瓦斯保护装置及其优点

瓦斯保护是反应油浸式变压器内部故障的一种保护装置。当油浸式变压器油箱内部发生故障时，在故障点电流和电弧的作用下，变压器油和其他绝缘材料会受热而分解，产生气体，这些气体必然从油箱流向储油柜的上部，故障越严重，产生的气体就越多，流向储油柜的气流速度也越快，利用这种气体来动作的保护装置，称为瓦斯保护。

瓦斯保护的主要元件是气体继电器，它安装在油箱与储油柜之间的连接管道上，如图6-43所示。为了不妨碍气体的流通，变压器安装时顶盖与水平面应有1%～1.5%的坡度，通往继电器的连接管道应有2%～4%的坡度。

气体继电器的型式很多，目前在我国电力系统中推广应用的是开口杯挡板式气体继电器，其内部结构如图6-44所示。正常运行时，上、下开口杯都浸在油中，开口杯和附件在油内的重力所产生的力矩小于平衡锤所产生的力矩，因此开口杯向上倾，上、下触点均断开。当油箱内部发生轻微故障时，少量的气体上升后逐渐聚集在继电器的上部，迫使油面下降，使上开口杯漏出油面。由于浮力减小，开口杯和附件在空气中的重力加上杯内油重所产生的力矩大于平衡锤所产生的力矩，于是上开口杯顺时针方向转动，使上触点闭合发出“轻瓦斯”保护动作信号。当油箱内部发生严重故障时，大量气体和油流直接冲击挡板，使下开口杯顺时针方向转动，带动下触点闭合，发出跳闸脉冲，表示“重瓦斯”保护动作。当变压器出现严重漏油而使油面逐渐降低时，首先是上开口杯露出油面，发出报警信号，然后下开口杯露出油面，发出跳闸脉冲。

图6-43　气体继电器安装示意图

1—变压器油箱　2—连接管
3—气体继电器　4—储油柜

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图6-44　FJ3—80型气体继电器的内部结构

1—盖　2—容器　3—上开口杯　4—永久磁铁　5—上动触点
6—上静触点　7—下开口杯　8—永久磁铁　9—下动触点
10—下静触点　11—支架　12—下开口杯平衡锤
13—下开口杯转轴　14—挡板　15—上开口杯平衡锤
16—上开口杯转轴　17—放气阀　18—接线盒

瓦斯保护的原理接线图如图6-45所示，上面的触点表示“轻瓦斯保护”，动作后经延时发出报警信号；下面的触点表示“重瓦斯保护”，动作后起动变压器保护的总出口继电器，使断路器跳闸。当油箱内部发生严重故障时，由于油流的不稳定性可能造成触点的抖动，此时为使断路器能可靠跳闸，应选用具有电流自保持线圈的出口口中间继电器（KM），动作后由断路器的辅助触点来解除出口回路的自保持。此外，为防止变压器换油或进行试验时引起重瓦斯保护误动作跳闸，可利用切换片将跳闸回路切换到信号回路。

图6-45　瓦斯保护原理接线图

瓦斯保护的主要优点是动作迅速、灵敏度高、安装接线简单、能反应油箱内部发生的各种故障。其缺点则是不能反应油箱以外的套管及引出线等部位上发生的故障。因此瓦斯保护可作为变压器的主保护之一，与纵联差动保护相互配合、相互补充，实现快速而灵敏地切除变压器油箱内、外及引出线上发生的各种故障。