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摘要：变压器是电力输送中的关键设备，为了防范变压器自身异常情况，确保变压器自身安全，在变压器油路上安装气体继电器。在异常时，气体继电器发出警报信号或使变压器从电网中切除，达到保护变压器的作用。在实际运行中，一般当变压器重瓦斯保护动作后，运维单位会开展气体继电器检查、油色谱分析、绕组变形、直流电阻等一系列检查与测试。这些检查与测试工作的开展，耗时较长，在N-1运行方式下不利于电网的运行安全。实际能引起重瓦斯保护动作的原因较多，各有其特点，从快速恢复供电角度，开展无差别的检查与测试并非必需。因此有必要总结重瓦斯保护动作的原因、信息收集、诊断策略等，以便优化重瓦斯保护动作后开展的检查项目，缩短检查时间，从而提升电网运行可靠性。
关键词：变压器；重瓦斯保护；原因
1 动作原因分析
气体继电器重瓦斯保护动作的原因是多方面的，结合运行经验，主要原因可分为四类。
一是被保护对象本身内部故障，油中电弧放电导致绝缘油分解引起绝缘油体积瞬时膨胀，被挤压的绝缘油涌向油枕导致重瓦斯保护动作。比如抗短路能力不足的变压器在短路电流冲击下发生损坏、内部绝缘击穿故障等。
二是被保护对象虽然未故障损坏，但在大电流的冲击下，变压器内部绕组或引流线等部件在电动力下发生瞬时抖动，引起较大的油流扰动，扰动的油流冲向油枕导致重瓦斯保护动作，比如投空变、外部短路冲击。
三是地震、冷却器油泵同时启动等引起油流大幅扰动，扰动的油流冲向油枕导致重瓦斯保护动作。
四是气体继电器本身误动，包括：气体继电器因运行过程中振动或运输过程中颠簸等使调节螺杆螺丝松动导致动作值偏离整定值，气体继电器自身二次回路故障，气体继电器受潮引起二次误动等。
2 信息收集与检查
2.1 保护信息与检查
主变故障录波对电气量保护、非电量保护动作情况和故障时的主变运行电压、电流、故障持续时间、保护启动与出口等信息记录非常全面，对重瓦斯保护动作后的排查与原因认定具有很强的指导意义，应重点开展分析。检查的内容包括：
（1）从主变故障录波装置调取主变故障录波数据，对保护启动与动作情况、故障电流大小及持续时间等进行分析。对于重瓦斯保护动作导致的主变跳闸，若故障录波数据中无明显的短路电流，则重瓦斯误动的可能性较大；若故障录波中有明显的短路电流，则应进一步排查是主变内部故障还是外部短路所致，并可依据相关保护动作情况与保护范围确定短路发生的位置范围。
（2）若重瓦斯保护动作时，主变差动保护有启动或动作，则应重点对主变本身以及主变差动保护范围内的设备进行全面检查。
2.2 气体继电器检查
在主变运行中，由气体继电器自身及回路的原因导致的误动，占有一定的比例。因此，在重瓦斯保护动作后，需要对气体继电器及回路进行详细检查。
1）对气体继电器本体进行检查，内部有无气体，有无异物、部件松脱；接线端子有无受潮、放电痕迹。运行中曾发生过因气体继电器未按反措要求加装防雨帽，气体继电器自身密封不良导致二次端子部分进水受潮，绝缘降低引起主变跳闸。
2）检查气体继电器二次回路绝缘有无异常、非电量保护装置有无异常、直流电源有无异常等。
3）对于有载分接开关的重瓦斯保护动作时，检查有载分接开关的滤油回路启动情况。
在主变运行中，因浮球型气体继电器对油流的扰动比较敏感，容易发生气体继电器误动，因此，在电力招标规范中明确气体继电器“应采用浮筒挡板式结构，有放气孔，流速动作值可调试整定，抗震性能好”。
2.3 主变检查
在首先排除气体继电器本身缺陷导致的误动后，一般来讲主变重瓦斯保护动作反映了变压器内部存在故障，需要重点对变压器本身开展检查，进一步查找重瓦斯保护动作的原因。主变检查的内容包括以下几点。
1）对主变外观进行检查。通过主变外观初步判断主变有无严重受损问题，一般主变遭受严重短路冲击或发生内部短路后，油箱以及套管等会不同程度受损。
2）若外观无异常，则应对主变本体进行细致的检查，检查部位和检查内容包括：油箱、套管、压力释放阀渗漏油情况；套管、油枕油位有无异常；有无油枕油位过低问题，对双浮球气体继电器，可导致低油位报警或跳闸；若外观无异常，则应细致检查可能导致重瓦斯保护动作的油枕呼吸系统有无堵塞问题，呼吸器是否通畅，阀门是否打开，硅胶是否板结。
3）对于采用强油循环冷却系统的变压器，应检查冷却器控制逻辑是否存在多台油泵同时启动情况。曾发生过因多台油泵同时启动，导致油流产生较大的扰动，引起本体重瓦斯保护动作跳闸，之后设置了油泵启动时间间隔，此问题得到解决。
4）开展主变油色谱检查，进一步判断主变内部故障情况。
3 故障诊断
在主变重瓦斯保护动作后开展的相关检查与信息收集工作的基础上，为尽快明确可能的故障原因，可依据信息收集与检查情况，先对故障的可能性质进行预判，然后再依据预判结果开展有针对性的诊断测试，对故障原因进行诊断与确诊，明确主变的故障性质和是否具备继续运行的条件。
3.1 有载重瓦斯保护动作
在有载分接开关重瓦斯保护动作后，依据已开展的检查情况，可按表1初步确定是误动还是内部故障。
表1 有载重瓦斯保护动作原因诊断
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序号
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检查情况
