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引言：变压器的主保护主要是指瓦斯保护，这关系到变压器的安全运行。本文从变压器瓦斯保护原理、瓦斯信号动作的主要原因着手，通过多年对电力系统变压器实际运行状况的总结，提出防止变压器瓦斯保护误动作的措施。
近几年来，各个电力企业常常发生由于变压器本体瓦斯保护误动而引起变压器跳闸的故障，致使电力系统和变压器可靠性运行水平以及电力用户供电可靠性都受到影响。瓦斯保护是油浸式电力变压器内部故障的一种基本保护，它可以监视变压器内部所发生的大部分故障，帮助运行和检修、试验人员预测和分析事故。
一、案例分析
在2012年我县某大型机械厂一台主变压器（型号为S9-20000/110）重瓦斯跳闸故障，由于该厂技术人才短缺求助于供电公司，公司委派我和同事3人去帮助客户处理故障。到达客户厂区后，经了解到该主变2008年投运。运行后不久，就出现轻瓦斯保护动作。开始时轻瓦斯动作的次数较少，随着运行时间的增加，发生轻瓦斯动作次数逐渐增多。对于这一异常情况，运行人员仅采用对气体继电器进行放气的措施，未对气体继电器中气体做点燃试验或取气样、油样做色谱分析，也未对变压器进行电气试验。经过我初步分析该变压器内部可能存在缺陷是造成此次跳闸的主要原因，后经和厂方沟通我们对此主变进行抽取了油样，经试验结果发现油的闪点很低，而可燃气体含量较高。于是又取油样和气体进行气相色谱分析，发现该变压器油中H2、C2H2和总烃含量均大幅超过注意值，特别是总烃含量达注意值的213倍，而且气体中H2和烃类气体的浓度换算到油中的理论值大于油中实测值，表明变压器内部已存在较严重故障。故障气体主要由C2H4和CH4组成，其次是C2H6、H2和C2H2，与高温过热故障特征相符。应用改良三比值法判断，对应于700℃以上的高温过热故障。
根据色谱分析结果，随后又对该变压器进行高压试验，通过直流电阻测量，发现其中一相分接头接触电阻很大。根据检查结果我们建议厂方马上联系主变生产厂家进行吊芯检查，经过检查发现故障是由该分接头接触不良导致过热引起，在长期的运行中，故障持续发展，造成分接头严重烧伤。
二、变压器瓦斯信号动作的主要原因
（一）关于空气问题
1.变压器在换油、补充油时，欲换或补加的油未彻底进行真空脱气处理或未严格按真空注油工艺进行，使油中的空气附着在铁心、绕组、附件表面的空气及有机固体绝缘材料孔隙中的空气，在变压器投运后，通过油的对流循环、变压器铁心的磁致伸缩，逐渐汇集、上升到瓦斯继电器内，引起瓦斯信号动作。
2.空气进入变压器后逐渐聚集在瓦斯继电器上部，迫使继电器内油面下降。这时，开口杯在空气中的重量加上杯内油的重量所产生的力矩，使开口杯下降并使干簧接点闭合，发出轻瓦斯信号。
3.变压器热虹吸器更换吸附剂（如硅胶）后，油静置的时间短，空气没有彻底排净，由热虹吸器进人本体循环，进而进人瓦斯继电器引起信号动作。
（二）二次回路缺陷导致瓦斯继电器信号误动作
瓦斯继电器二次信号回路故障，包括信号电缆绝缘损坏短路、端子排接点短路，个别在信号回路中所接信号继电器故障等引起干簧触点闭合，造成瓦斯信号动作。
（三）关于环境问题
环境温度骤然下降，造成变压器的本体油很快冷缩使油位降低，或者变压器本体严重漏油引起变压器的油位降低，即所谓油流引起瓦斯继电器信号动作。
（四）变压器的穿越性短路
变压器发生穿越性短路故障，在穿越性故障电流作用下，油隙间的油流速度加快，当油隙内和绕组外侧产生的压力差变化大时，气体继电器就可能误动作。穿越性故障电流使绕组发热，当故障电流倍数很大时，绕组温度上升很快，使油的体积膨胀，造成气体继电器误动作。
