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如何应用平衡判据判别气体继电器动作的原因？

时间：2020-08-26

变压器的气体继电器动作后，应该采取油样和气样进行色谱分析，根据色谱分析结果、历史情况和平衡判据法进行判断。平衡判据法可以判别气体继电器中气体是以溶解气体过饱和的油中释出，即是平衡条件下释出，还是由于油和固体绝缘材料突发严重的损坏事故而突然形成的大量裂解气体所引起的。

平衡判据的计算公式如下

q_i=C_igK_i(T)/C_iL

式中C_ig——气体继电器中气体某组分的浓度，mg/L；

C_iL——油中溶解气体某组分的浓度，mg/L；

K_i(T)——温度为T℃时某部分的溶解度系数。

根据现场经验，在平衡条件下释放气体是，几乎所有组分的q_i值均在0.5~2的范围内，在突发故障释放气体时，特征气体的q_i值一般远大于2。

若根据色谱分析和平衡判据判明变压器内部故障，则气体继电器动作绝大多数是由于变压器进入空气所致。由上述可知，造成进气的原因主要有：密封垫破损、法兰结合面变形、油处理系统进气、油泵堵塞等，其中油泵滤网堵塞造成的气体（轻瓦斯）继电器动作是近年来较为常见的。

在排除上述两种情况后，气体（轻瓦斯）继电器动作就是其本身的问题了。

为了防止变压器的气体继电器频繁动作，在变压器运行中，必须保持潜油泵的入口处于微正压，以免产生负压而吸入空气；应对变压器油系统进行定期检查和维护，消除滤网的杂质，更新胶垫，保证油系统通道的顺畅和系统的严密性；应加强对气体继电器的维护。

例如，某500kV变电站的一台主变压器A相在调试中发生轻瓦斯动作，取气样和油样进行色谱分析，其分析结果如表2-95所示。

表2-95 色谱分析结果

分析日期	气体组分（mg/L）
分析日期	H₂	CH₄	C₂H₆	C₂H₄	C₂H₂	CO	CO₂	C₁+C₂
1985年11月27日（油样）	310	790	120	498	800	1270	1920	2210
1985年11月27日（气样）	216800	30200	720	32000	51200	10900	100	114100
q_i	35.0	16.4	14.4	109.2	76.8	1.02	0.06

根据平衡判据计算公式计算出的q_i值均远大于2.0，说明此变压器存在突发性故障，经检查发现该变压器的三只穿芯螺钉的垫圈严重烧坏，并有很多铁粒。

例如，某变电所一台主变压器的气体（轻瓦斯）继电器曾频繁动作，色谱分析结果如表2-96所示。

表2-96 色谱分析结果

分析日期	气体组分（mg/L）
分析日期	H₂	CH₄	C₂H₆	C₂H₄	C₂H₂	CO	CO₂	C₁+C₂
1988年3月10日（油样）	148.5	28.3	9.7	24.3	2.2	1560	15251	61.5
1988年3月10日（气样）	75.2	76.2	3.7	12.8	无	11868	13138	92.7
q_i	0.03	1.2	0.9	0.9	0	0.9	0.9

根据平衡判据计算公式算出的q_i值，大部分在0.5~2.0的范围内，说明该变压器气体继电器中的气体是在平衡条件下释出的，变压器没有发生突发性故障。经过变压器检查发现，两台潜油泵滤网全部堵塞，有5台潜油泵存在不同程度的堵塞，变压器本体未发现异常。分析认为，气体（轻瓦斯）继电器频繁动作是由于滤网堵塞，潜油泵入口形成负压吸入空气所致。CO、CO₂高则是因固体绝缘材料老化所致。该变压器经滤油，并对潜油泵处理后投入运行，一直正常。

例如，某变电所一台主变压器的气体（轻瓦斯）继电器在7天内连续动作，色谱分析如表2-97所示。

表2-97 色谱分析结果

分析日期	气体组分（mg/L）
分析日期	H₂	CH₄	C₂H₆	C₂H₄	C₂H₂	CO	CO₂
1992年2月26日（油样）	9	18.37	6.3	35.88	0.8	525.58	1164.24
1992年2月26日（气样）	9	27.60	5.46	36.46	0.8	569.66	1034.88
q_i	0.05	0.47	1.56	1.42	0.9	0.13	0.89

根据平衡判据计算公式算出的q_i值大部分在0.5~2.0的范围内，说明变压器内部没有故障。经分析认为气体（轻瓦斯）继电器频繁动作是由于油系统密封不良所致。

变压器油系统密封不良进气包括冷却器进气、潜油泵进气、焊接处砂眼及密封垫老化进气。所以立即对可能进气的油管道、油循环系统做了检查和紧固，但气体继电器仍然动作，并且动作间隔时间逐次缩短，说明变压器进气垫仍然存在。接着在不停电情况下，又进一步紧固油循环以及冷却器、潜油泵、净油器等各处阀门，更换渗油的潜油泵和耐油垫，补焊变压器下部的砂眼，并对冷却器加油检漏。

又在停电的情况下，紧固变压器上部各处密封耐油垫，补焊变压器上部的砂眼，对变压器整体脱气，最后用真空脱气法处理变压器油。经处理后投入运行，一直正常。