本實用新型涉及變壓器瓦斯繼電器排氣技術(shù)，具體為一種變壓器有載輕瓦斯排氣裝置。

背景技術(shù)：

隨著近些年來，電力系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大，電壓等級的提高，增加了很多大容量的變壓器，變壓器的數(shù)量和種類的增加，老舊變壓器數(shù)量越來越龐大，帶來了了一系列問題：

一是帶來了維護工作量增加，工作地點較遠。山西忻州供電公司有記錄的2014年修試專業(yè)的處理變壓器瓦斯排氣缺陷工作達12次之多，占當(dāng)年全部處理缺陷105起的11.4%，此數(shù)據(jù)尚不包含運行現(xiàn)場人員記錄的處理次數(shù)。在這些處理的變壓器中，如220kV保德站，來回工作里程達500公里。東湖110kV變電站處理瓦斯氣體動作多次。

二是有載瓦斯繼電器排氣較為頻繁，根據(jù)2014年瓦斯排氣作業(yè)的統(tǒng)計情況、變壓器瓦斯動作的原因以及變壓器結(jié)構(gòu)分析可知：主變壓器本體瓦斯氣體產(chǎn)生幾率小，而有載分接開關(guān)操作較為頻繁，有載分接開關(guān)大多為獨立油箱、產(chǎn)氣幾率較本體瓦斯繼電器幾率大的多，所以有載瓦斯氣體的排放需要處理的幾率增大。

三、變壓器排氣作業(yè)帶來的安全隱患。變壓器有載輕瓦斯在動作后氣體檢測和排放，此類工作需要作業(yè)人員上至變壓器本體上部作業(yè)，將氣體排出并做分析，而此類有載分接開關(guān)上部瓦斯繼電器排氣孔，離變壓器帶點部位距離較近，工作人員在作業(yè)中存在一定的安全隱患。

因此、將有載瓦斯繼電器的排氣從變壓器本體上部移至地面，從而解決安全問題，同時采用遠處操控排氣以及方便氣體采樣分析，解決有載瓦斯排氣頻繁，工作量大的要求，使得變壓器有載瓦斯氣體排放裝置急需設(shè)計和制作出來。

瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)和原理。由于QJ-25、50、80型繼電器結(jié)構(gòu)基本相同，因此現(xiàn)以QJ1-80為例進行介紹，其芯子結(jié)構(gòu)如圖2所示。氣體繼電器安裝在變壓器到儲油柜的連接管路上。繼電器芯子上部由開口杯4、重錘3、磁鐵5和干簧觸點6構(gòu)成動作于信號的容積裝置，其下部有擋板8、與彈簧聯(lián)接的調(diào)節(jié)桿10、磁鐵7和干簧觸點11構(gòu)成動作于跳閘的流速裝置。

變壓器正常運行時，繼電器內(nèi)一般是充滿變壓器油。如果變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障，則因油分解而產(chǎn)生的氣體聚集在上部氣室內(nèi)，迫使其油面下降，開口杯4隨之下降到某一限定位置，其上的磁鐵5使干簧觸點6吸合并動作于信號；若變壓器因漏油而使油面繼續(xù)降低，同樣動作于信號。如果變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障，油箱內(nèi)壓力瞬時升高，將會出現(xiàn)油的涌浪，則在連接管路中產(chǎn)生油流，沖擊擋板8，當(dāng)擋板旋轉(zhuǎn)到某一限定位置時，其上的磁鐵7使干簧觸點11吸合并動作于跳閘，切斷與變壓器連接的所有電源，從而起到保護變壓器的作用。

瓦斯保護接線原理如圖3所示：

當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生輕微故障，使油位降低時，瓦斯繼電器KG的上接點KG1動作，接通信號繼電器1KS發(fā)出信號。當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障，使瓦斯繼電器KG的下接點KG2動作，接通信號繼電器2KS和中間繼電器KM，發(fā)出信號并使斷路器跳閘。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型為解決目前有載瓦斯繼電器排氣存在安全隱患且排氣頻繁，工作量大的技術(shù)問題，提供一種變壓器有載輕瓦斯排氣裝置。