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初步判断
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1
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电气量保护动作，且分接开关刚有切换
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怀疑过度电阻故障
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2
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电气量保护动作，且分接开关无切换
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怀疑分接开关内部绝缘故障
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3
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电气量保护未动作，分接开关刚有切换
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怀疑过度电阻故障怀疑误动
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4
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电气量保护未动作，分接开关未切换
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怀疑误动
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依据对有载分接开关重瓦斯保护动作后，初步确定的故障原因，可按表2进一步开展诊断性测试。
表2
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序号
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初步判断
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测试与检查项目
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1
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怀疑过度电阻故障
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切换时间与过度电阻值测试，绝缘电阻测试
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2
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怀疑分接开关内部绝缘故障
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绝缘油检测，油色谱分析（真空泡型分接开关）绝缘电阻测试
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3
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怀疑误动
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吸湿器呼吸不畅，检查气体继电器二次回路，检查气体继电器动作值测试
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3.2 本体重瓦斯保护动作
对于频响法、电抗法绕组变形测试，可以按照DL/T1093—2008规程中短路电流比率与允许不检测次数规定开展。
关于绕组直流电阻测试，因其测试耗时长，且易在铁心中产生剩磁，不利于投空变的安全性和快速恢复主变运行；同时，对于绕组接头发热、断股问题，可间接从油色谱分析结果进行推断，因此在非必要时不建议开展。
4 结语
因重瓦斯保护目前主要依靠厂家经验值设定，加之气体继电器自身灵敏度的差异，在运行工况下不可避免的存在误动的可能。为进一步提升变压器运行可靠性水平，避免重瓦斯保护误动，有待进一步研究更为精确的重瓦斯保护整定算法。
为了提升重瓦斯保护动作后的处理效率，理清检查与诊断思路，在总结与分析气体继电器的结构原理与主变重瓦斯保护动作后的可能原因、信息收集与检查的基础上，文中提出了一种重瓦斯保护动作后的先定性、后诊断确诊的故障诊断分析方法，并对直流电阻测试的必要性进行了分析；结合一起投空变重瓦斯保护动作的案例分析，可以看出先定性、再诊断确诊的方法是可行的。
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