體繼電器

氣體繼電器是油浸式變壓器上的重要安全保護(hù)裝置，它安裝在變壓器箱蓋與儲(chǔ)油柜的聯(lián)管上，在變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生的氣體或油流作用下接通信號(hào)或跳閘回路，使有關(guān)裝置發(fā)出警報(bào)信號(hào)或使變壓器從電網(wǎng)中切除，達(dá)到保護(hù)變壓器的作用。

氣體繼電器又稱瓦斯繼電器，是利用變壓器內(nèi)故障時(shí)產(chǎn)生的熱油流和熱氣流推動(dòng)繼電器動(dòng)作的元件，是變壓器的保護(hù)元件；瓦斯繼電器裝在變壓器的油枕和油箱之間的管道內(nèi)；如果充油的變壓器內(nèi)部發(fā)生放電故障，放電電弧使變壓器油發(fā)生分解，產(chǎn)生甲烷、乙炔、氫氣、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷等多種特征氣體，故障越嚴(yán)重，氣體的量越大，這些氣體產(chǎn)生后從變壓器內(nèi)部上升到上部的油枕的過程中，流經(jīng)瓦斯繼電器；若氣體量較少，則氣體在瓦斯繼電器內(nèi)聚積，使浮子下降，使繼電器的常開接點(diǎn)閉合，作用于輕瓦斯保護(hù)發(fā)出警告信號(hào)；若氣體量很大，油氣通過瓦斯繼電器快速?zèng)_出，推動(dòng)瓦斯繼電器內(nèi)擋扳動(dòng)作，使另一組常開接點(diǎn)閉合，重瓦斯則直接啟動(dòng)繼電保護(hù)跳閘，斷開斷路器，切除故障變壓器。

如果不能正確使用或使用不當(dāng)，則可能造成變壓器損壞。在電力工業(yè)中，油浸式電力變壓器應(yīng)用非常廣泛，在油浸式電力變壓器的內(nèi)部故障保護(hù)中，氣體繼電器保護(hù)是一種最基本的保護(hù)措施。

技術(shù)參數(shù)

遠(yuǎn)傳式sf6氣體密度繼電器

額定工作電壓

是指繼電器正常工作時(shí)線圈所需要的電壓。根據(jù)繼電器的型號(hào)不同，可以是交流電壓，也可以是直流電壓。

直流電阻

是指繼電器中線圈的直流電阻，可以通過萬能表測量。

吸合電流

是指繼電器能夠產(chǎn)生吸合動(dòng)作的最小電流。在正常使用時(shí)，給定的電流必須略大于吸合電流，這樣繼電器才能穩(wěn)定地工作。而對于線圈所加的工作電壓，一般不要超過額定工作電壓的1.5倍，否則會(huì)產(chǎn)生較大的電流而把線圈燒毀。

釋放電流

是指繼電器產(chǎn)生釋放動(dòng)作的最大電流。當(dāng)繼電器吸合狀態(tài)的電流減小到一定程度時(shí)，繼電器就會(huì)恢復(fù)到未通電的釋放狀態(tài)。這時(shí)的電流遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于吸合電流。

觸點(diǎn)切換電壓和電流

是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小，使用時(shí)不能超過此值，否則很容易損壞繼電器的觸點(diǎn)。

測線圈

可用萬能表R×10Ω檔測量繼電器線圈的阻值，從而判斷該線圈是否存在著開路現(xiàn)象。

測量吸合電壓和吸合電流

找來可調(diào)穩(wěn)壓電源和電流表，給繼電器輸入一組電壓，且在供電回路中串入電流表進(jìn)行監(jiān)測。慢慢調(diào)高電源電壓，聽到繼電器吸合聲時(shí)，記下該吸合電壓和吸合電流。為求準(zhǔn)確，可以試多幾次而求平均值。

測量釋放電壓和釋放電流

也是像上述那樣連接測試，當(dāng)繼電器發(fā)生吸合后，再逐漸降低供電電壓，當(dāng)聽到繼電器再次發(fā)生釋放聲音時(shí)，記下此時(shí)的電壓和電流，亦可嘗試多幾次而取得平均的釋放電壓和釋放電流。一般情況下，繼電器的釋放電壓約在吸合電壓的10~50%，如果釋放電壓太?。ㄐ∮?/span>1/10的吸合電壓），則不能正常使用了，這樣會(huì)對電路的穩(wěn)定性造成威脅，工作不可靠。

