科技情报开发与经济 文章编号:1005—6033(2011)28—0173—04 SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT&ECONOMY 201 1年第21卷第28期 收稿日期:2011-08—31 浅谈变压器瓦斯继电器的调试 孙瑞娟 , (1.太原理工大学电气与动力工程学院,山西太原,030024;2.山西省送变电工程公司试 验中心,山西太原,030006) 摘要:瓦斯继电器作为变压器非电量保护中的重要角色一直备受关注。从瓦斯继电 器的工作原理、内部结构、一般性的试验项目及主要实验项目、重瓦斯和轻瓦斯的整定 值、瓦斯继电器定值整定方法等方面,阐述了瓦斯继电器的调试,并结合实际工作经验 提出了进口瓦斯继电器的定值整定方法,以期有效地保护变压器的运行。 关键词:变压器;瓦斯继电器;调试方法 中图分类号:TM58 文献标识码:A 变压器作为一种电能转换设备。是电厂、变电站、调压所等 电力枢纽场所的关键设备。作为变压器非电量保护之一的瓦斯 继电器,不但要监视变压器的运行情况,更需要在变压器内部产 生轻瓦斯、重瓦斯故障时,进行准确判断并动作,及时保护变压 器。在我国,所用的变压器以油浸式变压器为主,不同容量的变 压器配有不同型号的瓦斯继电器,其中QJ型瓦斯继电器较为常 见。 作。变压器的电量型继电保护对变压器内部故障是不灵敏的,主 要是内部故障从匝间短路开始,短路匝内部故障电流虽然很大, 但反馈至线电流却较小,到故障发展到多匝短路或对地短路时 才能切断电源。变压器内部故障的主保护是瓦斯保护,它能瞬间 切除故障设备,但瓦斯继电器的灵敏度却取决于整定值。 1.2瓦斯继电器的内部结构 (1)国产瓦斯继电器的内部结构。国产瓦斯继电器的内部结 构见图1。 1瓦斯继电器的工作原理 1.1瓦斯继电器动作的先决条件 (2)进口瓦斯继电器的内部结构(以EMB为例)。图2为带 有可卸盖的顶盖部件结构图,图3为单浮子瓦斯继电器结构图, 图4为双浮子瓦斯继电器。 1.3瓦斯继电器动作原理 ’ 变压器油既是冷却介质也是绝缘介质,当变压器内部故障 发生时,故障点附近的油被高温分解,由液态的高分子电离分解 为气态的烃类气体,导致压力释放阀迟于瓦斯保护动作,或变压 器重瓦斯保护动作后,变压器内部压力释放,压力释放阀不再动 (1)国产瓦斯继电器动作原理。继电器在正常运行时,其内 部充满变压器油,开口杯浸在油内,处于上浮位置,干簧触点断 用水标准检验方法[M].北京:中国标准出版社,2007:43O-433. [2]刘文君,施周主.水质与水处理公共供水技术手册[M].北 京:中国建筑工业出版社,2008:524—527. 第一作者简介:张敏,女,1979年5月生,2006年毕业于 太原理工大学环境科学与工程专业(硕士),工程师,太原市自来 (责任编辑:王永胜) 水公司水质管理处,山西省太原市北大街109号,030009. Analysis on the Detection of Ozone in the Drinking Water with KI-DPD Method ZHANG Min ABSTRACT:This paper briefly introduces the detection of ozone in the drinking water with KI—DPD method,and systematically investigates the detection limit,precision,accuracy,spike recovery,and interference test,etc.of this method, and based on the test results,points out that this method can satisfy the rapid detection of ozone content in the scene because its detecting range is broader,its precision and accuracy are better,the cost of its reagents and equipment is lower, its operation is more simple,and common ions in water have no influence on the test results. KEY WORDS:detection of ozone;KI-DPD method;pike recovery;interference test 173 孙瑞娟浅谈变压器瓦斯继电器的调试 本刊E—mail:bjb@sxinfonet .