本實用新型是采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種變壓器有載輕瓦斯排氣裝置，包括手自動按鈕AT、中間繼電器ZJ1、信號燈XD、電子計數(shù)器、瓦斯繼電器輔助接點qj、時間繼電器SJ1、SJ2、SJ3、安裝在瓦斯繼電器排氣口上的電磁閥DCF；中間繼電器ZJ1設(shè)有zj11、zj12、zj13三個常開輔助接點，時間繼電器SJ1設(shè)有常開輔助接點sj11，SJ2設(shè)有常開輔助接點sj21，SJ3設(shè)有常開輔助接點sj31；時間繼電器SJ3設(shè)有a1、a2、b1三個端子，其中a1、b1位于同一側(cè)；電磁閥DCF設(shè)有常閉輔助接點dcf1；瓦斯繼電器輔助接點qj與ZJ1主線圈及信號燈XD通過位于正常位置的AT串接在回路中，ZJ1主線圈與信號燈XD還與位于按動位置的AT串接在回路中；ZJ1主線圈的一端與信號燈XD一端相連組成串聯(lián)電路，zj12與電子計數(shù)器串聯(lián)后與ZJ1主線圈與信號燈XD組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，zj11與SJ1主線圈串接后與ZJ1主線圈與信號燈XD組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，sj11與SJ2串聯(lián)后與ZJ1主線圈與信號燈XD組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，sj31與DCF主線圈串聯(lián)后與ZJ1主線圈與信號燈XD組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，ZJ1主線圈的另一端與SJ3的a1端相連接，ZJ1主線圈的另一端通過sj21與SJ3的b1端相連接，ZJ1主線圈的另一端還通過dcf1與SJ3的b1端相連接，SJ3的a2端與XD的另一端相連接；zj13串接在瓦斯繼電器的報警回路中（遠傳輕瓦斯信號接點之間）。

進一步的，瓦斯繼電器排氣口通過銅制管路由變壓器引至地面進行排氣。

本實用新型通過研究變壓器瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)、瓦斯動作原理、瓦斯繼電器放氣方法、輕瓦斯保護動作的處理，設(shè)計時抓住以下關(guān)鍵點和難點，解決如下：

1、氣體排放裝置管路要考慮結(jié)實耐用，盡量不改變原有的瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)。

解決方法：在氣路連接上使用上，瓦斯繼電器放氣螺栓上采用卡口聯(lián)結(jié)銅管方式，使用擴口器制作銅制管路至地面進行排氣。此種有三方面好處：一方面將作業(yè)的工作面降低，減少作業(yè)帶來的安全問題，一方面由于排氣管路材質(zhì)較硬不易折斷，壽命長，改造方便。另一方面，排氣未改變原有的繼電器排氣速率，不存在排氣過快的問題。

2、電氣回路設(shè)計要考慮保證原有瓦斯保護動作信號發(fā)出，讓監(jiān)控人員可以知情，并可選擇排放方式。

解決方法：通過設(shè)置中間繼電器增加回路，可有效的將原瓦斯繼電器回路的輕瓦斯動作接入瓦斯氣體排放裝置，從而使輕瓦斯氣排放啟動信號引入，從而啟動排氣裝置。同時設(shè)置手動自動選擇開關(guān)可以讓運行維護人員選擇排氣方式。

3、設(shè)置合理的排氣時間，解決自動排氣裝置啟停的問題，使用排氣裝置做到只排氣，不排放油。

解決方法：設(shè)計電路控制電磁閥啟動排氣，合理利用時間繼電器的時間配合，電磁閥常開接點接入反饋回路，可有效的控制排氣。在其中的時間繼電器設(shè)置有限的通電時間，可以防止電路損壞或其他原因造成的誤排放。

本實用新型的工作原理：自動排氣：按鈕AT在自動位置時，瓦斯繼電器qj接點閉合，啟動ZJ1中間繼電器，同時，zj13接點閉合，輕瓦斯報警信號遠傳至主控后臺。此時，瓦斯排氣裝置啟動，信號燈XD點亮，zj12接點閉合，計數(shù)器動作，zj11接點閉合，啟動SJ1時間繼電器，延時10分鐘后，sj11接點閉合，SJ2時間繼電器啟動，1秒后，sJ21接點閉合，觸發(fā)SJ3時間繼電器動作，此時SJ3時間繼電器動作，sj31接點接通，電磁閥動作，開始排氣。SJ3時間繼電器動作8秒后，sj31接點斷開，停止排氣。如此時瓦斯氣體未排空，qj接點仍然在接通狀態(tài)，dcf1常閉接點觸發(fā)SJ3時間繼電器控制電磁閥進行二次排氣工作，直至8秒斷開，如此往復(fù)，直至排空。

