变压器的瓦斯保护该如何进行？变压器的谐振电路设计方案分析
变压器的瓦斯保护该如何进行？
1·前言
近年，变压器特别是大型变压器事故较多，往往出现瓦斯保护信号动作或开关跳闸。若瓦斯保护动作，变压器开关跳闸，一般情况下，其事故过程已结束，后果比较严重。因此，必须在瓦斯信号动作时，认真检查，仔细分析，正确判断，立即采取措施。
变压器瓦斯继电器有浮筒式、挡板式、开口杯式等不同型号，目前大多采用QJ-80型瓦斯继电器，其信号回路接上开口杯，跳闸回路接下挡板。所谓瓦斯保护信号动作，即指因各种原因造成继电器内上开口杯的信号回路接点闭合，光字牌灯亮。
2·瓦斯保护信号动作的主要原因
2．1 空气进入变压器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重所产生的力矩使开口杯下降并使干簧触点闭合，发出轻瓦斯信号。
空气进入运行中的变压器有三种途径。一是变压器在换油、补充油时，欲换或补加的油未彻底进行真空脱气处理与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，在变压器投入运行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，引起信号动作。
二是变压器热虹吸器更换吸附剂（如硅胶）后，油侵及静置时间短，空气未彻底排净，由热虹吸器进入本体循环，进而进入瓦斯继电器引起信号动作。
三是强油循环的变压器潜油泵密封不良，因油泵工作时产生的微负压导致空气进入变压器本体循环，聚集在瓦斯继电器内造成瓦斯信号动作。
2．2环境温度骤然下降，变压器本体油很快冷缩造成油位降低，或者变压器本体严重漏油引起变压器内油位降低，即所谓油流引起瓦斯继电器信号动作。
2．3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等引起干簧触点闭合，造成瓦斯信号动作。
2．4变压器内部存在放电或过热故障，引起固体绝缘材料分解，变压器油分解，产生氢气、一氧化碳、二氧化碳，低分子烃类气体，这些气体随油的对流循环逐渐变成大气泡并上升聚集在瓦斯继电器上部，迫使继电器内油面降低，引起瓦斯信号动作。
3·瓦斯信号动作的处理对策
3．1分析诊断程序
继电器内有无气体聚集
点燃试验和做色谱分析
3．2分析诊断的基本原则与处理对策
3．2．1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中油位降低、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，所以当继电器内无气体聚集时，应逐步判断。首先巡视检查变压器是否有严重漏油点，若是，应立即向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，油道是否阻塞。若不正常，应采取相应措施。若不是上述原因引起，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。
3．2．2继电器内聚集的气体是空气还是可燃性气体。
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入变压器本体后没有排静；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静。若是，则采取从继电器放气嘴排气，变压器监督运行；是否因空气从潜油泵进入本体引起信号动作，若是，要用逐台停运试验的方法，判断是从那台泵处空气进入，申请停泵检修。
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，或过热兼放电性故障。此时应从继电器处同时取气样和油样（并从本体下部取油样）做色谱分析，根据变压器油中溶解气体分析和判断导则判断故障的性质、发展趋势、严重程度，根据分析结论采取继续监督运行或停运吊检处理。
鉴定继电器内的气体是空气，还是可燃性气体的方法是收集这些气体，并做点燃试验和色谱分析。
4·继电器中气体的鉴别
4．1瓦斯气的点燃与色谱分析
《电力变压器运行规程》DL/T572—1995规定：如继电器内有气体，则应记录气量，观察气体的颜色及试验是否可燃并取气样及油样做色谱分析。
点燃试验，是将用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入造成。
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、发展局势、严重程度。
4．2 点燃试验与色谱分析的异同
点燃试验与色谱分析是判断变压器内部有无故障的两种不同方法，目的一致。点燃试验是在没有采用色谱分析对所含气体进行定性定量分析之前规定的一种方法，较简易、粗略。它判断的准确性与试验人员的素质与经验有关，也不能判断故障的性质。自采用色谱法后变压器运行规程中没有取消该方法，其本意应该说是想在场快速的判断变压器有无故障，但受现场人员能否正确收集气体、能否正确点燃、准确判断等因素的限制，收不到养兵千日用兵一时的预期效果。
4．3应做点燃试验还是做色谱分析
瓦斯继电器信号动作容积整定值是250~300ml，从理论上讲，只要信号动作，就能收集到大约250~300 ml的气体。用100 ml注射器可收集到两管，此时可用一管在现场做点燃试验，另一管做色谱分析。
变压器内部故障有时发展很快，产生的气体还未在油中达到饱和便上升聚集到继电器内。若信号动作后没有及时收集，时间太长则部分气体将向油中回溶和逸散损失，所收集气体可能不足100ml，若用一只100 ml注射器收集，就不应做点燃试验，应迅速做色谱分析。这与变压器运行规程的规定发生冲突，解决此矛盾的办法是用两只小容量的注射器收集气体（每管不少于10 ml）。若变压器与色谱试验室距离较近，则无须做点燃试验。
若现场运行人员经过培训，具有收集和做点燃试验的能力，应油运行人员负责此项工作。若不具备此能力，应交有关专业人员负责此项工作。
5．讨论
5．1变压器瓦斯信号动作后，运行人员须按照分析诊断程序首先判断动作原因，并立即向上级调度和主管领导汇报。
5．2上级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，保证变压器安全经济运行。
5．3现场若有备用注射器当值运行人员应按继电器内气体总量分别收集两管，一管做点燃试验，一管交专业人员做色谱分析。
变压器的谐振电路设计方案分析
壳式谐振变压器电路图
图 壳式谐振变压器电路图
谐振变压器的铁心可以做成两种不同的结构：壳式和心式。心式铁心变压器在一系列主要指标方面不如壳式铁心变压器，其重量和外型尺寸较大，调节气隙的传动机构比较复杂。为此，我们研制的试验装置采用壳式结构，见图1。谐振变压器绕组套装在可移动的中心柱外面。
