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摘 要：论述了牵引变压器的瓦斯保护的原理、瓦斯继电器的结构原理、保护范围、动作后处理、日常巡检。
关键词：牵引变压器瓦斯保护；瓦斯继电器
随着电气化铁路的发展，对铁路供电系统安全要求越来越高。目前主要采用牵引变压器将110kV的电转换为27.5kV通到接触网，列车运行时接触网电能借助于受电弓传授到列车上，以此提供牵引。其中牵引变压器的安全性就很重要了，直接影响着牵引供电系统的安全性。现在变压器采用的形式主要有：干式和油浸式。其中干式变压器：由于借助于空气进行自行冷却或者借助于风机进行强迫冷却，冷却效果较差故主要用于一些小容量、小功率变压器，例如：动力找照明系统等。油浸式变压器：借助于变压器油作为冷却介质和绝缘介质，多用于一些高压供电。鉴于油浸式变压器具有较好的冷却和绝缘性能，牵引变压器主要采用油浸式变压器。变压器油在高温下分解产生易燃易爆的危险气体，因此牵引变压器保护要求就比较高，主保护主要采用瓦斯保护和差动保护，后备保护采用形式比较多有：过电流保护、零序保护、接地保护等。其中瓦斯保护主要用于反映变压器内部短路故障。下面就具体论述变压器的瓦斯保护。
一、瓦斯继电器的原理
瓦斯继电器又称为气体继电器，主要通过气体带动继电器工作。主变压器瓦斯保护中气体继电器最初采用浮筒式，但由于浮筒渗油以及水银触点防震性能差而被淘汰。改进型的气体继电器采用开口杯式和挡板式。开口杯式瓦斯继电器：正常时，上下开口杯浸入油内，开口杯产生的力矩小于平衡锤产生的力矩，因此开口杯处于上升位置，触点处于断开状态。轻微瓦斯时，上部气体使油面下降，上开口杯顺时针转动，带动上触点接通，发出信号。重度瓦斯时，气压急剧上升导致油面严重下降，下开口杯顺时针转动，带动下触点接通，发出信号的同时带动断路器跳闸，切断故障。
二、瓦斯保护工作原理
牵引变压器的变压器油作为冷却和绝缘介质，当变压器内部故障时，由于短路电流和电弧的作用，温度升高使变压器油分解产生气体，由于气体上升引起气体压力的变化和油流的变化（油量和气体量成反比关系），利用这个特點构成的保护称为瓦斯保护。
1）正常工作时，电流值处于正常范围内，由于变压器油的作用使瓦斯继电器的两组常开触点处于断开状态，整个保护装置不启动，变压器处于正常工作状态。
2）当变压器发生轻微故障时，温度升高导致变压器油分解产生少量气体，油量减少液面下降，上部气压增大，在气压和油的双重作用下上部开口杯的力矩大于平衡锤所产生的力矩，带动上触点接通，发出轻微瓦斯信号。
3）当变压器内部发生严重故障时，温度异常升高导致大量变压器油分解产生大量气体，气压持续升高，油面下降，使下开口杯偏转，带动下触点接通，通过接通的触电带动信号继电器发出信号，继续通过出口继电器带动断路器跳闸，切断变压器的供电，切除故障点。由于瓦斯继电器的触点接通是通过气压和油面的双重作用，使得下开口杯的转动不稳定，即触点接通不稳定，在不稳定的油流和气压下出现抖动或短时闭合的情况。因此为保证保护装置一定启动带动断路器跳闸切除故障。出口继电器采用自保持线圈，由自身的常开触点给继电器线圈通电。即使出现抖动或短时闭合也可以保证出口继电器能正常工作带动断路器跳闸可靠切除故障。
三、整定范围
轻瓦斯的动作容积，可根据变压器的容量大小整定在200～300mm3范围内。轻度瓦斯时整定值为上部聚集250～300cm3气体时动作，动作后发出信号。重瓦斯的流速一般整定在0.6～1m/s，对于强迫油循环的变压器整定为1.1～1.4m/s时动作，动作后一方面发出信号，另一方面启动出口继电器控制断路器跳闸。
四、保护使用范围