手動排氣：手動按動按鈕開關(guān)，動作情況如上，唯一不同點在于dcf1常閉接點觸發(fā)SJ3時間繼電器進行排氣工作，8秒斷開，不再排氣，可認(rèn)為檢查排氣情況，如未排盡，重復(fù)按動AT按鈕。

本實用新型所述裝置具有以下特點：

該裝置在設(shè)計上引用原有的輕瓦斯報警回路，設(shè)置手動和自動瓦斯氣排放功能，解決氣體采集及排放的矛盾。

采用延時啟動的方式，有效解決了輕瓦斯器報警信號和排氣裝置的配合問題。

采用設(shè)置時間繼電器控制排氣時間，控制回路帶電時間，控制瓦斯氣體排除后，繼續(xù)可能排油的隱患。

本實用新型在不破壞變壓器的瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)情況下，安裝硬質(zhì)管路，將作業(yè)從變壓器本體上部移至變壓器下部，解決了作業(yè)中的安全隱患。

附圖說明

圖1本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。

QS：空氣開關(guān)；FU：熔斷器；XD：信號燈；AT：手自動按鈕；qj:瓦斯繼電器輔助接點；ZJ1:中間繼電器；DCF：電磁閥； SJ1、SJ2、SJ3：時間繼電器；zj11、zj12、zj13、sj11、sj21、sj31:常開輔助接點；dcf1：常閉輔助接點； a1、a2、b1：時間繼電器SJ3端子； 01、05：為遠傳輕瓦斯信號接點。

圖2現(xiàn)有的瓦斯繼電器芯子結(jié)構(gòu)示意圖。

1—探針；2—放氣閥；3—重錘；4—開口杯；5—磁鐵；6—干簧觸點(信號用)；7—磁鐵；8—擋板；9—接線端子；10—調(diào)節(jié)桿；11—干簧觸點(跳閘用)；12—終止擋。

圖3瓦斯保護原理接線圖。

具體實施方式

一種變壓器有載輕瓦斯排氣裝置，包括手自動按鈕AT、中間繼電器ZJ1、信號燈XD、電子計數(shù)器、瓦斯繼電器輔助接點qj、時間繼電器SJ1、SJ2、SJ3、安裝在瓦斯繼電器排氣口上的電磁閥DCF；中間繼電器ZJ1設(shè)有zj11、zj12、zj13三個常開輔助接點，時間繼電器SJ1設(shè)有常開輔助接點sj11，SJ2設(shè)有常開輔助接點sj21，SJ3設(shè)有常開輔助接點sj31；時間繼電器SJ3設(shè)有a1、a2、b1三個端子，其中a1、b1位于同一側(cè)；電磁閥DCF設(shè)有常閉輔助接點dcf1；瓦斯繼電器輔助接點qj與ZJ1主線圈及信號燈XD通過位于正常位置的AT串接在回路中，ZJ1主線圈與信號燈XD還與位于按動位置的AT串接在回路中；ZJ1主線圈的一端與信號燈XD一端相連組成串聯(lián)電路，zj12與電子計數(shù)器串聯(lián)后與ZJ1主線圈與信號燈XD組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，zj11與SJ1主線圈串接后與ZJ1主線圈與信號燈XD組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，sj11與SJ2串聯(lián)后與ZJ1主線圈與信號燈XD組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，sj31與DCF主線圈串聯(lián)后與ZJ1主線圈與信號燈XD組成的串聯(lián)電路并聯(lián)，ZJ1主線圈的另一端與SJ3的a1端相連接，ZJ1主線圈的另一端通過sj21與SJ3的b1端相連接，ZJ1主線圈的另一端還通過dcf1與SJ3的b1端相連接，SJ3的a2端與XD的另一端相連接；zj13串接在瓦斯繼電器的報警回路中。

瓦斯繼電器排氣口通過銅制管路由變壓器引至地面進行排氣。

本實用新型實施后在安裝地點只要將電源投入，選擇自動排放即可進行自動排放，有效地減少因為有載瓦斯氣體需要排放，作業(yè)人員到工作現(xiàn)場進行作業(yè)帶來的一系列費用。