科技论坛 电器安装在变压器上,其内部充满了绝缘油,双浮子均上浮。当 注:l—探针;卜放气阀; 3一重锤;4—开口杯; 5一磁铁;6一干簧触 变压器内部产生一定的气体积累时,上浮子将随着绝缘油液面 的下降而下降,下浮子不动,此时触动上开关系统,发出报警信 号。当绝缘油液面下降到一定程度,如发生油泄漏时,不仅上浮 子下降,下浮子也下降,此时将会切断变压器电源。当变压器发 生严重故障时,将会产生压力波流冲击挡板。流速超过动作值 时,开关元件被启动,由此变压器跳闸。 点;7—磁铁;8_挡板; 接线端子;1o__调 节杆;I1一干簧触点; 12—终止挡 图1 国产瓦斯继电器的内部结构 注:1—接线盒;2~检查阀; 3一闷盖螺母覆盖下的 一一嬖 2瓦斯继电器的整定值 瓦斯继电器的灵敏度取决于整定值,在DIJT 54o.-94中,对 于不同容量、不同冷却方式、不同管径的变压器均有不同的流速 检查钮; 查钮操 9 作说明标牌;5—接地 点;6一电力导线端子; 7—铝制盖板;8—接线 说明图;9一电缆螺旋 2 固定处 卸盖的顶盖部件 铁;3—磁开关管;4一 . 框架;5-- ̄试机械; :6—挡板(挡板由恒磁 : 磁铁挡拦) 图3单浮子瓦斯继电器 注:1一上浮子;1a_-吓浮 子;2—上浮子恒磁磁 铁;2a・下浮子恒磁 l 磁铁;3一上开关系统 2 磁开关管;3 下开 3 关系统磁开关管;4— 3a 框架;5—测试机械; 6一挡板 图4双浮子瓦斯继电器 开;挡板在自身质量与弹簧的牵引下随变压器油的流动微张,其干 簧触点也是断开的。当变压器内部轻微故障时,由于分解产生的少 量气体上升,迫使继电器内油面随之下降,致使开El杯内所称油在 重锤的杠杆力下随杯上升,进而引发其两侧的磁铁接通干簧接点 6,动作后发出轻瓦斯故障信号。当变压器内部发生严重故障时,则 产生强烈的瓦斯气体,油箱内压力瞬时突增,产生很大的油流向油 枕方向冲击,因油流冲击挡板8,并克服弹簧10的阻力,带动磁铁 向干簧触点l1方向移动,使干簧触点1l闭合,接通跳闸回路,使 断路器跳闸,这就是所谓的“重瓦斯”。重瓦斯动作后,立即切断与 变压器连接的所有电源,从而避免事故扩大。 (2)进口瓦斯继电器动作原理。以德国EMB瓦斯继电器为 例,并以双浮子瓦斯继电器作为讲述范例。正常状态下,瓦斯继 l74 整定值。如果想把故障范围限制在尽可能小的区域内。就必须使 通过变压器瓦斯继电器油的流速整定值小于最小故障功率的产 气速率。 气体继电器试验流速鲁 诎由哩 潴 =翼 整定流速 堡 对于不同连接管径的气体继电器流速,若用d 80 mm、d 50 mm管径的流速校验台进行试验,则引入的管径校正系数 见表 1、表2。 表1 QJ一50型继电器整定流速校正系数 表 QJ-5O型继电器 校正系数 整定流速 d 50 mill外壳、 d 80m/n外壳、 /(m/s) d 80/llln直管段 d 80mm直管段 O.7—1.2 2_33 1-33 表2 QJ一50型继电器d40 mm直管段整定流速校正系数K表 QJ一5O型继电器 校正系数K d 40 mlTl直管段 d 50inn1外壳、 d 50 n'l/n外壳、 整定流速,(Tn,s) d 50mill直管段 d 80lnlTl直管段 O.9一1.1 1.16 2.75 例:容量为540kVA变压器,其连接管径为d40mm,若使用 QJ一5O型气体继电器,确定其整定流速为0.9 irds,从表2可得 出: d 5o mm直管段校验台流速= =0.78(m/s) d 8o mm直管段校验台流速: 鲁=0.33( ) 由此可得出不同容量变压器的动作流速整定值(见表3 o 3瓦斯继电器的调试 目前,国产瓦斯继电器绝大部分可调,不论是控制重瓦斯 的弹簧还是控制轻瓦斯的重锤,均可依据弹簧杆一侧的刻度及 重锤的杠杆原理进行整定。进口瓦斯中MR、EMB等类型的重 瓦斯因国内通常订购只具备重瓦斯监测的继电器,所以只需整 定重瓦斯动作值。值得一提的是,进口瓦斯的重瓦斯并不由弹 簧的弹力控制,而是由挡板上的恒磁磁铁进行吸合。磁力的强 弱不像弹簧的变化缓慢,往往开合时间短并很快转换,极不易 调整。 3.1调试项目 孙瑞娟浅谈变压器瓦斯继电器的调试 本刊E—maihbjb@sxinfo.net 科技论坛 表3不同容量变压器动作流速整定值表 变压器容量 /IcVA 继电器 连接管 冷却方式 动作流速整 定值,(m/s) 型号 内径d/nun 继而固定尾部螺母,可减小重瓦斯流速定值。