變壓器帶電補油裝置研究

李 豐 徐 龍 傅文淵 金雪祥 魯成棟 馬江峰

(國家網(wǎng)電公司 紹興供電公司，浙江 紹興 312000)

0 引言

隨著變電站的逐年增多，變壓器設(shè)備數(shù)量也在逐年增加.在生產(chǎn)運行過程中，由于滲漏油、例行檢修、天氣變化等情況，變壓器時有油位過低的情況發(fā)生，此時需要及時對變壓器油枕進行補油.電力變壓器目前在加補充油時主要采用注油排氣法(主變大修時采用)、充氣排氣法和抽氣排氣法等三種方法.這三種方法的共同特點是,在加補充油時電力變壓器將退出運行[1].

目前，供電公司常用LY型壓板式濾油機對變壓器油枕進行補油.這種補油方法容易使空氣進入油枕，并且可能會產(chǎn)生微量乙炔等雜質(zhì).若帶電補油，即補油后不對油枕進行排氣，則油枕內(nèi)將殘留補油后進入的空氣，而大量空氣進入變壓器油枕可能導(dǎo)致油位計指示不準確，產(chǎn)生假油位現(xiàn)象；并且大量空氣進入油枕將會加速變壓器油的老化，不利于主變的安全運行.停電補油不僅大大降低了工作效率，而且需要較多的人力，工作量也較大.

1 變壓器類設(shè)備帶電補油現(xiàn)狀分析

關(guān)于變壓器類設(shè)備帶電補油方法的研究文獻不多，如參考文獻[2]和[3]提到的帶電補油方法，已經(jīng)運用在電流互感器設(shè)備上，但基本未見在110 kV及以上變壓器設(shè)備上的運用.

對比電流互感器和變壓器(主要指110 kV及以上變壓器)的帶電補油方法，其主要區(qū)別如下：a.電流互感器若需要補油，其量一般較少，而變壓器需要補充的油量大大多于電流互感器；b.電流互感器如采取帶電補油模式，則只能從電流互感器底部取樣閥處補油，此時，補充油是從設(shè)備底部進入設(shè)備，因此對補充油的質(zhì)量要求非常嚴格，不允許有氣泡隨著補充油進入設(shè)備.變壓器如需補油，一般是從注油管將補充油補入變壓器油枕，此時，補充油是直接補入設(shè)備頂部，不經(jīng)過繞組，因此，對補充油內(nèi)氣體含量要求則沒有電壓互感器那么高，允許有微量氣泡進入.

根據(jù)參考文獻[2]和[3]制造的帶電補油設(shè)備，由于其對補入設(shè)備內(nèi)油中氣體含量要求較高，存在補油速度相對較慢的缺點；電流互感器所需補充油量很少，多數(shù)情況下小于25 L，因此該方法非常適用于電流互感器的帶電補油.而變壓器設(shè)備若需補油，往往所需油量較大，多數(shù)情況下大于300 L，若補油設(shè)備體積較小便于攜帶，則補油速度會非常慢;相對應(yīng)的，若提高補油速度，則設(shè)備體積將大幅增加，不利于攜帶，因此，在實際生產(chǎn)中，該方法基本沒有應(yīng)用.

本文將介紹一種變壓器油枕帶電補油裝置，該裝置可應(yīng)用于實際生產(chǎn).

2 變壓器油枕帶電補油裝置原理

變壓器油枕帶電補油裝置通過圖1所示流程完成循環(huán)排氣和注油這兩個工藝步驟.本裝置采用真空循環(huán)排氣原理完成循環(huán)排氣，然后再采用密封式電機完成注油.

在補油過程中，進入變壓器油枕的空氣主要由兩部分組成：管路中的氣體及補油過程中隨油一起進入的空氣.本裝置的真空循環(huán)排氣工藝通過數(shù)次循環(huán)，在油氣分離器內(nèi)，注油管路中的空氣在真空泵的作用下被抽離.該裝置中的電機、傳動機構(gòu)采用密封件隔離，油路為全密封結(jié)構(gòu)；與傳統(tǒng)LY型壓板式濾油機相比，排除了補油過程中空氣進入的可能性.通過這兩道工藝，最終實現(xiàn)變壓器油枕帶電補油.同時，該裝置增加了濾芯設(shè)計，進一步保證了補充油的質(zhì)量.

該裝置采用觸摸屏集成模塊控制設(shè)計，通過簡單按鍵操作控制電磁閥的開閉，實現(xiàn)排氣、注油以及排油清理工作.圖2為控制模塊電路圖.

3 工作流程

按圖1所示連接好所有管路，接通裝置電源.

3.1 排氣

按下儲油排氣按鈕，控制模塊將啟動真空泵，開通電磁閥7、電磁閥9和電磁閥11.此時，油氣分離器內(nèi)的空氣經(jīng)電磁閥11后被真空泵抽走，使油氣分離器內(nèi)形成負壓；補油桶內(nèi)的補充油經(jīng)吸油管、電磁閥7和電磁閥9后，被吸入油氣分離器中，待油氣分離器內(nèi)補充油升高達到其高度約為1/4時，油位計反饋信號給控制模塊，控制模塊關(guān)閉電磁閥7和電磁閥9，停止儲油.此時，吸油管路內(nèi)的空氣已被排盡.按下停止按鈕，控制模塊停止真空泵，關(guān)閉電磁閥11(注：可不按停止按鈕，直接下一步操作).打開變壓器注油管閥門，待注油管內(nèi)出油后，關(guān)閉變壓器注油管閥門.

