變壓器非電量保護——保護繼電器（瓦斯繼電器）

01、變壓器用保護繼電器簡介

保護繼電器（瓦斯繼電器）是變壓器非電量保護裝置之一，可以保護變壓器有載調壓開關/本體在操作過程中內部發生故障時，進行準確判斷和動作，達到保護有載調壓開關和變壓器本體的目的。

保護繼電器由於廠家製造質量、運輸、校驗或安裝不當等因素，實際運行中極易發生故障，導致誤動作出口跳閘，給核電廠安全穩定運行帶來極大影響。下圖為變壓器保護繼電器結構圖

02、變壓器用保護繼電器動作原理介紹

（以德國MR公司RS-2001係列保護繼電器為例）

保護繼電器內動作元件由帶永久磁鐵的擋板組成，該磁鐵用於驅動幹簧管內的兩個簧片動作，並將擋板吸牢在“IN SERVICE”（運行）位置上。擋板不能停留在中間位置上，保護繼電器隻有在開關頭到油枕發生油流動時才動作。流動的油驅動擋板翻轉到“OFF”（斷開）位置，由此驅動幹簧片常開觸點閉合。

當有載調壓開關在調壓操作過程中發生故障時，會產生大量氣體積聚，並形成高速油流通過聯管，經保護繼電器衝向油枕。當油流速度超過定值時，推動保護繼電器內部擋板發生翻轉，使得幹簧管中的常開觸點閉合，回路導通，重瓦斯信號送入非電量保護裝置後出口跳閘，切除變壓器。

03、故障分析

1. 故障分析1

（有載調壓開關外部油回路導致故障）

有載調壓開關采用的保護繼電器為RS2001型，故障發生後若有載分接開關和儲油櫃之間的油流速度超過規定值時（1.2m/s±0.2m/s），繼電器即動作。

在對有載調壓開關外部油回路檢查中發現，從保護繼電器到儲油櫃的管路坡度不符合規範（要求2°～5°），由於法蘭的加工工藝問題，該處形成了折角結構，如下圖所示

該結構導致氣體積存在折角處，當氣泡累積足夠大時突然通過折角，可能衝動保護繼電器擋板，導致動作。

解決方案：基於上述分析和檢查情況，對保護繼電器至有載分接開關儲油櫃間的油管進行了調整，調整後油管滿足仰角要求，並消除了折角結構。此外，考慮到油路高端油管也可能積存有氣體無法排出，對相關位置進行了排氣操作。

2. 故障分析2

（變壓器油低溫條件下運動粘性降低導致故障）

當環境溫度降低，到達變壓器油凝點時，變壓器油可能出現局部的、不連續的結凝，同時變壓器油的“低溫運動粘性”增大。此時如果變壓器重瓦斯保護附近管道出現油粘度增大甚至油的凝結，就會出現變壓器瓦斯保護誤動的情況。

3. 故障分析3

（瓦斯信號開入持續時間影響保護動作報文）

YZZWSS為中間繼電器，TJ為跳閘出口繼電器。當有載調壓重瓦斯繼電器動作，信號開入接點閉合。回路從控製正電源到YZZWS 中間繼電器再到控製負電源接通，YZZWS 中間繼電器線圈帶電；對應的常開接點YZZWS 接點閉合，從而控製正電源到跳閘出口繼電器TJ再到出口壓板最後到控製負電源回路導通；當出口跳閘繼電器TJ線圈帶電，對應的跳閘回路接通實現斷路器的跳閘。

通過繼電保護測試儀的開關量輸出功能對主變壓器非電量保護進行試驗發現：在有載重瓦斯開入信號持續7～28ms時，有載重瓦斯動作跳模擬斷路器，但無報文顯示；當有載重瓦斯開入信號持續29ms或更長時間，有載重瓦斯動作跳模擬斷路器後立即顯示有載重瓦斯動作的報文。