瓦斯继电器(又称气体继电器)它是油浸式变压器最重要的一种非电量保护装置。瓦斯继电器用于监测油浸式变压器内部故障。当变压器内部发生轻微故障(如绝缘材料老化、匝间短路)或严重故障(如严重短路、绝缘击穿)时,会产生气体或造成油流涌动,瓦斯继电器便能检测到这些变化,使气体继电器的接点动作,接通指定的控制回路并发出报警信号(轻瓦斯)或直接切断变压器供电(重瓦斯)。
瓦斯继电器安装在变压器油箱与油枕(储油柜)之间的连接管道上,如下图所示。

瓦斯继电器内部通常有两个元件:集气盒(上浮子),轻瓦斯保护:感应气体积累的速度和体积。
挡板(下浮子),重瓦斯保护:感应油流涌动的速度。

1、轻瓦斯动作(报警信号)
当变压器内部局部过热或绝缘材料缓慢老化时,变压器油会分解产生少量气体(如氢气、一氧化碳、甲烷等),由于气体比油轻,它们会上升并聚集在变压器箱体顶部,最终顺着管道流向油枕。气体在流经瓦斯继电器时,会聚集在其顶部的集气盒中,随着气体越聚越多,集气盒内的油面下降,带动一个上浮子(磁力浮球)随之下降。当气体积累到一定体积(通常在 250-300mL 范围内可调),上浮子下沉到预定位置,会触发一个磁力干簧管触点闭合,接通电路,发出“轻瓦斯”报警信号(通常为光字牌或音响报警)。
对于轻瓦斯的预警信号,提示运行人员变压器可能存在异常,需要及时取气样进行分析并排查问题,防止故障扩大。此时通常不会立即跳闸。
2、重瓦斯动作(跳闸)
当变压器内部发生严重短路、绝缘击穿、铁芯多点接地导致烧毁等严重故障时,变压器油在电弧作用下迅速分解,产生大量气体。剧烈故障会瞬间产生大量气体,形成一股强大的气流。油流会高速从油箱冲向油枕。这股油气流会冲击瓦斯继电器内部的挡板。当油流速度超过整定值(通常为 0.8-1.2 m/s,可调),挡板被冲到一定角度,带动其上的下浮子(磁力浮球) 动作,触发另一个磁力干簧管触点闭合。
触点直接接通变压器的跳闸回路,使断路器立即跳闸,将故障变压器从电网中切除,防止事故进一步扩大,保护变压器和电网安全。

1、变压器瓦斯保护动作后应马上对其进行认真检查、仔细分析、正确判断,立即采取处理措施。
瓦斯保护信号动作时,立即对变压器进行检查,查明动作原因,是否因积聚空气、油面降低、二次回路故障或上变压器内部故障造成的。如气体继电器内有气体,则应记录气体量,观察气体的颜色及试验上否可燃,并取气样及油样做色谱分析,可根据的关规程和导则判断变压器的故障性质。色谱分析是指对对收集到的气体用色谱仪对其所含的氢气、氧气、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔等气体进行定性和定量分析,根据所含组分名称和含量准确判断故障性质,发展趋势、和严重程度。 若气体继电器内的气体无色、无臭且不可燃,色谱分析判断为空气,则变压器可继续运行,并及时消除进气缺陷。若气体继电器内的气体可燃且油中溶解气体色谱分析结果异常,则应综合判断确定变压器是否停运。运行中的变压器要做好,降负荷准备,转检修。
2、瓦斯继电器动作跳闸时,在查明原因消除故障前不得将变压器投入运行。为查明原因应重点考虑以下因素,作出综合判断。
(1)是否呼吸不畅或排气未尽;
(2)保护及直流等二次回路是否正常;
(3)变压器外观有无明显反映故障性质的异常现象;
(4)气体继电器中积聚的气体是否可燃;
(5)气体继电器中的气体和油中溶解的气体的色谱分析结果;
(6)必要的电气试验结果;
(7)变压器其它继电保护装置的动作情况。
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