反之先松动圆片, 拉出弹簧杆到达定值时固定尾部螺母,则增大重瓦斯流速定值。 由于两个螺母的旋转方向相反,因而不必考虑运行中螺母松动 引发的误差。国产重瓦斯在试验中可进行自动复归。 1 000及以下 1 0oO一7 50o 7 50o一10 0oO 10 000以上 200 000以下 500 kV变压器 QJ-50 QJ-50 Qj-so Qj-so QJ一80 QJ一80 50 50 80 80 80 自然或风冷 自然或风冷 自然或风冷 自然或风冷 强迫油循环 0.7-0.8 O.8^.1.O O.7一O.8 0.8~1.0 1.0—1.2 (2)轻瓦斯调节:依据杠杆原理,当重锤向调节杆末端移动 时,重锤侧力臂增大,在重锤质量、开口杯内油量和开口杯侧力 臂不变的情况下,开口杯侧合力即油的质量与浮力需增大,则浮 200 000及以上 QJ-80 80 80 强迫油循环 强迫油循环 1.2~1-3 lI3~1.4 力需减小即瓦斯继电器上方气体体积增大,轻瓦斯动作值增大。 有载调压变压器 (SY接开关用) QJ-25 25 1.0 调试项目主要有一般性的检查、密封试验、端子绝缘强度试 验、轻瓦斯动作试验及重瓦斯动作试验等。 (1)一般性的检查:查看玻璃窗有无裂纹,放气阀、控针处和 引出线端子等有无渗油,浮筒、开口杯是否完整,内壁是否会剐 蹭到重锤的调节杆或者弹簧调节杆。 (2)密封试验:继电器充满变压器油,在常温下加压至0.15 MPa、稳压20 min后,检查放气阀、波纹管、出线端子、壳体各密 封处有无渗漏。降压为零后,取出继电器芯子检查干簧触点应无 渗漏痕迹。试验时,探针罩要拧紧,去掉压力后,才能打开罩检查 波纹管有无渗漏。 (3)端子绝缘强度试验:出线端子及出线端子问耐受工频电 压2 000 V,持续1 min,也可用2 500 V兆欧表摇测绝缘电阻,摇 测1 min代替工频耐压,绝缘电阻应在300 mll以上。 (4)轻瓦斯动作试验:继电器气体容积整定要求继电器在 250 mL-300 mL范围内可靠动作。试验时可用调整开口杯另一侧 重锤的位置来改变动作容积,重复试验3次,应能可靠动作。 (5)重瓦斯动作试验:参考表3调节弹簧杠杆尾部的圆片, 使其侧面的指针指向所需值。在流速测试台上进行测试。重复试 验3次,应能可靠动作,并且每次试验值与整定值之差不应大于 0.05 m/s。 3.2调试方法 实际工作中,先要对所需检测的瓦斯继电器进行一般性检 查和端子绝缘强度试验,两项检测合格后,进行密封性试验。排 除瓦斯继电器的内外部物理损害,并且避免后续工作的浪费。 绝缘强度不足的瓦斯继电器会在试验和实际生产中发生电气 性误动或拒动,直接影响试验数据的准确性以及变压器的动作 判断失误。密封性检测不合格的直接表现为规定时间内耐受压 力表数值的直线下降,并伴有漏油状况。此时,除了要检查瓦斯 继电器在试验台上的安装是否到位之外,还应监测干簧触点外 的玻璃管是否有纹裂和渗油的情况。另外,在每进行一次轻瓦 斯或重瓦斯的调节后,都应先进行密封性试验,确保组装后的 瓦斯继电器具有良好的密闭性以及干簧触点外的玻璃管没有 被碰裂。 (1)重瓦斯的调节:向外旋转弹簧调节杆尾部的螺母,然后 使弹簧自然收缩,当指针到达定值时,固定调节杆内部的圆片, 反之,重锤移向开口杯时,即为轻瓦斯动作值减小。 (3)进口重瓦斯继电器的调节:由于进口瓦斯继电器多数用 于重瓦斯保护,因而只需考虑重瓦斯定值的整定。MR、EMB等型 号的重瓦斯继电器均采用恒磁磁铁控制挡板的开合。这里需要 涉及磁力的问题,能够产生磁力的空间存在着磁场。磁场是一种 特殊的物质。磁体周围存在磁场,磁体间的相互作用就是以磁场 作为媒介的。磁场是在一定空间区域内连续分布的矢量场,描述 磁场的基本物理量是磁感应强度矢量 ,磁通量是通过某一截面 积的磁力线总数,用 表示,单位为韦伯(wb)。通过一线圈的 磁通的表达式为: 胡・|s(其中曰为磁感应强度,s为该线圈的面 积)。 在调节此类继电器时,需要考虑磁铁间的相对面积。增大相 对面积,则增强磁力,进而增大动作定值。部分进口继电器在磁 铁侧有螺丝连接滑片,可进行磁力的变化,并且进口瓦斯继电器 在出厂时已经固定恒磁磁铁的相对吸附面积即动作的灵敏值。 大部分继电器不设可调元件,因而只能进行检定,而无法整定。 进口重瓦斯继电器需要手动复归,每测试一次先复归后再进行 第二次测试,否则无信号输出。 4结语 瓦斯继电器作为变压器内部故障的第一道保险,必须认真 严肃对待。在调试时,要保证误差在规定范围之内。当瓦斯继电 器动作时,应立即记录动作时间和动作状况向上级主管部门汇 报,从而尽快排查故障原因,避免故障再次发生。