電符號(hào)

數(shù)字式sf6氣體密度繼電器

繼電器線圈在電路中用一個(gè)長方框符號(hào)表示，如果繼電器有兩個(gè)線圈，就畫兩個(gè)并列的長方框。同時(shí)在長方框內(nèi)或長方框旁標(biāo)上繼電器的文字符號(hào)“J”。繼電器的觸點(diǎn)有兩種表示方法：一種是把它們直接畫在長方框一側(cè)，這種表示法較為直觀。另一種是按照電路連接的需要，把各個(gè)觸點(diǎn)分別畫到各自的控制電路中，通常在同一繼電器的觸點(diǎn)與線圈旁分別標(biāo)注上相同的文字符號(hào)，并將觸點(diǎn)組編上號(hào)碼，以示區(qū)別。繼電器的觸點(diǎn)有三種基本形式：

動(dòng)合型（H型）線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是斷開的，通電后，兩個(gè)觸點(diǎn)就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。

動(dòng)斷型（D型）線圈不通電時(shí)兩觸點(diǎn)是閉合的，通電后兩個(gè)觸點(diǎn)就斷開。用斷字的拼音字頭“D”表示。

轉(zhuǎn)換型（Z型）這是觸點(diǎn)組型。這種觸點(diǎn)組共有三個(gè)觸點(diǎn)，即中間是動(dòng)觸點(diǎn)，上下各一個(gè)靜觸點(diǎn)。線圈不通電時(shí)，動(dòng)觸點(diǎn)和其中一個(gè)靜觸點(diǎn)斷開和另一個(gè)閉合，線圈通電后，動(dòng)觸點(diǎn)就移動(dòng)，使原來斷開的成閉合，原來閉合的成斷開狀態(tài)，達(dá)到轉(zhuǎn)換的目的。這樣的觸點(diǎn)組稱為轉(zhuǎn)換觸點(diǎn)。用“轉(zhuǎn)”字的拼音字頭“z”表示。

選用

先了解必要的條件：

①控制電路的電源電壓，能提供的最大電流；

②被控制電路中的電壓和電流；③被控電路需要幾組、什么形式的觸點(diǎn)。

選用繼電器時(shí)，一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據(jù)?？刂齐娐窇?yīng)能給繼電器提供足夠的工作電流，否則繼電器吸合是不穩(wěn)定的。 查閱有關(guān)資料確定使用條件后，可查找相關(guān)資料，找出需要的繼電器的型號(hào)和規(guī)格號(hào)。若手頭已有繼電器，可依據(jù)資料核對是否可以利用。最后考慮尺寸是否合適。

注意器具的容積。若是用于一般用電器，除考慮機(jī)箱容積外，小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。對于小型電器，如玩具、遙控裝置則應(yīng)選用超小型繼電器產(chǎn)品。

內(nèi)部故障

當(dāng)變壓器內(nèi)部出現(xiàn)匝間短路，絕緣損壞，接觸不良，鐵芯多點(diǎn)接地等故障時(shí)，都將產(chǎn)生大量的熱能，使油分解出可燃性氣體，向儲(chǔ)油柜方向流動(dòng)。當(dāng)流速超過氣體繼電器的整定值時(shí)，氣體繼電器的檔板受到?jīng)_擊，使繼電器跳閘，從而避免事故擴(kuò)大，這種情況通常稱之為重瓦斯保護(hù)動(dòng)作。當(dāng)氣體沿油面上升，聚集在氣體繼電器內(nèi)超過30ml時(shí)，也可使氣體繼電器的信號(hào)接點(diǎn)接通，發(fā)出警報(bào)，發(fā)生輕瓦斯保護(hù)。如某臺(tái)35kV、4.2MVA的主變壓器，輕瓦斯保護(hù)一天連續(xù)動(dòng)作兩次，色譜分析為裸金屬過熱，經(jīng)測直流電阻為分接開關(guān)故障，吊芯檢查發(fā)現(xiàn)分接開關(guān)的動(dòng)靜觸點(diǎn)錯(cuò)位2/3，這是引起氣體繼電器動(dòng)作的根本原因。

