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

當然,剛投入的變壓器通電后,油受熱使油中溶解的氣體上升,及其他一些因發熱產生的氣體也可以使瓦斯繼電器誤動作。

額定工作電壓

是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。根據繼電器的型號不同,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

是指繼電器能夠產生吸合動作的最小電流。在正常使用時,給定的電流必須略大于吸合電流,這樣繼電器才能穩定地工作。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,否則會產生較大的電流而把線圈燒毀。

釋放電流

是指繼電器產生釋放動作的最大電流。當繼電器吸合狀態的電流減小到一定程度時,繼電器就會恢復到未通電的釋放狀態。這時的電流遠遠小于吸合電流。

觸點切換電壓和電流

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,使用時不能超過此值,否則很容易損壞繼電器的觸點。

測觸點電阻

用萬能表的電阻檔,測量常閉觸點與動點電阻,其阻值應為0;而常開觸點與動點的阻值就為無窮大。由此可以區別出那個是常閉觸點,那個是常開觸點。

測量吸合電壓和吸合電流

找來可調穩壓電源和電流表,給繼電器輸入一組電壓,且在供電回路中串入電流表進行監測。慢慢調高電源電壓,聽到繼電器吸合聲時,記下該吸合電壓和吸合電流。為求準確,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,當繼電器發生吸合后,再逐漸降低供電電壓,當聽到繼電器再次發生釋放聲音時,記下此時的電壓和電流,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%,如果釋放電壓太小(小于1/10的吸合電壓),則不能正常使用了,這樣會對電路的穩定性造成威脅,工作不可靠。

繼電器線圈在電路中用一個長方框符號表示,如果繼電器有兩個線圈,就畫兩個并列的長方框。同時在長方框內或長方框旁標上繼電器的文字符號"J"。繼電器的觸點有兩種表示方法:一種是把它們直接畫在長方框一側,這種表示法較為直觀。另一種是按照電路連接的需要,把各個觸點分別畫到各自的控制電路中,通常在同一繼電器的觸點與線圈旁分別標注上相同的文字符號,并將觸點組編上號碼,以示區別。繼電器的觸點有三種基本形式:

動合型(H型)線圈不通電時兩觸點是斷開的,通電后,兩個觸點就閉合。以合字的拼音字頭"H"表示。

動斷型(D型)線圈不通電時兩觸點是閉合的,通電后兩個觸點就斷開。用斷字的拼音字頭"D"表示。

轉換型(Z型)這是觸點組型。這種觸點組共有三個觸點,即中間是動觸點,上下各一個靜觸點。線圈不通電時,動觸點和其中一個靜觸點斷開和另一個閉合,線圈通電后,動觸點就移動,使原來斷開的成閉合,原來閉合的成斷開狀態,達到轉換的目的。這樣的觸點組稱為轉換觸點。用"轉"字的拼音字頭"z"表示。

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。

選用繼電器時,一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據�？刂齐娐窇�能給繼電器提供足夠的工作電流,否則繼電器吸合是不穩定的。 查閱有關資料確定使用條件后,可查找相關資料,找出需要的繼電器的型號和規格號。若手頭已有繼電器,可依據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、遙控裝置則應選用超小型繼電器產品。

當變壓器內部出現匝間短路,絕緣損壞,接觸不良,鐵芯多點接地等故障時,都將產生大量的熱能,使油分解出可燃性氣體,向儲油柜方向流動。當流速超過氣體繼電器的整定值時,氣體繼電器的檔板受到沖擊,使繼電器跳閘,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超過30ml時,也可使氣體繼電器的信號接點接通,發出警報,發生輕瓦斯保護。如某臺35kV、4.2MVA的主變壓器,輕瓦斯保護一天連續動作兩次,色譜分析為裸金屬過熱,經測直流電阻為分接開關故障,吊芯檢查發現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。

氣體繼電器

輔助設備異常

①呼吸系統不暢通。變壓器的呼吸系統包括氣囊呼吸器,防暴簡呼吸器(有的變壓器兩者合一)等,呼吸系統不暢或堵塞往往會造成輕、重瓦斯保護動作,并大多伴有噴油或跑油現象。

②冷卻系統漏氣。當冷卻系統密封不嚴進入了空氣或新投入運行的變壓器未經真空脫氣時,都會引起氣體繼電器的動作。③冷卻器入口閥門關閉。冷卻器入口閥門關閉造成堵塞,相當于潛油泵向變壓器注入空氣,造成氣體繼電器頻繁動作。

④散熱器上部進油閥門關閉。散熱器上部進入油閥門關閉,也會引起氣體繼電器的頻繁動作。

⑤潛油泵缺陷對油中氣體產生很大影響,其因為是潛油泵本身燒損,使油熱分解,產生大量可燃性氣體。

⑥變壓器進氣。運行經驗表明,輕瓦斯保護動作絕大多數是由于變壓器進入空氣所致。造成進氣的原因很多,主要有:密封墊老化和破損,法蘭結合面變形,油循環系統進氣,潛油泵濾網堵塞,焊接處砂眼進氣等。

⑦變壓器內出現負壓區。變壓器在運行中有的部位的閥門可能被誤關閉。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​被誤關閉。也可能是安裝時,油枕上蓋關得很緊而吸濕器下端的密封膠圈又未取下等。由于上述原因,當氣溫下降時,變壓器主體內油的體積縮小,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出現負壓區,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流動最終導致氣體繼電器動作。

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,當運行時油面升高就會產生假油面,嚴重時會從呼吸器噴油或防爆膜破裂。此時變壓器油箱內的壓力經呼吸器法蘭突然釋放,在氣體繼電器管路產生油流,同時升高座等死區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。

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。

放氣操作不當

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,油位計油位會異常升高(壓力表指示數增大),此時應及時進行放氣。但放氣時,必須是緩慢地打開放氣閥。如果快速大開閥門,油枕內空間壓力會驟然降低,使油箱的油迅速涌向油枕,導致重瓦斯保護動作,引起跳閘。

結論:通過對變壓器故障進行分析,找出了氣體繼電器動作的原因,針對不同的原因可以判斷出變壓器發出故障的性質和部位,進行有效的修理,盡快恢復正常運行。