变压器非电量保护——保护继电器（瓦斯继电器）

01、变压器用保护继电器简介

保护继电器（瓦斯继电器）是变压器非电量保护装置之一，可以保护变压器有载调压开关/本体在操作过程中内部发生故障时，进行准确判断和动作，达到保护有载调压开关和变压器本体的目的。

保护继电器由于厂家制造质量、运输、校验或安装不当等因素，实际运行中极易发生故障，导致误动作出口跳闸，给核电厂安全稳定运行带来极大影响。下图为变压器保护继电器结构图

02、变压器用保护继电器动作原理介绍

（以德国MR公司RS-2001系列保护继电器为例）

保护继电器内动作元件由带永久磁铁的挡板组成，该磁铁用于驱动干簧管内的两个簧片动作，并将挡板吸牢在“IN SERVICE”（运行）位置上。挡板不能停留在中间位置上，保护继电器只有在开关头到油枕发生油流动时才动作。流动的油驱动挡板翻转到“OFF”（断开）位置，由此驱动干簧片常开触点闭合。

当有载调压开关在调压操作过程中发生故障时，会产生大量气体积聚，并形成高速油流通过联管，经保护继电器冲向油枕。当油流速度超过定值时，推动保护继电器内部挡板发生翻转，使得干簧管中的常开触点闭合，回路导通，重瓦斯信号送入非电量保护装置后出口跳闸，切除变压器。

03、故障分析

1. 故障分析1

（有载调压开关外部油回路导致故障）

有载调压开关采用的保护继电器为RS2001型，故障发生后若有载分接开关和储油柜之间的油流速度超过规定值时（1.2m/s±0.2m/s），继电器即动作。

在对有载调压开关外部油回路检查中发现，从保护继电器到储油柜的管路坡度不符合规范（要求2°～5°），由于法兰的加工工艺问题，该处形成了折角结构，如下图所示

该结构导致气体积存在折角处，当气泡累积足够大时突然通过折角，可能冲动保护继电器挡板，导致动作。

解决方案：基于上述分析和检查情况，对保护继电器至有载分接开关储油柜间的油管进行了调整，调整后油管满足仰角要求，并消除了折角结构。此外，考虑到油路高端油管也可能积存有气体无法排出，对相关位置进行了排气操作。

2. 故障分析2

（变压器油低温条件下运动粘性降低导致故障）

当环境温度降低，到达变压器油凝点时，变压器油可能出现局部的、不连续的结凝，同时变压器油的“低温运动粘性”增大。此时如果变压器重瓦斯保护附近管道出现油粘度增大甚至油的凝结，就会出现变压器瓦斯保护误动的情况。

3. 故障分析3

（瓦斯信号开入持续时间影响保护动作报文）

YZZWSS为中间继电器，TJ为跳闸出口继电器。当有载调压重瓦斯继电器动作，信号开入接点闭合。回路从控制正电源到YZZWS 中间继电器再到控制负电源接通，YZZWS 中间继电器线圈带电；对应的常开接点YZZWS 接点闭合，从而控制正电源到跳闸出口继电器TJ再到出口压板最后到控制负电源回路导通；当出口跳闸继电器TJ线圈带电，对应的跳闸回路接通实现断路器的跳闸。

通过继电保护测试仪的开关量输出功能对主变压器非电量保护进行试验发现：在有载重瓦斯开入信号持续7～28ms时，有载重瓦斯动作跳模拟断路器，但无报文显示；当有载重瓦斯开入信号持续29ms或更长时间，有载重瓦斯动作跳模拟断路器后立即显示有载重瓦斯动作的报文。