（五）设备及其超重出现的问题
当双浮子瓦斯继电器的反向动作值低，反向油流较大引起重瓦斯保护动作。合闸励磁涌流引起主变线圈、器身振动所形成的油流扰动以及油箱振动两者共同作用，可能引起主变重瓦斯保护动作。
（六）瓦斯继电器本身的问题
瓦斯继电器探针设计不合理导致主变重瓦斯保护误动作。瓦斯继电器中的干簧接点玻璃管破碎、接线盒密封不良导致重瓦斯保护动作；金属波纹式储油柜的内波纹管滑道卡涩引起油流突变造成瓦斯继电器动作。
三、瓦斯信号动作的处理对策
（一）分析诊断程序
瓦斯继电器内有无气体凝聚→对瓦斯继电器内凝聚气体进行收集→点燃实验和色谱分析。
（二）判断继电器内是否有气体
瓦斯信号动作后继电器内是否有气体聚集，是区别信号动作原因---油位降低、二次回路故障和空气进入变压器、变压器内部发生故障的最基本原则。因为二次回路故障油位降低引起瓦斯信号动作不可能产生气体，应逐步判断。首先巡视检查变压器是否有严重漏点，若是，应立即问上级调度和主管领导汇报，采取堵漏措施；若不是，则应判断是否因环境温度骤然下降引起油位降低，此时必须观察变压器油枕油位指示位置是否正常。若不正常，应采取相应措施。如果不是上述原因引起，则二次信号回路故障的可能性较大，须检查消除二次回路缺陷。
（三）继电器中气体的鉴别
若继电器内的气体是空气，则应依次判断：是否因换油或补加油时空气进人变压器本体后没有排净；是否因更换变压器热虹吸器吸附剂时静置时间短，空气未彻底排净。若继电器内的气体是可燃性气体，则变压器内部存在过热、放电性故障。此时应从继电器处同时取气样和油样做色谱分析，点燃试验，是将注射器收集到的气体，用火柴从放气嘴点火，若气体本身能自燃，火焰呈浅兰色，则是可燃性气体，说明变压器内部有故障；若不能自燃，则是空气，说明信号动作属空气进人造成。根据分析结论采取继续监督运行或停运吊检处理。
（四）色谱分析
色谱分析，是指对收集到的气体用色谱仪对所含氢气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等气体进行定性和定量分析，根据所含组分名称和含量准确判断故障性质、发展趋势、严重程度。自采用色谱法后变压器运行规程中仍然没有取消该方法，其目的是想在现场快速判断变压器有无故障，但受现场人员能否正确收集气体、正确点燃、准确判断等因素的限制。
（五）设备安装与投运
变压器在运行过程中，瓦斯保护误动涉及到设计制造、运行维护、瓦斯继电器运行的可靠性等多方面因素，因此必须采取有力的措施进行全方位、全过程、各环节的有效管理，从而最大限度的杜绝瓦斯保护误动作的产生。
瓦斯继电器安装在变压器到储油柜的连接管路上，安装时应注意：①首先将气体继电器管道上的碟阀关严。②新气体继电器安装前，应检查有无检验合格证明，口径、流速是否正确，内外部件有无损坏，并关好放气阀门。③气体继电器应水平安装。④打开碟阀向气体继电器充油，充满油后从放气阀门放气。⑤进行保护接线时，应防止接错和短路，避免带电操作，同时要防止导电杆转动和小瓷头漏油。⑥投入运行前，应进行绝缘摇测及传动试验。
四、结束语
电力系统变压器瓦斯保护误动作，由多种因素引起。在充分理解瓦斯保护工作原理以及具有丰富的现场跟踪数据记录后，准确分析其具体原因并采取相应的有效防范措施，可以大大减少变压器本体瓦斯保护误动导致变压器跳闸的现象。变压器瓦斯信号动作和主管领导应迅速派专业人员去现场，取继电器气样、油样和本体油样，分别做色谱分析。根据有关导则及平衡判据分析诊断，依据诊断结论采取相应对策，避免事故发生，保证变压器安全运行。
参考文献
[1]檀英辉，姚文军，李佩军，张国亮，500kV变压器瓦斯保护误动分析及整改[J]高压电器2012.
