氣體繼電器保護是油浸式電力變壓器內(nèi)部故障的一種基本保護。近幾年來，由于多種原因?qū)е職怏w繼電器動作頻繁，引起運行、檢修、試驗人員廣泛重視，共同關心氣體繼電器的動作原因和判斷方法，以避免判斷造成設備損壞或人力物力浪費。
氣體繼電器動作有三種原因：一是變壓器內(nèi)部存在故障；二是變壓器附件或輔助系統(tǒng)存在缺陷；三是氣體繼電器發(fā)生誤動作。下面簡介如下：
（1）變壓器內(nèi)部故障。當變壓器內(nèi)部出現(xiàn)匝間短路、絕緣損壞、接觸不良、鐵芯多點接地等故障時，都將產(chǎn)生大量的熱量，使油分解出可燃性氣體，向油枕（儲油柜）方向流動。當流速超過氣體繼電器的整定值時，氣體繼電器的擋板受到?jīng)_擊，使斷路器跳閘，從而避免事故擴大，這種情況通常稱之為重瓦斯保護動作。當氣體沿油面上升，聚集在氣體繼電器內(nèi)超過30mL時，也可以使氣體繼電器的信號接通，發(fā)出警報，通常稱之為輕瓦斯保護動作。
例如：①某臺220kV、120MVA主變壓器瓦斯保護動作，經(jīng)試驗和吊芯檢查判斷為35kV側B相繞組上部匝間絕緣損壞，形成層或匝間短路造成的。②某220kV、60MVA的主變壓器輕，重瓦斯保護動作，經(jīng)綜合分析和放油檢查確定為63kV側B相套管均壓球?qū)ι咦烹娫斐傻模c推斷吻合，避免了吊芯價差。③某臺35kV、4.2MVA的主變壓器，經(jīng)瓦斯保護一天連續(xù)動作兩次，色譜分析為裸金屬過熱，經(jīng)測直流電阻為分接開關故障，吊芯價差發(fā)現(xiàn)分接開關的動靜觸點錯位2/3。這是引起氣體繼電器動作的根本原因。
（2）輔助設備異常
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、防爆筒呼吸器（有的產(chǎn)品兩者合一）等。分析表明，呼吸系統(tǒng)不暢或堵塞會造成輕重瓦斯保護動作，并大多伴有噴油或跑油現(xiàn)象。例如，某臺110kV、63MVA主變壓器，投運半年后，輕重瓦斯保護動作，且壓力閥噴油。但色譜分析正常，經(jīng)檢查，輕、重瓦斯保護動作的原因為變壓器氣囊呼吸堵塞。又如某臺220kV、120MVA主變壓器，在氣溫為33~35℃下運行，上層油溫為75~80℃。在系統(tǒng)無任何沖擊的情況下，突然重瓦斯保護動作跳閘，經(jīng)試驗和檢查，證明是呼吸器堵塞，在高溫下突通造成油流沖擊，導致重瓦斯保護動作。
2）冷卻系統(tǒng)漏氣。當冷卻系統(tǒng)密封不嚴進入了空氣，或新投入運行的變壓器未經(jīng)真空脫氣時，都會引起氣體繼電器的動作。例如某臺主變氣體繼電器頻繁動作，經(jīng)分析是空氣進入冷卻系統(tǒng)引起的，最后查出第7號風冷器漏氣。
3）冷卻器入口閥口關閉。冷卻器入口閥門關閉造成堵塞也會引起氣體繼電器頻繁動作。例如，某電廠廠用變壓器大修后，投運一段時間，氣體繼電器突然動作，但色譜分析正常，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)冷卻器入口閥門造成堵塞，相當于潛油泵想變壓器注入空氣，造成氣體繼電器頻繁動作。
4）散熱器上部進油閥門關閉，也會引起氣體繼電器的頻繁動作。例如，某220kV、120MVA主變壓器沖擊送電時，冷卻系統(tǒng)投入則發(fā)生重瓦斯保護動作引起跳閘。其原因是因為變壓器#7散熱器上部進油蝶閥被誤關閉，而下部出油蝶閥處于正常打開位置，當裝于該處的潛油泵通電后，迅速將散熱器內(nèi)的油排入本體，散熱器內(nèi)呈真空狀態(tài)，本體油量增加時，油便以很快的速度經(jīng)氣體繼電器及管路流向油枕，在告訴油流沖擊下，氣體繼電器動作導致跳閘。
5）潛油泵缺陷對油中氣體有很大影響，其一是潛油泵本身燒損，使本體油熱分解，產(chǎn)生大量可燃性氣體。例如某110kV、75MVA的主變壓器，由于潛油泵嚴重磨損，在一周內(nèi)使油中總烴由786ppm增到1491ppm。其二是當窺視玻璃破裂時，由于軸尖處油流急速而造成負壓，可以帶入大量空氣。即使玻璃未破裂，也有由于濾網(wǎng)堵塞形成負壓空間使油脫出氣泡，其結果氣體繼電器動作，這種情況比較常見。例如，某220kV、120MVA強油導向風冷變壓器的氣體繼電器頻繁動作，其原因之一就是潛油泵內(nèi)分流冷卻回路底部的濾網(wǎng)堵塞而造成的。又如，某220kV、120MVA主變壓器輕瓦斯保護動作，是由于潛油泵負壓區(qū)漏氣造成的。