1）变压器内部两相或三相间出现短路；2）匝间短路、匝间与铁芯或外皮短路；3）铁芯故障（发热烧损）；4）变压器油面异常下降或漏油；5）开关接触不牢、开关短路。
五、变压器瓦斯保护启动后续处理
牵引变压器瓦斯保护启动后应确保断电，及时对变压器进行故障检查，分析故障原因。根据相应的故障采取一定的处理措施。确保在短时间内将故障排除，是变压器重新投入使用，避免牵引供电长时间处于过负荷状态导致其它设备出现异常或长时间处于断电状态影响列车正常运营。
（1）轻度瓦斯保护信号发出后，应立即对变压器油箱进行检查，通过检查查找变压器油面下降的原因，重点排查是否因空气、漏油等导致右面的下降。瓦斯继电器内部有气体导致，需要通过瓦斯继电器的气体进行分析。如果由于加入变压器油代入的空气导致保护信号可通过排气口将气体排出即可解决故障。如果是由于瓦斯气体引起的保护信号动作，需对其进行分析查找问题，在不影响正常供电的情况下采取相应的措施排出故障，以免引起重度瓦斯保护启动。
（2）变压器瓦斯继电器动作启动带动断路器跳闸时，变压器处于断电状态，在故障没有检修完不能给变压器通电，此时变压器处于检修状态。为了能够及时检修完变压器因注意以下几点：
1）变压器保护二次回路接线正常，处于正常工作状态；2）变压器外观是否有明显破损及磨损；3）气体继电器气体成分分析是否可燃；4）必要的电气试验结果；5）变压器其它继电保护装置的动作情况。
六、结语
鉴于牵引变压器的重要性，在日常巡检时重点检查瓦斯气体，对气体巡检需要注意以下几点：
1）瓦斯继电器和油箱的连接处于联通状态；2）变压器的呼吸器应在正常工作状态；3）瓦斯保护控制装置处于正常状态；4）油箱内充满变压器油，油箱密封良好。
参考文献：
[1]谭秀炳.铁路电力与牵引供电系统继电保护.西南交通大学出版社.
[2]丁旭，王秋晶.浅谈变压器瓦斯保护的工作原理及作用.黑龙江科技信息，2013.
[3]王建兵.浅谈配电变压器瓦斯保护的原理与防护.中国水能及电气化，2006.
关键词：牵引变压器瓦斯保护；瓦斯继电器
随着电气化铁路的发展，对铁路供电系统安全要求越来越高。目前主要采用牵引变压器将110kV的电转换为27.5kV通到接触网，列车运行时接触网电能借助于受电弓传授到列车上，以此提供牵引。其中牵引变压器的安全性就很重要了，直接影响着牵引供电系统的安全性。现在变压器采用的形式主要有：干式和油浸式。其中干式变压器：由于借助于空气进行自行冷却或者借助于风机进行强迫冷却，冷却效果较差故主要用于一些小容量、小功率变压器，例如：动力找照明系统等。油浸式变压器：借助于变压器油作为冷却介质和绝缘介质，多用于一些高压供电。鉴于油浸式变压器具有较好的冷却和绝缘性能，牵引变压器主要采用油浸式变压器。变压器油在高温下分解产生易燃易爆的危险气体，因此牵引变压器保护要求就比较高，主保护主要采用瓦斯保护和差动保护，后备保护采用形式比较多有：过电流保护、零序保护、接地保护等。其中瓦斯保护主要用于反映变压器内部短路故障。下面就具体论述变压器的瓦斯保护。
一、瓦斯继电器的原理
瓦斯继电器又称为气体继电器，主要通过气体带动继电器工作。主变压器瓦斯保护中气体继电器最初采用浮筒式，但由于浮筒渗油以及水银触点防震性能差而被淘汰。改进型的气体继电器采用开口杯式和挡板式。开口杯式瓦斯继电器：正常时，上下开口杯浸入油内，开口杯产生的力矩小于平衡锤产生的力矩，因此开口杯处于上升位置，触点处于断开状态。轻微瓦斯时，上部气体使油面下降，上开口杯顺时针转动，带动上触点接通，发出信号。重度瓦斯时，气压急剧上升导致油面严重下降，下开口杯顺时针转动，带动下触点接通，发出信号的同时带动断路器跳闸，切断故障。
二、瓦斯保护工作原理
