壓力釋放閥噴油原因分析及防范措施

施永飛

摘 要：通過(guò)110kV紅樹站#1主變壓器壓力釋放閥動(dòng)作的處理過(guò)程，引申分析壓力釋放閥動(dòng)作的幾類原因：一是變壓器內(nèi)部故障；二是呼吸系統(tǒng)堵塞；三是變壓器油位過(guò)高；四是油枕膠囊損壞；五是變壓器補(bǔ)油時(shí)操作不當(dāng)。延伸介紹了油枕膠囊的結(jié)構(gòu)、壓力釋放閥動(dòng)作與復(fù)歸過(guò)程、補(bǔ)油的注意事項(xiàng)等。最后針對(duì)此次壓力釋放閥動(dòng)作提出具體的處理思路與防范措施。

關(guān)鍵詞：變壓器；壓力釋放閥；噴油；防范措施

1 事故事件案例

2013年08月12日16 時(shí) 19 分，深圳中調(diào)通知110kV紅樹站#1主變壓力釋放動(dòng)作，兩側(cè)開關(guān)并未跳閘，主變?nèi)栽谶\(yùn)行中。當(dāng)值值班長(zhǎng)立即安排事故應(yīng)急小組前往110kV紅樹變電站查明情況并處理。（1）12日16：40，運(yùn)行人員到站檢查，檢查情況為后臺(tái)顯示壓力釋放動(dòng)作信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)地面有大量油漬，確有噴油現(xiàn)象，瓦斯繼電器未動(dòng)作，未能確認(rèn)觀察窗內(nèi)是否有氣體。（2）運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)檢查為僅壓力釋放閥動(dòng)作，但無(wú)法確認(rèn)是否有內(nèi)部故障。（3）12日19：35，經(jīng)調(diào)度同意，運(yùn)行人員將#1主變由運(yùn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)為檢修狀態(tài)，10kV 1M負(fù)荷轉(zhuǎn)由#2主變代供。（4）12日20：40，繼保班組確認(rèn)二次保護(hù)裝置正確動(dòng)作；檢修班組進(jìn)行主變本體及壓力釋放閥檢查，復(fù)歸動(dòng)作信號(hào)；油化班進(jìn)行取樣試驗(yàn)。（5）經(jīng)專業(yè)班組檢查主變本體及附件均正常，但油枕油位偏高，需進(jìn)行放油處理。檢修班組將油位降到油枕油位表二分之一處。（6）13日00：10，油化班對(duì)本體油樣檢測(cè)合格，一次具備可投運(yùn)條件。（7）13日01：15，#1主變由檢修狀態(tài)轉(zhuǎn)為運(yùn)行狀態(tài)，10kV母線恢復(fù)正常運(yùn)行方式。

2 壓力釋放閥動(dòng)作的幾類原因

2.1 壓力釋放閥結(jié)構(gòu)及動(dòng)作過(guò)程。在圖1中，當(dāng)變壓器油對(duì)密封墊圈4限定的膜盤3的面積上的壓力大于彈簧7的壓力時(shí)，膜盤3開始向上移動(dòng)，變壓器油的壓力就作用在密封墊圈5上，由于作用面積增加，膜盤3上的壓力快速增加，膜盤3移動(dòng)到彈簧7限定的位置，變壓器油排出。變壓器內(nèi)的壓力迅速降低到正常值。膜盤3受彈簧的作用，回復(fù)到原來(lái)位置，釋放閥重新密封。

2.2 紅樹站#1主變壓器壓力釋放閥動(dòng)作原因分析。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查分析發(fā)現(xiàn)，主變壓器確有噴油，排除了壓力釋放閥誤發(fā)信的可能性。主變本體及其它附件外觀正常，瓦斯繼電器觀察窗內(nèi)無(wú)氣體，油化試驗(yàn)正常，壓力釋放復(fù)歸后無(wú)其它異常信號(hào)，同時(shí)二次設(shè)備顯示壓力釋放動(dòng)作，再無(wú)其它保護(hù)元件動(dòng)作，無(wú)故障電流，說(shuō)明主變內(nèi)部與外部均正常。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)觀察到的油枕油位高，主變油溫高，說(shuō)明本次壓力釋放閥動(dòng)作的原因是油枕油位過(guò)高，導(dǎo)致膠囊無(wú)法正常平衡油箱壓力，最終使得油箱壓力大于壓力釋放閥的開啟壓力。

