变压器瓦斯继电器自动保护探究

1、变压器瓦斯继电器自动保护探究摘要：变压器是电气部门的主要关键设备，其瓦斯 继电器的性能对变压器的安全高效使用有直接的制约作用。 基于这一点，本文对瓦斯继电器整定流速进行了定量分析， 对继电器的压力释放进行了深入探讨，特别针对电力变压器 内部出现故障进行了求解，对变压器内油的分解后产生的气 体其流速与能量之间的因果进行了计算，并针对传统变压器 流速整定值反映迟钝的现象，提出了将整定值适当降低从而 减少故障发生的建议。关键词：变压器瓦斯继电器 压力整定值中图分类号:tm58文献标识码：a文章编号:1007-9416 (2013) 03-0072-02变压器是电力系统最为常用的设备之一，也是极为常见

2、 的电力设备，无论是工业也是民用，都离不开变压器在其中 发挥的极其重要的作用，正因为如此，变压器的安全成为了 电气专家克难公关的一个主要课题。1变压器安全的故障的主要原因从目前我国广为使用的变压器来看，大多数停留在上世 纪末的研发水平，其安全性能还不能令人高枕无忧，一般来 说，变压器的保护主要电流速断、差动保护等电气型的继电 保护，但实践证明，次来保护对变压器内部故障反映相当迟 钝，主要原因在于变压器内部出现的故障基本上都是从短路 尤其是匝间短路引发的，一旦短路事情发生，瞬间的电流非 常强大，不过由于其传递到线线电流的并不能得到同步反映 或者有效放大，因此，难以被发现，直到多多匝短路或者接 地

3、短路时，才会自动切断电源，但此时往往内部损伤很大。 从变压器的构成结构分析，变压器保护的水平和性能主要取 决于内部的瓦斯继电器，这个继电器是主动性的，它着设计 上赋予了及时切断电源的功能，但因为瓦斯继电器的灵敏度 被流速所制约，若达不到相应的整定值，就不会发生保护动 作。变压器还设有安全气道一一压力释放阀门，这个装置的 主要功能是保护变压器主油箱保证正常形态，一旦变压器内 部发生问题时，变压器的主油箱内的压力随之升高，瓦斯继 电器中的油也会同时流动。上世纪八十年代前设计的变压 器，其的流速整定交由机电设备专业人员进行设定，而压力 释放阀门却又是交由设计人员把握，两者互相之间缺乏更加 科学或者完

4、善的沟通或者交流，势必会造成各自为政，继电 专业从业人员难以完全顾及到压力释放阀门是否比瓦斯继 电器的反映要早，瓦斯继电器是否能真正在瞬间能随之动 作，作为设计人员，也可能对瓦斯继电器和压力释放阀门的 联动缺乏深入的研究。2瓦斯继电器整定值计算变压器内放置了大量的变压器油，变压器油石油的一种分馅产物，它的主要成分是烷姪，环烷族饱和炷，芳香族不 饱和痊等化合物。俗称方棚油，浅黄色透明液体，相对密度 0. 895o凝固点(1)受主油箱的和储油箱之间的通道阻力影响。从传统变压器的设计分析，一般都有几个直角的 弯头，有几个直线通道，在主油箱和管道之间有缩放口，从 管道到储油箱也有缩放口。(2)储油箱都

5、装有橡皮油囊，橡 皮的弹性会产生储油阻力。(3)变压器呼吸器向环境释放气体也有阻力。(4)储油箱和主油箱之间的油位差压力。现设油流速：v二100cm/s；管道直径：d=8cm；设存在两个直角转弯，几段直管，两者之和：l=190cm；净油位差：h二160cm；为了计算的方便，本次计算中变压器呼吸器的设定为与 外界隔绝，也就是呼吸器失去作用。而储油箱中的橡皮油囊 当做是可以调节的容器，由于其调节的幅度非常之小，其变 化的空间也忽略不计。则以油柱计为计算指标的阻力大小式中：tl主油箱到输油管之间的阻力系数，取0.6； t2 输油管到储油箱之间的阻力系数，取1.1； t3输油管中直角弯头的阻力系数。取

6、0.2；v油的流速，取100cm/；h主油箱和储油箱的油位差，取150cm；l输油管直线管道的阻力系数，取决于油的粘度， 查表取值5. 2cm；则可以算出升压力为：由此可见，由于主油箱的强度取材和设计的存在着差 异，压力释放阀门生产企业的设计也无法形成固定的标准和 一致的参数，通过以上数值定量化计算，压力释放阀门的动 作值必须要大大小于最低的油压流动阻力，但不能与升压力 有较大的差距，从国内已经使用的压力释放阀门来看，一般 都是在10-55看一般都是kpa之间，我们不难发现，一旦瓦 斯继电器的整定流速为90cm/s,当变压器主油箱因为电弧等 因素影响导致气化升压，压力超过15.1kpa时，瓦斯

7、继电器 才会有反应，若压力释放阀门能在llkpa时就发生动作，那 么变压器的主油箱内的气压就会得到有效的控制，不会连续 攀升，压力达不到临界操作点，瓦斯继电器就不会有反应， 瓦斯继电器挡板结构图见图1,所以瓦斯继电器的整定流速 和压力释放阀门发生动作的设定值之间有着非常密切的因 果关系，这就要求在设计变压器时，必须考虑压力释放的途 径已经和瓦斯继电器互相关联的作用。4结语通过以上的分析可知，在设计变压器时，要注意以下两个方面:(1) 瓦斯继电器的流速整定值应该越小也好。因为变 压器在发生突发故障时，我们总希望能把故障的损伤降低到 最低的限度，从以上分析计算可知，只有当瓦斯继电器的流 速整定值达

8、到下限，才能提供足够的安全保护作用，之所以 还设定下限，是因为还要考虑地震等外界突发灾害性事件， 参照世界上先进的变压器设计方案，一般来说在选取整定值 下限时，都是以地震灾害为考量，地震强度达到7度的，最 佳的整定流速设定为0. 3m/s；地震强度达到8度的，建议设 定整定流速0.4m/s；当地震强度超过9度时，可以将整定流 速再提高一个千分点，地震强度再加大时，要加大相应的安 全系数，油管越大，流速相对可以取小点，油管越少流速必 须相应取大数。(2) 将压力释放阀的动作效果接近于电流全断。从计 算可知，当引发变压器故障的能量达到174kpa时，主油箱 的压力为15. lkpaa,如果在设计压力释放阀门的动作临界点 的值不对，后果也是非常严重的，比如将压力释放阀门的动 作设定为40kpa,要满足这个条件，等于是变压器内发生了 极其严重的故障，若已经发生了极其严重的故障，再动作势 必时与事无补，因此，要科学设定临界参数，一旦发生此类 事件，必须跳闸动作完全切断电源。参考文献1贺元康，赵鑫樊，江涛变压器相间短路后备保护中 负序阻抗继电器应用探讨j.电力系统自动化，2011 (15).2 李璐，陈正鸣，邙石，许东升瓦斯继电器误动作分 析及处理j.髙压电器，2009 (6).3 乔明，杨海蛟.变压器后故障方向继电器的动作行为 分析