牵引变压器的变压器油作为冷却和绝缘介质，当变压器内部故障时，由于短路电流和电弧的作用，温度升高使变压器油分解产生气体，由于气体上升引起气体压力的变化和油流的变化（油量和气体量成反比关系），利用这个特點构成的保护称为瓦斯保护。
1）正常工作时，电流值处于正常范围内，由于变压器油的作用使瓦斯继电器的两组常开触点处于断开状态，整个保护装置不启动，变压器处于正常工作状态。
2）当变压器发生轻微故障时，温度升高导致变压器油分解产生少量气体，油量减少液面下降，上部气压增大，在气压和油的双重作用下上部开口杯的力矩大于平衡锤所产生的力矩，带动上触点接通，发出轻微瓦斯信号。
3）当变压器内部发生严重故障时，温度异常升高导致大量变压器油分解产生大量气体，气压持续升高，油面下降，使下开口杯偏转，带动下触点接通，通过接通的触电带动信号继电器发出信号，继续通过出口继电器带动断路器跳闸，切断变压器的供电，切除故障点。由于瓦斯继电器的触点接通是通过气压和油面的双重作用，使得下开口杯的转动不稳定，即触点接通不稳定，在不稳定的油流和气压下出现抖动或短时闭合的情况。因此为保证保护装置一定启动带动断路器跳闸切除故障。出口继电器采用自保持线圈，由自身的常开触点给继电器线圈通电。即使出现抖动或短时闭合也可以保证出口继电器能正常工作带动断路器跳闸可靠切除故障。
三、整定范围
轻瓦斯的动作容积，可根据变压器的容量大小整定在200～300mm3范围内。轻度瓦斯时整定值为上部聚集250～300cm3气体时动作，动作后发出信号。重瓦斯的流速一般整定在0.6～1m/s，对于强迫油循环的变压器整定为1.1～1.4m/s时动作，动作后一方面发出信号，另一方面启动出口继电器控制断路器跳闸。
四、保护使用范围
1）变压器内部两相或三相间出现短路；2）匝间短路、匝间与铁芯或外皮短路；3）铁芯故障（发热烧损）；4）变压器油面异常下降或漏油；5）开关接触不牢、开关短路。
五、变压器瓦斯保护启动后续处理
牵引变压器瓦斯保护启动后应确保断电，及时对变压器进行故障检查，分析故障原因。根据相应的故障采取一定的处理措施。确保在短时间内将故障排除，是变压器重新投入使用，避免牵引供电长时间处于过负荷状态导致其它设备出现异常或长时间处于断电状态影响列车正常运营。
（1）轻度瓦斯保护信号发出后，应立即对变压器油箱进行检查，通过检查查找变压器油面下降的原因，重点排查是否因空气、漏油等导致右面的下降。瓦斯继电器内部有气体导致，需要通过瓦斯继电器的气体进行分析。如果由于加入变压器油代入的空气导致保护信号可通过排气口将气体排出即可解决故障。如果是由于瓦斯气体引起的保护信号动作，需对其进行分析查找问题，在不影响正常供电的情况下采取相应的措施排出故障，以免引起重度瓦斯保护启动。
（2）变压器瓦斯继电器动作启动带动断路器跳闸时，变压器处于断电状态，在故障没有检修完不能给变压器通电，此时变压器处于检修状态。为了能够及时检修完变压器因注意以下几点：
1）变压器保护二次回路接线正常，处于正常工作状态；2）变压器外观是否有明显破损及磨损；3）气体继电器气体成分分析是否可燃；4）必要的电气试验结果；5）变压器其它继电保护装置的动作情况。
六、结语
鉴于牵引变压器的重要性，在日常巡检时重点检查瓦斯气体，对气体巡检需要注意以下几点：
1）瓦斯继电器和油箱的连接处于联通状态；2）变压器的呼吸器应在正常工作状态；3）瓦斯保护控制装置处于正常状态；4）油箱内充满变压器油，油箱密封良好。
参考文献：
[1]谭秀炳.铁路电力与牵引供电系统继电保护.西南交通大学出版社.
[2]丁旭，王秋晶.浅谈变压器瓦斯保护的工作原理及作用.黑龙江科技信息，2013.
[3]王建兵.浅谈配电变压器瓦斯保护的原理与防护.中国水能及电气化，2006.