[2]周百玉，变压器瓦斯保护动作原因分析与对策[J]民营科技2013.
（作者单位：国网山东成武县供电公司）
近几年来，各个电力企业常常发生由于变压器本体瓦斯保护误动而引起变压器跳闸的故障，致使电力系统和变压器可靠性运行水平以及电力用户供电可靠性都受到影响。瓦斯保护是油浸式电力变压器内部故障的一种基本保护，它可以监视变压器内部所发生的大部分故障，帮助运行和检修、试验人员预测和分析事故。
一、案例分析
在2012年我县某大型机械厂一台主变压器（型号为S9-20000/110）重瓦斯跳闸故障，由于该厂技术人才短缺求助于供电公司，公司委派我和同事3人去帮助客户处理故障。到达客户厂区后，经了解到该主变2008年投运。运行后不久，就出现轻瓦斯保护动作。开始时轻瓦斯动作的次数较少，随着运行时间的增加，发生轻瓦斯动作次数逐渐增多。对于这一异常情况，运行人员仅采用对气体继电器进行放气的措施，未对气体继电器中气体做点燃试验或取气样、油样做色谱分析，也未对变压器进行电气试验。经过我初步分析该变压器内部可能存在缺陷是造成此次跳闸的主要原因，后经和厂方沟通我们对此主变进行抽取了油样，经试验结果发现油的闪点很低，而可燃气体含量较高。于是又取油样和气体进行气相色谱分析，发现该变压器油中H2、C2H2和总烃含量均大幅超过注意值，特别是总烃含量达注意值的213倍，而且气体中H2和烃类气体的浓度换算到油中的理论值大于油中实测值，表明变压器内部已存在较严重故障。故障气体主要由C2H4和CH4组成，其次是C2H6、H2和C2H2，与高温过热故障特征相符。应用改良三比值法判断，对应于700℃以上的高温过热故障。
根据色谱分析结果，随后又对该变压器进行高压试验，通过直流电阻测量，发现其中一相分接头接触电阻很大。根据检查结果我们建议厂方马上联系主变生产厂家进行吊芯检查，经过检查发现故障是由该分接头接触不良导致过热引起，在长期的运行中，故障持续发展，造成分接头严重烧伤。
二、变压器瓦斯信号动作的主要原因
（一）关于空气问题
1.变压器在换油、补充油时，欲换或补加的油未彻底进行真空脱气处理或未严格按真空注油工艺进行，使油中的空气附着在铁心、绕组、附件表面的空气及有机固体绝缘材料孔隙中的空气，在变压器投运后，通过油的对流循环、变压器铁心的磁致伸缩，逐渐汇集、上升到瓦斯继电器内，引起瓦斯信号动作。
2.空气进入变压器后逐渐聚集在瓦斯继电器上部，迫使继电器内油面下降。这时，开口杯在空气中的重量加上杯内油的重量所产生的力矩，使开口杯下降并使干簧接点闭合，发出轻瓦斯信号。
3.变压器热虹吸器更换吸附剂（如硅胶）后，油静置的时间短，空气没有彻底排净，由热虹吸器进人本体循环，进而进人瓦斯继电器引起信号动作。
（二）二次回路缺陷导致瓦斯继电器信号误动作
瓦斯继电器二次信号回路故障，包括信号电缆绝缘损坏短路、端子排接点短路，个别在信号回路中所接信号继电器故障等引起干簧触点闭合，造成瓦斯信号动作。
（三）关于环境问题
环境温度骤然下降，造成变压器的本体油很快冷缩使油位降低，或者变压器本体严重漏油引起变压器的油位降低，即所谓油流引起瓦斯继电器信号动作。
（四）变压器的穿越性短路
变压器发生穿越性短路故障，在穿越性故障电流作用下，油隙间的油流速度加快，当油隙内和绕组外侧产生的压力差变化大时，气体继电器就可能误动作。穿越性故障电流使绕组发热，当故障电流倍数很大时，绕组温度上升很快，使油的体积膨胀，造成气体继电器误动作。
（五）设备及其超重出现的问题
当双浮子瓦斯继电器的反向动作值低，反向油流较大引起重瓦斯保护动作。合闸励磁涌流引起主变线圈、器身振动所形成的油流扰动以及油箱振动两者共同作用，可能引起主变重瓦斯保护动作。