2.3 變壓器內(nèi)部故障引起的壓力釋放閥動(dòng)作。當(dāng)變壓器發(fā)生內(nèi)部故障，如短路、內(nèi)部接頭過(guò)熱、硅鋼片間絕緣損壞導(dǎo)致渦流過(guò)大發(fā)熱等時(shí)，變壓器內(nèi)部由于產(chǎn)生大量氣體或變壓器油受熱膨脹，導(dǎo)致變壓器內(nèi)部壓力急劇增大。由于連通油枕的管道直徑小，不足以讓如此大的壓力及時(shí)釋放，當(dāng)內(nèi)部壓力達(dá)到壓力釋放閥的開啟壓力55kPa時(shí)，壓力釋放閥在2ms內(nèi)迅速動(dòng)作，釋放油箱內(nèi)過(guò)大的壓力，使油箱不至于變形，從而避免事故進(jìn)一步擴(kuò)大造成更大損失。當(dāng)油箱內(nèi)壓力降低到壓力釋放閥關(guān)閉壓力29.5kPa以下后，壓力釋放閥關(guān)閉，避免外部空氣、水分進(jìn)入油箱。

2.4 呼吸系統(tǒng)堵塞引起的壓力釋放閥動(dòng)作。瓦斯繼電器不動(dòng)作原因：由呼吸系統(tǒng)堵塞引起的壓力釋放閥動(dòng)作時(shí)，瓦斯繼電器不動(dòng)作的原因是主變內(nèi)部壓力生成有一定過(guò)程，這時(shí)既沒有可燃?xì)怏w產(chǎn)生，也沒有一定流速的油流產(chǎn)生。

2.5 變壓器油位過(guò)高引起的壓力釋放閥動(dòng)作。變壓器正常運(yùn)行時(shí)，隨著溫度升高，油體積增大，擠壓膠囊通過(guò)呼吸器向外排氣，平衡內(nèi)部壓力。當(dāng)變壓器油位過(guò)高時(shí)，隨著溫度升高，油體積增大，膠囊內(nèi)空氣排凈，此時(shí)，膠囊不再能夠通過(guò)呼吸器排氣，變壓器內(nèi)部壓力不斷累積，直到達(dá)到壓力釋放閥開啟壓力，壓力釋放閥動(dòng)作開始噴油。

2.6 油枕膠囊損壞引起的壓力釋放閥動(dòng)作。油枕膠囊是變壓器正常運(yùn)行時(shí)，連通外界，平衡內(nèi)部壓力的唯一通道。當(dāng)其損壞，如破損、未正常張開時(shí)，膠囊不能通過(guò)正常膨脹收縮來(lái)調(diào)節(jié)儲(chǔ)油柜油面上的空間，不能起到平衡內(nèi)部壓力的作用。隨著溫度升高，油體積增大，變壓器內(nèi)部壓力不斷累積，直到達(dá)到壓力釋放閥開啟壓力，壓力釋放閥動(dòng)作開始噴油。

2.7 變壓器補(bǔ)油時(shí)操作不當(dāng)引起的壓力釋放閥動(dòng)作。變壓器進(jìn)行補(bǔ)油操作時(shí)，從本體油箱加油閥補(bǔ)油，采用膠囊充氣法排出油枕內(nèi)的空氣，使得變壓器油不接觸空氣，也使得變壓器油的體積變化僅由膠囊膨脹縮小補(bǔ)償，從而令油枕油位顯示更準(zhǔn)確。膠囊充氣法的操作順序?yàn)椋捍蜷_圖2序號(hào)1油枕上部放氣塞或放氣閥，從圖2序號(hào)7呼吸器法蘭處向膠囊充氣，由于空氣位于油枕上部，待上部放氣孔或放氣閥出油時(shí)，說(shuō)明膠囊外的空氣已經(jīng)排盡，關(guān)閉放氣孔或放氣閥，從油枕加放油管調(diào)整油位。

