國網冀北電力有限公司、國網節能服務有限公司的研究人員林林、黃柯、王建偉、程智鵬、朱夢鴿，在2019年第7期《電氣技術》雜誌上撰文，介紹了一起500kV電抗器輕瓦斯保護動作故障案例，對故障電抗器瓦斯繼電器的結構及輕瓦斯動作原理進行了說明。

透過分析得出了此次輕瓦斯保護動作是由於維護後對油氣分離盒處理不當以及油氣分離盒結構不合理等原因造成的結論，並提出了電抗器維護中應注意的事項及油氣分離盒結構改進的意見。

瓦斯繼電器是油浸式高壓並電抗器主要的非電量保護裝置之一，瓦斯繼電器動作後，根據其中收集的氣體成分分析便可初步判斷電抗器故障型別。對於一些已出現氣體成分異常但由於停電計劃等原因安排加強監視、關注油色譜資料變化的電抗器，在發生瓦斯繼電器輕瓦斯動作後，如果不及時準確的分析判斷出故障原因，輕則給執行、檢修、試驗等部門帶來麻煩，重則造成主變跳閘，使用者停電。

為了防範此類故障的再發生，本文對冀北電網一起監視執行狀態的500kV電抗器輕瓦斯動作故障進行分析，分別從油浸式高壓並電抗器維護過程和油氣分離盒結構上找出了導致此次故障發生的原因，由此提出了相應的改進措施並取得較好效果。

1事件經過

2018年5月5日11：07，冀北電網某500kV線路並聯電抗器發輕瓦斯報警訊號。現場檢查該電抗器瓦斯繼電器內有無色氣體，氣量約350mL，電抗器無異聲、呼吸器呼吸正常，油溫正常為47℃。

對本體電抗器油進行色譜分析，資料見表1；對瓦斯繼電器取氣，並進行氣體成分分析，資料見表2；從資料對比來看，油色譜資料較以往無明顯增長。進一步查詢產氣原因，首先對電抗器套管升高座、散熱器等部位進行放氣，無氣體。檢查儲油櫃底部油氣分離盒，能夠放出氣體。

表1 故障相電抗器油色譜分析資料

表2 故障相電抗器氣體成分分析資料

2原因分析

故障相電抗器於2018年3月例行檢修試驗時發現C2H2氣體含量異常：C2H2氣體含量由上次的0。5μL/L增加到1。9μL/L，從歷史資料來看，該電抗器C相自投運以來長期存在0。3~0。5μL/L的C2H2，資料比較穩定。發現異常後對電抗器開展超聲區域性放電檢測和複測。

測試過程中A、B相基本無超聲訊號，C相油枕下方工頻超聲訊號最大，油枕對側訊號最小。就測試結果分析認為該相電抗器主絕緣不存在放電現象，故決定對該電抗器加強監視，關注油色譜資料變化情況。

電抗器輕瓦斯保護動作於訊號，其動作值按氣體容積整定，整定值為250~300mL。正常情況下，瓦斯繼電器內是充滿變壓器油的，輕瓦斯接點斷開。變壓器內部發生缺陷產生氣體時，這些氣體聚集在瓦斯繼電器內而導致浮球隨油麵下降。達到定值後接點閉合，發出輕瓦斯報警訊號。

故障相電抗器儲油櫃剖面圖如圖1所示。經現場檢查，故障相電抗器儲油櫃底部設計有油氣分離盒，油氣分離盒是為了電抗器安裝時，防止氣體進入儲油櫃內部而設定的，電抗器安裝時，當變壓器油進入盒內時，盒的上部聚集一定量的氣體，安裝完成後，需要向外排氣，該相電抗器的油氣分離盒無觀察窗，安裝時無法觀察內部是否有氣體。油氣分離盒結構如圖2所示。

圖1 儲油櫃剖面圖

隨著氣體體積的膨脹，在油麵低於圖2中管路①的下口前，油麵將一直下降；當油麵低於管路①的下口時，儲油櫃內的絕緣油進入油氣分離盒，但油麵不會高於管路①的下口。在油麵低於管路②的上邊緣前，瓦斯保護不動作；當油麵低於管路②的上邊緣後，瓦斯及其管路內的絕緣油將隨油氣分離盒內的油麵共同下降，氣體進入瓦斯繼電器，導致瓦斯繼電器輕瓦斯動作報警。油氣分離盒現場實物如圖3所示。

圖2 油氣分離盒結構圖

圖3 油氣分離盒現場實物圖

3防範措施及改進

發生此次輕瓦斯動作故障後，立即對該線路A、B相電抗器和該變電站其他電抗器的儲油櫃進行檢查，儲油櫃下部均無油氣分離盒，其儲油櫃下部結構如圖4所示。對於此類故障的防範，應先對運維的變壓器及電抗器進行全面排查，對同結構的儲油櫃建立詳細臺賬。

同時，對標準化作業指導書進行修編，結合檢修對同類型儲油櫃進行排氣，避免投運後因排氣不徹底發生輕瓦斯動作。繼續加強對該電抗器的油色譜資料跟蹤，將跟蹤週期縮短為兩天一次，出現數據異常增長時及時上報。

圖4 該變電站其他電抗器的儲油櫃下部實物圖

在新建工程的裝置選型和可研初設時，應特別注意儲油櫃與瓦斯繼電器連線結構。建議新建變電站在變壓器（電抗器）選型設計時不使用油氣分離盒設計，若因廠家設計等原因儲油櫃下方有油氣分離盒時，出廠時必須加裝觀察窗，同時對觀察窗材質的防凍抗裂指標提出要求。

結論

這是一起典型的運維檢修過程中由於對變壓器結構瞭解不全面，導致變壓器油路排氣不徹底導致的輕瓦斯告警的事件。

透過對故障過程分析可以看出，對於帶有油氣分離盒的儲油櫃，當發生輕瓦斯報警時，應採取以下措施：

①確認瓦斯繼電器及儲油櫃內的油麵，防止因假油位未及時發現，確保變壓器具有充足的絕緣油；②檢查呼吸器的呼吸是否正常，以防呼吸不暢引起的較大負壓；③若油氣分離盒無觀察窗，應立即取氣分析，確定氣體成分，判斷缺陷原因，制定檢修策略；④若油氣分離盒有觀察窗時，應特別注意瓦斯繼電器和觀察窗油麵高低，當瓦斯繼電器內油麵較低時，應先確認儲油櫃油位正常且呼吸通暢後，再考慮透過放氣管放出油氣分離盒內氣體。