到儲油柜的連接管道上，應(yīng)注意：</p><p>　　a. 安裝前解體檢查。新安裝的國產(chǎn)斷路器，在安裝之前一般應(yīng)解體、清洗，以檢查各部件尺寸是否符合要求，零部件是否齊全，內(nèi)部是否清潔，對于液壓機構(gòu)尤其應(yīng)檢查其液壓系統(tǒng)內(nèi)部的清潔，液壓油要過濾。</p><p>

83、;　　b.變壓器投運前應(yīng)確認儲油柜、冷卻裝置、凈油器等油系統(tǒng)閥門均在正確的開啟位置，保證油路暢通。</p><p>　　c.為防范不對稱啟/停潛油泵，造成較大的油流涌動，冷卻器分成2組，每組潛油泵環(huán)變壓器對稱布置。</p><p>　　4.2.2 檢修、運行與維護</p><p>　　(1)運行操作與維護</p><p>　　a.強油循環(huán)變壓

84、器應(yīng)對稱投入相應(yīng)臺數(shù)的冷卻器，冷卻器工作、輔助、備用的設(shè)定應(yīng)符合廠家規(guī)定；按負荷或油溫啟/停冷卻器時，應(yīng)保證所選冷卻器對稱運行；當冷卻裝置電源全部失去后，恢復電源時應(yīng)逐臺對稱間歇，投入相應(yīng)臺數(shù)的冷卻器，變壓器運行中嚴禁分段啟/停冷卻器。</p><p>　　b.片散式冷卻器啟/停切換控制開關(guān)應(yīng)在自動位置，并對稱間歇分組啟動；</p><p>　　c.500 kV 變壓器在任何運行方式下，禁

85、止同時投入2 組及以上冷卻器；工作電源切換前，應(yīng)保證只有1 組冷卻器工作，其余冷卻器切換至停運位置，電源切換后逐臺恢復至原運行方式。</p><p><b>　　(2)檢修工作</b></p><p>　　a. 變壓器運行中進行濾油、補油、更換潛油泵、冷卻器、凈油器和呼吸器或其內(nèi)的吸濕劑工作時，本體重瓦斯保護切換為信號方式。</p><p>　

86、　b. 運行中的變壓器冷卻器油回路、通向儲油柜各閥門由關(guān)閉位置旋轉(zhuǎn)至開啟位置時；以及當油位計的油面異常升高或呼吸系統(tǒng)有異?，F(xiàn)象，需要打開放油或放氣閥門時，應(yīng)先將變壓器本體重瓦斯保護切換為信號方式。</p><p>　　c. 波紋式儲油柜應(yīng)保證動作靈活，杜絕出現(xiàn)卡澀現(xiàn)象。</p><p>　　4.3變壓器瓦斯保護的反事故措施</p><p>　　瓦斯保護動作，輕者發(fā)出

87、保護動作信號，提醒維修人員馬上對變壓器進行處理；重者跳開變壓器開關(guān)，導致變壓器馬上停止運行，不能保證供電的可靠性，對此提出了瓦斯保護的反事故措施：</p><p>　?。?）將瓦斯繼電器的下浮筒改為檔板式，觸點改為立式，以提高重瓦斯動作的可靠性；</p><p>　?。?）為防止瓦斯繼電器因漏水而短路，應(yīng)在其端子和電纜引線端子箱上采取防雨措施；</p><p>　　

88、（3）瓦斯繼電器引出線應(yīng)采用防油線；</p><p><b>　　5 畢業(yè)設(shè)計結(jié)論</b></p><p>　　綜上所述，本篇論文主要講了變壓器的工作原理、變壓器瓦斯保護的工作原理、變壓器的安裝、投放與檢修及其注意事項，瓦斯繼電器的原理及檢修，變壓器瓦斯保護誤動作的分析及防范措施。得到以下幾個結(jié)論：</p><p>　?。?）變壓器運行時間久了

89、，在變壓器內(nèi)部的繞組、層間和匝間的絕緣材料較容易老化，一旦線圈的絕緣材料老化到一定程度時，就會引起變壓器內(nèi)部故障，為了防止故障的產(chǎn)生，制止故障的擴大，大型的電力變壓器必須要裝瓦斯繼電器保護裝置，這樣可以及時的發(fā)出報警信號和跳閘信號，保證電力系統(tǒng)的安全運行和可靠供電。</p><p>　　（2）變壓器瓦斯信號動作后，運行人員必須對變壓器進行檢查，查明動作的原因，并立即向上級調(diào)度和主管領(lǐng)導匯報，上級主管領(lǐng)導應(yīng)立即派人

90、去現(xiàn)場提取繼電器氣樣、油樣和本體油樣，分別作色譜分析。根據(jù)有關(guān)導則及現(xiàn)場分析結(jié)論采取相應(yīng)的對策， 避免事故的發(fā)生，以保證變壓器的安全經(jīng)濟運行。</p><p><b>　　謝辭</b></p><p>　　經(jīng)過幾個多月與同學老師的討論與研究，畢業(yè)設(shè)計即將完成，尚未實際工作的我們，缺乏經(jīng)驗，有許多考慮不周全的地方，若是沒有指導老師的督促教導同班同學的熱心幫助，想要完成這

91、個設(shè)計是難以想象的。</p><p>　　首先要感謝我的指導老師**老師。**老師雖然處于百忙之中，但是從我查詢資料、整理思路及給出結(jié)論等過程都給予了我悉心的指導。除了敬佩**老師的專業(yè)水平外，她的發(fā)散的思維方式和淵博的知識也是我學習的榜樣，并將積極影響我今后的生活和工作。</p><p>　　其次要感謝我的同學們，她們給了我很多的幫助，沒有她們的幫助，完成此次設(shè)計非常困難。</p&

92、gt;<p>　　衷心感謝在百忙之中評閱論文和參加答辯會的各位老師。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]朱英浩主編.新編變壓器實用技術(shù)問答，沈陽：遼寧科學技術(shù)出版社，1999 </p><p>　　[2]陳積旭.油浸式變壓器故障監(jiān)測與診斷.福建電力與電工，2002</p><

93、;p>　　[3]陳化鋼，李天元.大型電力變壓器瓦斯保護分析.東北電力技術(shù)，1994</p><p>　　[4] 賀家李，宋從矩.電力系統(tǒng)繼電保護原理.第3版.北京:中國電力出版社，2000</p><p>　　[5] 國家電力調(diào)度中心編．電力系統(tǒng)繼電保護實用技術(shù)問答(第二版)．中國電力出版社1997</p><p>　　[6] 黃純?nèi)A、劉維仲．工廠供電．天津大

94、學出版社．1988</p><p>　　[7] 高仁斗．電力變壓器的安裝與運行安全．安全．1994</p><p>　　[8] 趙春陽．電力變壓器瓦斯保護動作原理及其反事故措施．化工安全與環(huán)境．2007</p><p>　　[10] 曾賢．主變壓器重瓦斯保護動作原因分析及處理．電力安全技術(shù)．2007</p><p>　　[11] 唐黎標．電力