如果在操作過(guò)程中，變壓器膠囊和油枕沒有配合好，膠囊充氣后將與油枕壁緊緊貼在一起，堵住放氣孔，膠囊下部的空氣無(wú)法向外排出。由于放氣閥見不到有油流出，操作人員會(huì)認(rèn)為油枕內(nèi)空氣尚未排盡。當(dāng)不斷充氣后，膠囊向下壓迫油枕油面，造成變壓器油向本體流動(dòng)，使內(nèi)部壓力增大，當(dāng)內(nèi)部壓力上升到動(dòng)作值時(shí)，壓力釋放閥動(dòng)作。

3 壓力釋放閥動(dòng)作的處理思路

根據(jù)以上壓力釋放閥動(dòng)作的原因，當(dāng)變壓器壓力釋放閥動(dòng)作后，可以采取如下的處理思路：（1）檢查變壓器是否有放電聲或異常聲音。（2）檢查瓦斯繼電器是否有動(dòng)作信號(hào)。若有放電聲、瓦斯繼電器有動(dòng)作，則可初步判斷為主變存在內(nèi)部故障，需將變低負(fù)荷轉(zhuǎn)移，將主變停電以作進(jìn)一步檢查處理。如無(wú)有放電聲、瓦斯繼電器無(wú)動(dòng)作，還需進(jìn)行下面的檢查。（3）檢查變壓器的油位、油溫、線溫是否正常，其余部位有無(wú)漏油情況。（4）檢查呼吸器是否正常呼吸。（5）如有冷卻器的變壓器檢查冷卻器是否正常工作。

檢查完畢后，得出壓力釋放閥動(dòng)作原因的初步分析，聯(lián)系專業(yè)班組確認(rèn)是否應(yīng)立即進(jìn)行停電處理。然而壓力釋放閥動(dòng)作后只能在釋放閥的本體上操作復(fù)歸信號(hào)彈片進(jìn)行信號(hào)復(fù)歸，往往需要盡快停電進(jìn)行處理。

4 防范措施

為減少變壓器噴油事故的發(fā)生，可以采取以下措施：（1）提高工作人員的技術(shù)水平，提高個(gè)人業(yè)務(wù)素質(zhì)，掌握更科學(xué)的檢修方法，嚴(yán)格遵守檢修規(guī)程。（2）加強(qiáng)巡視，注意觀察油位、油溫隨負(fù)載和環(huán)境溫度的變化情況，在巡視時(shí)應(yīng)經(jīng)常檢查膠囊呼吸是否順暢，呼吸器是否堵塞，油枕的油位是否正常。發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)匯報(bào)并做相應(yīng)的處理。在變壓器停電或檢修試驗(yàn)時(shí)，檢查變壓器的呼吸器及各管道是否正常，散熱器蝶閥是否在開通位置。（3）加強(qiáng)對(duì)呼吸系統(tǒng)的維護(hù)，確保變壓器呼吸系統(tǒng)通暢。（4）加強(qiáng)對(duì)變壓器冷卻系統(tǒng)的維護(hù)，確保冷卻器運(yùn)轉(zhuǎn)良好。（5）改進(jìn)油枕膠囊掛點(diǎn)及注油工藝，防止造成膠囊卷縮不展開，導(dǎo)致油位顯示不正確及膠囊無(wú)法正常平衡油箱壓力。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，造成壓力釋放閥動(dòng)作的主要原因?yàn)椋海?）變壓器內(nèi)部故障；（2）呼吸系統(tǒng)堵塞；（3）變壓器油位過(guò)高；（4）油枕膠囊損壞；（5）變壓器補(bǔ)油時(shí)操作不當(dāng)。由于由非變壓器內(nèi)部故障原因引起的壓力釋放閥動(dòng)作后變壓器往往仍能繼續(xù)正常運(yùn)行，《電力變壓器運(yùn)行規(guī)程》DL/T 572-2010建議及我局規(guī)定，變壓器的壓力釋放閥只發(fā)信號(hào)，不投跳閘出口壓板。