在瓦斯保護動作后，作業(yè)人員可以不爬至變壓器本體上部進行作業(yè)，在變壓器本體下部即可進行氣體采集分析,減輕了工作人員在變壓器作業(yè)量。

由于原有的瓦斯繼電器離變壓器帶電部位距離較近，工作人員在作業(yè)中存在一定的安全隱患。而有載瓦斯排氣裝置將上部作業(yè)引至地面，對工作人員排氣保證安全距離起到了保護作用，減少了變壓器排氣作業(yè)帶來的安全隱患，從而在人員保護方面起到了良好的作用，帶來的好處不言而喻。

推廣應(yīng)用效果。變壓器有載瓦斯氣體排氣裝置已于2016年3月10日，在山西忻州原平站2主變進行安裝后，同時進行了有載瓦斯氣排放試驗，通過試驗，該裝置可以有效解決變壓器有載輕瓦斯氣的排放帶來的一系列問題。

本實用新型重點對QJ-25、50型氣體繼電器進行了研究，通過實際測量和研究發(fā)現(xiàn)其排氣結(jié)構(gòu)螺栓相同，因此可以適用于此兩類繼電器。而電力系統(tǒng)中擁有此類繼電器的變壓器較多，可以推廣范圍較大。

有載瓦斯氣體排放裝置，適合應(yīng)用于電力系統(tǒng)當(dāng)中未將有載瓦斯氣體排氣引至變壓器下部，輕瓦斯保護動作頻繁的變壓器。該裝置在解決和安全和經(jīng)濟起到了一定的作用，而此類裝置可以應(yīng)用于大多數(shù)的變壓器有載瓦斯繼電器，解決了困擾電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟問題，對電力系統(tǒng)發(fā)展具有巨大的實際意義。

電磁閥采用帶信號反饋的常閉型電磁閥、該類電磁閥在電磁線圈特點是，動鐵芯吸合，打開泄壓孔、同時拉動主閥芯，主閥芯靠拉力和介質(zhì)的壓差力推動，閥打開。當(dāng)電磁閥線圈斷電時，動鐵芯靠彈簧回位關(guān)閉泄壓孔、同時推動主閥芯回位，閥關(guān)閉。帶型號反饋時、電磁閥打開、公共線與開信號相通，與關(guān)信號線不通。電磁閥閉時與此相反。

繼電器采用jsz3系列繼電器和西門子3rp20型時間繼電器

觸點容量：AC：220V 5A DC:220V 0.5A

機械壽命：大于或等于100萬次

電壽命：大于或等于10萬次。

具體安裝方案 考慮到裝置安裝位置及投運后長期處在室外環(huán)境中，使用不銹鋼的端子箱解決電氣回路的密封、絕緣和老化問題，在端子箱以及變壓器瓦斯繼電器殼體進行開孔。

安裝前,將管內(nèi)異物清理干凈。敷設(shè)盡量布置得合理、美觀、符合工藝流程。管道水平安裝時,其坡度一般為0.003,最小為0.002,中間不得存在氣蝕的可能性，以利放氣。盡量減少拐彎處，盡可能水平，才有利于氣體的流通速度。

接完銅管后，檢查它的密閉性，防止銅管出現(xiàn)問題,安裝與設(shè)備接口的卡口先不要一次安裝到位,待其它部分都預(yù)制后,將待連接卡口與設(shè)備的接口上緊,然后進行緊固,使卡口與設(shè)備可以嚴(yán)密結(jié)合。

該裝置通過一段時間試驗和應(yīng)用，該裝置起到了以下作用：

在節(jié)約費用方面：實施后在安裝地點只要將電源投入，選擇自動排放即可進行自動排放，有效地減少因為有載瓦斯氣體需要排放，作業(yè)人員到工作現(xiàn)場進行作業(yè)帶來的一系列費用。

作業(yè)強度減輕：在瓦斯保護動作后，作業(yè)人員可以不爬至變壓器本體上部進行作業(yè)，在變壓器本體下部即可進行氣體采集分析,減輕了工作人員在變壓器作業(yè)難度。

在安全作業(yè)方面：由于原有的瓦斯繼電器離變壓器帶電部位距離較近，工作人員在作業(yè)中存在一定的安全隱患。而有載瓦斯排氣裝置將上部作業(yè)引至地面，對工作人員排氣保證安全距離起到了保護作用，減少了變壓器排氣作業(yè)帶來的安全隱患，從而在人員保護方面起到了良好的作用。

總之，有載瓦斯氣體排放裝置，解決了困擾電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟問題，對電力系統(tǒng)發(fā)展具有巨大的實際意義。