氣體繼電器

輔助設(shè)備異常

①呼吸系統(tǒng)不暢通。變壓器的呼吸系統(tǒng)包括氣囊呼吸器，防暴簡呼吸器(有的變壓器兩者合一)等，呼吸系統(tǒng)不暢或堵塞往往會(huì)造成輕、重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，并大多伴有噴油或跑油現(xiàn)象。

②冷卻系統(tǒng)漏氣。當(dāng)冷卻系統(tǒng)密封不嚴(yán)進(jìn)入了空氣或新投入運(yùn)行的變壓器未經(jīng)真空脫氣時(shí)，都會(huì)引起氣體繼電器的動(dòng)作。③冷卻器入口閥門關(guān)閉。冷卻器入口閥門關(guān)閉造成堵塞，相當(dāng)于潛油泵向變壓器注入空氣，造成氣體繼電器頻繁動(dòng)作。

④散熱器上部進(jìn)油閥門關(guān)閉。散熱器上部進(jìn)入油閥門關(guān)閉，也會(huì)引起氣體繼電器的頻繁動(dòng)作。

⑤潛油泵缺陷對油中氣體產(chǎn)生很大影響，其因?yàn)槭菨撚捅帽旧頍龘p，使油熱分解，產(chǎn)生大量可燃性氣體。

⑥變壓器進(jìn)氣。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)表明，輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作絕大多數(shù)是由于變壓器進(jìn)入空氣所致。造成進(jìn)氣的原因很多，主要有：密封墊老化和破損，法蘭結(jié)合面變形，油循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)氣，潛油泵濾網(wǎng)堵塞，焊接處砂眼進(jìn)氣等。

⑦變壓器內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓區(qū)。變壓器在運(yùn)行中有的部位的閥門可能被誤關(guān)閉。油枕下部與油箱連通管上的蝶閥或氣體繼電器與油枕連通管之間的蝶閥被誤關(guān)閉。也可能是安裝時(shí)，油枕上蓋關(guān)得很緊而吸濕器下端的密封膠圈又未取下等。由于上述原因，當(dāng)氣溫下降時(shí)，變壓器主體內(nèi)油的體積縮小，而缺油又不能及時(shí)補(bǔ)充過來，致使油箱頂部或氣體繼電器內(nèi)出現(xiàn)負(fù)壓區(qū)，有時(shí)在氣體繼電器中還會(huì)形成油氣上、下浮動(dòng)。油中逸出的氣體向負(fù)壓區(qū)流動(dòng)最終導(dǎo)致氣體繼電器動(dòng)作。

⑧油枕油室中有氣體。大型變壓器通常裝膠囊隔膜式油枕，膠囊將油枕分為氣室和油室兩部分。若油室中有氣體，當(dāng)運(yùn)行時(shí)油面升高就會(huì)產(chǎn)生假油面，嚴(yán)重時(shí)會(huì)從呼吸器噴油或防爆膜破裂。此時(shí)變壓器油箱內(nèi)的壓力經(jīng)呼吸器法蘭突然釋放，在氣體繼電器管路產(chǎn)生油流，同時(shí)升高座等死區(qū)的氣體被壓縮而積累的能量也突然釋放，使油流的速度加快，導(dǎo)致瓦斯保護(hù)動(dòng)作。

⑨凈油器的氣體進(jìn)入變壓器。在檢修后安裝凈油器時(shí)，由于排氣不徹底，凈油器入口膠墊密封不好等原因，使空氣進(jìn)入變壓器導(dǎo)致瓦斯保護(hù)動(dòng)作。另外，停用凈油器時(shí)也可能引起輕瓦斯保護(hù)動(dòng)作。

放氣操作不當(dāng)

當(dāng)氣溫很高，變壓器負(fù)荷又大時(shí)，或雖然氣溫不很高，負(fù)荷突然增大時(shí)，油位計(jì)油位會(huì)異常升高(壓力表指示數(shù)增大)，此時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行放氣。但放氣時(shí)，必須是緩慢地打開放氣閥。如果快速大開閥門，油枕內(nèi)空間壓力會(huì)驟然降低，使油箱的油迅速涌向油枕，導(dǎo)致重瓦斯保護(hù)動(dòng)作，引起跳閘。

結(jié)論：通過對變壓器故障進(jìn)行分析，找出了氣體繼電器動(dòng)作的原因，針對不同的原因可以判斷出變壓器發(fā)出故障的性質(zhì)和部位，進(jìn)行有效的修理，盡快恢復(fù)正常運(yùn)行。

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