6）變壓器進氣。運行經(jīng)驗表明，輕瓦斯保護動作絕大多數(shù)是由于變壓器進入空氣所致。造成進氣的原因較多，主要有：密封墊老化和破損、法蘭結合面變形、油循環(huán)系統(tǒng)進氣、潛油泵濾網(wǎng)堵塞、焊接處砂眼進氣等。例如某臺220kV、120MVA的主變壓器，輕瓦斯保護頻繁動作，用平衡判據(jù)分析油樣和氣樣表明，油中溶解氣體的理論值與實測值近似相等，且故障氣體各組分含量較小，故該變壓器內(nèi)部沒有故障。經(jīng)過反復檢查，最后確定輕瓦斯保護動作是由于油循環(huán)系統(tǒng)密封不良進氣造成的。
7）變壓器內(nèi)出現(xiàn)負壓區(qū)。變壓器在運行中有的部位的閥門可能被誤關閉，如：①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；②安裝時，油枕上蓋關得很緊而吸濕器下端的密封膠圈又未取下等。由于上述閥門被誤關閉，當氣溫下降時，變壓器主體內(nèi)油的體積縮小，而缺油又不能及時補充過來，致使油箱頂部或氣體繼電器內(nèi)出現(xiàn)負壓區(qū)，有時在氣體繼電器中還會形成油氣上下浮動。油中逸出的氣體向負壓區(qū)流動，最終導致氣體繼電器動作。例如，某220kV的主變壓器，由于在短路事故后關閉了油枕下部與油箱連通管上的閥門，投運后又未打開，使變壓器主體內(nèi)“缺油集氣”，造成輕瓦斯保護頻繁動作。又如某35kV、5600kVA主變壓器在兩次大雨中均發(fā)生重瓦斯保護動作，就是因為夜間突降大雨，使變壓器急劇冷卻，內(nèi)部油位也隨之下降，由于蝶閥關閉，油枕內(nèi)的油不能隨油位一同下降，在氣體繼電器內(nèi)形成了一個無油的負壓區(qū)，使溶解在油中的氣體逸出并充滿了氣體繼電器，造成氣體繼電器的下浮桶下沉，引起重瓦斯保護動作。
8）油枕油室中有氣體。大型變壓器通常裝有膠囊隔膜式油枕，膠囊將油枕分為氣室和油室兩部分。若油室中有氣體，當運行時油面升高就會產(chǎn)生假油面，嚴重時會從呼吸器噴油或防爆膜破裂。此時變壓器油箱內(nèi)的的壓力經(jīng)呼吸器法蘭突然釋放，在氣體繼電器管路產(chǎn)生油流，同時套管升高座等死區(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，導致瓦斯保護動作。例如某電廠#2主變壓器就是因油枕油室中有氣體受熱時對油室產(chǎn)生附加壓力所致。
9）凈油器的氣體進入變壓器。在檢修后安裝凈油器時，由于排氣不徹底，凈油器入口膠墊密封不好等原因，使空氣進入變壓器導致輕瓦斯保護動作。
另外，停用凈油器時也可能引起輕瓦斯保護動作。例如，某110kV、31.5MVA的主變壓器，因其凈油器滲漏而停用時，由于凈油器上下蝶閥沒有關死，變壓器本體的油仍可以滲到凈油器中，迫使凈油器中的空氣進入本體，集在氣體繼電器中造成主變壓器發(fā)生輕瓦斯保護動作。
10）氣溫驟降。對開放式的變壓器，其油中總氣量約為10%，大多數(shù)分解氣體在油中的溶解度是隨溫度的升高而降低的。但空氣卻不同，當溫度身高時，它在油中的溶解度是增加的。因此，對于空氣飽和的油，如果溫度降低，將會有空氣釋放出來。即使油未飽和，但當負荷或環(huán)境溫度驟然降低時，油的體積收縮，油面壓力來不及通過呼吸器與大氣平衡而降低，油中溶解的空氣也會釋放出來。所以，運行正常的變壓器，壓力和溫度下降時，有時空氣成為過飽和而逸出，嚴重時甚至引起瓦斯保護運作。例如，某35kV、5600kVA的變壓器，就發(fā)生過因溫度驟降，引起瓦斯保護動作的現(xiàn)象。
11）忽視氣體繼電器防雨。氣體繼電器的接線端子有的采用圓柱形瓷套管絕緣。固定在繼電器頂蓋上的接線盒里，避免下雨時油枕上的雨水滴進接線盒內(nèi)。該接線盒蓋子改好后海應當用外罩罩住。某110kV、10MVA的主變壓器的氣體繼電器既無接線盒的蓋子又無防雨罩（實際是丟在地面上），以至于下雨時，氣體繼電器的觸點被接線端子和地之間的雨水漏電阻短接，使跳閘回路接通。當出口繼電器兩端電壓達到其動作電壓時，導致變壓器兩側的斷路器跳閘。顯然，在上述條件下，若出口斷路器的動作電壓過低，就更容易引起跳閘。
（3）放電操作不當。當氣溫很高、變壓器負荷又大時，或雖然氣溫不很高，負荷突然增大時，運行值班員應加強巡視，發(fā)現(xiàn)油位計油位異常升高（壓力表指示數(shù)增大）時，應及時進行放氣。放氣時，必須是緩慢地打開放氣閥，而不要快速大開閥門，以防止因油枕空間壓力驟然降低，油箱的油迅速涌向油枕，而導致重瓦斯保護動作，引起跳閘。
氣體繼電器動作后的判斷方法如下：
氣體繼電器動作后，一方面要調(diào)查運行、檢修情況；另一方面應取油樣進行色譜分析，利用平衡判斷等進行綜合判斷，確定變壓器是內(nèi)部故障還是附屬設備故障，進而確定故障的性質(zhì)、部位或部件，以便及時進行檢修。 | 