（六）瓦斯继电器本身的问题
瓦斯继电器探针设计不合理导致主变重瓦斯保护误动作。瓦斯继电器中的干簧接点玻璃管破碎、接线盒密封不良导致重瓦斯保护动作；金属波纹式储油柜的内波纹管滑道卡涩引起油流突变造成瓦斯继电器动作。
三、瓦斯信号动作的处理对策
（一）分析诊断程序
瓦斯继电器内有无气体凝聚→对瓦斯继电器内凝聚气体进行收集→点燃实验和色谱分析。
（二）判断继电器内是否有气体
瓦斯信号动作后继电器内是否有气体聚集，是区别信号动作原因---油位降低、二次回路故障和空气进入变压器、变压器内部发生故障的最基本原则。因为二次回路故障油位降低引起瓦斯信号动作不可能产生气体，应逐步判断。首先巡视检查变压器是否有严重漏点，若是，应立即问上级调度和主管领导汇报，采取堵漏措施；若不是，则应判断是否因环境温度骤然下降引起油位降低，此时必须观察变压器油枕油位指示位置是否正常。若不正常，应采取相应措施。如果不是上述原因引起，则二次信号回路故障的可能性较大，须检查消除二次回路缺陷。
（三）继电器中气体的鉴别
若继电器内的气体是空气，则应依次判断：是否因换油或补加油时空气进人变压器本体后没有排净；是否因更换变压器热虹吸器吸附剂时静置时间短，空气未彻底排净。若继电器内的气体是可燃性气体，则变压器内部存在过热、放电性故障。此时应从继电器处同时取气样和油样做色谱分析，点燃试验，是将注射器收集到的气体，用火柴从放气嘴点火，若气体本身能自燃，火焰呈浅兰色，则是可燃性气体，说明变压器内部有故障；若不能自燃，则是空气，说明信号动作属空气进人造成。根据分析结论采取继续监督运行或停运吊检处理。
（四）色谱分析
色谱分析，是指对收集到的气体用色谱仪对所含氢气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等气体进行定性和定量分析，根据所含组分名称和含量准确判断故障性质、发展趋势、严重程度。自采用色谱法后变压器运行规程中仍然没有取消该方法，其目的是想在现场快速判断变压器有无故障，但受现场人员能否正确收集气体、正确点燃、准确判断等因素的限制。
（五）设备安装与投运
变压器在运行过程中，瓦斯保护误动涉及到设计制造、运行维护、瓦斯继电器运行的可靠性等多方面因素，因此必须采取有力的措施进行全方位、全过程、各环节的有效管理，从而最大限度的杜绝瓦斯保护误动作的产生。
瓦斯继电器安装在变压器到储油柜的连接管路上，安装时应注意：①首先将气体继电器管道上的碟阀关严。②新气体继电器安装前，应检查有无检验合格证明，口径、流速是否正确，内外部件有无损坏，并关好放气阀门。③气体继电器应水平安装。④打开碟阀向气体继电器充油，充满油后从放气阀门放气。⑤进行保护接线时，应防止接错和短路，避免带电操作，同时要防止导电杆转动和小瓷头漏油。⑥投入运行前，应进行绝缘摇测及传动试验。
四、结束语
电力系统变压器瓦斯保护误动作，由多种因素引起。在充分理解瓦斯保护工作原理以及具有丰富的现场跟踪数据记录后，准确分析其具体原因并采取相应的有效防范措施，可以大大减少变压器本体瓦斯保护误动导致变压器跳闸的现象。变压器瓦斯信号动作和主管领导应迅速派专业人员去现场，取继电器气样、油样和本体油样，分别做色谱分析。根据有关导则及平衡判据分析诊断，依据诊断结论采取相应对策，避免事故发生，保证变压器安全运行。
参考文献
[1]檀英辉，姚文军，李佩军，张国亮，500kV变压器瓦斯保护误动分析及整改[J]高压电器2012.
[2]周百玉，变压器瓦斯保护动作原因分析与对策[J]民营科技2013.
（作者单位：国网山东成武县供电公司）