重新投运前,必 须对瓦斯继电器进行再检测,避免内部损伤带来的误动作。目 前,国内瓦斯继电器的调试规程不统一,因此建议进一步完善现 有的变压器检修、试验、运行规程。 参考文献 [1]贺家李,宋从矩.电力系统继电保护原理[M].北京:中国电 力出版社,1994. (责任编辑:李敏) 第一作者简介:孙瑞娟,女,1982年11月生,2005年毕业于 太原理工大学测控技术与仪器专业,现为太原理工大学电气工 程及其自动化专业2009级在职硕士研究生,助理工程师,山西 省送变电工程公司试验中心,山西省太原市,030006. 175 科技情报开发与经济 文章编号:1005—6033(2011)28—0176—03 SCI-TECH INFORMATION DEVELOPMENT&ECONOMY 201 1年第21卷第28期 收稿日期:2011-o9一O1 水给散热器散 王帆 和的针 (中国煤炭科工集团太原研究院,山西太原,030006) 摘要:探讨了如何根据柴油机的主要性能参数和防爆胶轮车的特殊使用环境,来计 算防爆胶轮车柴油机散热器的散热面积。 关键词:水冷散热器;散热量;传热系数;散热面积 中图分类号:U464.138 ̄.2 文献标识码:A 发动机作为防爆胶轮车的核心部件之一,其能否可靠工作, 与散热器的合理选择有着密不可分的关系。而水冷散热器从经 济性与散热性能来讲,有着明显的优势,成为发动机冷却系统发 展的必然趋势。随着现代煤矿的不断发展,对防爆车辆的功率的 要求也不断提高,同时对散热器效率与能耗的要求也越来越高。 散热器各项参数的确定,将直接影响发动机的燃油经济性及动 力性。防爆胶轮车长期在含瓦斯的环境中运行,柴油机冷却系统 如不能可靠工作,将导致非常严重的后果。 套 1发动机冷却系统工作原理 发动机在工作过程中,其燃料在密闭的气缸中与空气混合, 通过活塞压燃,燃料在燃烧时将化学能转化为热能,气体受热膨 胀产生压力推动活塞运动,通过连杆带动曲轴转动。由于燃料在 图1汽车发动机强制循环水冷系统 发动机低温工作时,发动机通过内部循环(小循环)散热;当温度 达到某设定值时,节温器打开,发动机通过散热器(大循环)进行 散热。而在整个柴油机车发动机冷却系统的设计中,为了防止发 气缸中燃烧产生热量,并使与之接触的活塞、气缸等零件温度不 断升高,如果不能及时对这些部件冷却,则其温度会过高,导致 诸多不良后果;同时发动机的冷却水温不能过低,水温过低将直 接增加了发动机的油耗,动力性也会受到影响;长时间低温运 行,发动机的使用寿命也将大大降低。可见:合适的冷却水温度, 是提高发动机功率、降低油耗、减少排放、节约能源的重要保障。 矿用柴油机车发动机冷却系统一般是水冷系统(见图1)。该 系统通过水泵提高冷却液的压力,使其在发动机中循环流动。当 动机在过热或过冷的环境中工作,散热器的散热面积的确定至 关重要,合适大小的散热面积,能够使发动机在设定的温度稳定 工作,从而使各项技术性能处于最佳状态。 2计算依据 2.1散热面积A 散热器的散热面积是散热器芯与空气接触的总表面积 Talking about the Debugging of Transformer’S Gas Relay SUN Rui-juan ABSTRACT:Being as an important role in transformer’S non-electricity protection,the gas relay has been receiving many conceiTiS all the time.This paper expounds the debugging of transformer’S gas relay from its working principles,internal structure,general test projects and main test projects,aajusting value of heavy gas and light gas,and value setting method, etc.,and connecting with actual working experiences,puts forward the value setting method for imported gas relay for effectively protecting the operation of transformer. . KEY WORDS:transformer;gas relay;debugging method 176