1—補油電機；2—真空泵；3—油氣分離器；4—油位計；5—真空表；6—電磁閥；7—電磁閥；8—電磁閥；9—電磁閥；10—電磁閥；11—電磁閥；12—濾芯；13—油氣分離器排油口；14—吸油軟管；15—注油軟管；16—回油軟管；17—補油接頭；18—三通接頭；19—控制模塊；20—變壓器油枕帶電補油裝置；21—補油桶圖1 變壓器油枕帶電補油裝置原理圖

圖2 控制模塊電路圖

按下循環(huán)脫氣按鈕，控制模塊將啟動真空泵(若上一步操作未按停止按鈕，則真空泵繼續(xù)運行)和補油電機，開通電磁閥6、電磁閥8、電磁閥10和電磁閥11(若上一步操作未按停止按鈕，則電磁閥11繼續(xù)開通)；補油接頭、注油軟管、回油軟管內(nèi)的油和空氣，經(jīng)過電磁閥6、油氣分離器、電磁閥10、補油電機、電磁閥8和濾芯進行循環(huán)脫氣；循環(huán)過程中，真空泵將油氣分離器內(nèi)的空氣抽出，此時，觀察補油接頭、注油軟管和回油軟管內(nèi)氣泡情況，直至氣泡消失，則認為循環(huán)排氣工作結(jié)束.按下停止按鈕，控制模塊將停止真空泵和補油電機，關(guān)閉電磁閥6、電磁閥8、電磁閥10和電磁閥11.此時，補油管路中包括變壓器油枕補油管中的氣體已被排除干凈.

若中途停止儲油排氣，則按下停止按鈕，控制模塊將停止真空泵，關(guān)閉電磁閥7、電磁閥9和電池閥11.若中途停止循環(huán)排氣，則按下停止按鈕，控制模塊將停止真空泵和補油電機，關(guān)閉電磁閥6、電磁閥8、電磁閥10和電磁閥11.

3.2 注油

打開變壓器油枕補油管閥門，觀察是否有氣泡.若有氣泡，則關(guān)閉閥門后按下循環(huán)排氣按鈕重新排氣.若無氣泡，則按下補油按鈕，控制模塊將開通電磁閥7、電磁閥8，啟動補油電機；此時，補油桶內(nèi)變壓器補充油經(jīng)過吸油軟管、吸油管快速接頭、電磁閥7、三通接頭、補油電機、電磁閥8、濾芯、補油管快速接頭、注油軟管、補油管快速接頭和補油接頭后，補入變壓器油枕內(nèi).待變壓器油枕內(nèi)油位到位后，關(guān)閉變壓器補油管閥門，同時按下停止按鈕，控制模塊將停止補油電機、關(guān)閉電磁閥7和電磁閥8.

如果在補油過程中補充油不夠，則按下停止按鈕，控制模塊將停止補油電機、關(guān)閉電磁閥7和電磁閥8，在更換補充油、重復(fù)儲油排氣操作后(此時需按停止按鈕結(jié)束儲油排氣過程)，按下補油按鈕繼續(xù)補油，直至油位補充到位.

3.3 排油

補油結(jié)束后進行排油操作，將吸油軟管接于注油管快速接口，注油軟管接于吸油管快速接口，將吸油軟管吸油口放于廢油回收桶內(nèi)后，松開注油管快速接頭法蘭螺栓，使之與大氣相通，按下排油按鈕，控制模塊將啟動補油電機，開通電磁閥6、電磁閥7、電磁閥8和電磁閥9，此時，補油接口17、注油軟管、回油軟管、吸油軟管以及油氣分離器內(nèi)的油將通過補油電機、吸油軟管排入廢油回收桶內(nèi)，待吸油軟管無油排除后，按停止按鈕，此時控制模塊將停止補油電機，關(guān)閉電磁閥6、電磁閥7、電磁閥8和電磁閥9.最后，打開油氣分離器排油口蝶閥，將油氣分離器內(nèi)剩余殘油排除干凈，以便下次使用.

若在操作過程中，油氣分離器內(nèi)油位到達分離器3/4處，則控制模塊發(fā)出油位過高報警信號，并停止排氣操作(注：補油過程中不會發(fā)生該情況).此時，打開油氣分離器排油口蝶閥，使油氣分離器內(nèi)油位降至其高度的1/4左右，控制模塊報警信號復(fù)歸，關(guān)閉油氣分離器排油口蝶閥，繼續(xù)排氣操作.

4 總結(jié)

本文通過分析對比電流互感器帶電補油與變壓器帶電補油的異同點，設(shè)計了具有實際應(yīng)用意義的變壓器油枕帶電補油裝置，該裝置具有下列優(yōu)點.

a.實現(xiàn)了變壓器油枕的帶電補油功能.通過合理的管路設(shè)計，實現(xiàn)了真空循環(huán)排氣和密封式補油電機補油，確保進入變壓器油枕的補充油沒有空氣或者只有微量空氣，補油后無需排氣.

b.保證了補入變壓器油枕內(nèi)補充油的質(zhì)量.新型變壓器油枕帶電補油裝置增加了密封式濾芯設(shè)計，該濾芯可將補油過程中產(chǎn)生的微量乙炔等雜質(zhì)過濾干凈.

c.操作便利，攜帶方便.相較于傳統(tǒng)壓板式補油濾油機，新型變壓器油枕帶電補油裝置為一體式設(shè)計，體積適中，全按鈕式操作.

[1]王向陽，司雪峰，趙建軍.電力變壓器帶電補油裝置淺析[J].高壓電器，2005，41(6):478-480.

[2]李清東.110 kV及以上互感器、變壓器不停電在線補油[J].變壓器，2011，48(11):74-75.

[3]林智敏，劉志平，葉立群，林克.變電站充油設(shè)備帶電補油自動控制研究[J].電力與電工，2011，31(2):38-39.