一起500KV主變壓器油位計(jì)假油位的故障分析及處理

王兵 許江盼 侯小冬 劉同俊 張樂(lè)

摘要：根據(jù)某電站主變壓器假油位故障，分析導(dǎo)致指針式油位計(jì)假油位的可能原因，同時(shí)針對(duì)本次故障制定消缺措施，解決了油位計(jì)假油位的故障缺陷。對(duì)故障油位計(jì)解體，發(fā)現(xiàn)了故障原因，并針對(duì)如何防止假油位提出了建議。

關(guān)鍵詞：主變壓器；指針式油位計(jì)；假油位；消缺

1 前言

某電站主變壓器（以下簡(jiǎn)稱(chēng)主變）是由三臺(tái)沈陽(yáng)特變電工生產(chǎn)的DFP-400000/500TH型單相變壓器按Y/△聯(lián)接而成的，其儲(chǔ)油柜油位計(jì)是由沈陽(yáng)海業(yè)電力設(shè)備有限公司生產(chǎn)的YZF2-250型指針式油位計(jì)。當(dāng)儲(chǔ)油柜內(nèi)的油面升高或下降時(shí)，油位計(jì)浮球隨之上下浮動(dòng)，使擺桿作上下擺動(dòng)通過(guò)齒輪組及磁鐵傳動(dòng)帶動(dòng)油位計(jì)報(bào)警凸輪及指針旋轉(zhuǎn)，當(dāng)浮球隨油位上升到最高位置及下降到最低位置時(shí)，凸輪撥動(dòng)相應(yīng)的微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

2 變壓器假油位的危害

變壓器油在變壓器運(yùn)行時(shí)起絕緣和冷卻的作用，，假油位（油位過(guò)高或過(guò)低）油位計(jì)指示低于儲(chǔ)油柜的實(shí)際油位將有可能造成實(shí)際油位過(guò)高，運(yùn)行中因?yàn)閮?nèi)部壓力過(guò)大會(huì)造成壓力釋放閥動(dòng)作噴油；油位計(jì)指示高于儲(chǔ)油柜的實(shí)際油位，可能使變壓器長(zhǎng)期缺油運(yùn)行發(fā)現(xiàn)不及時(shí)就會(huì)造成變壓器過(guò)熱甚至絕緣擊穿短路。因此，油位計(jì)作為監(jiān)測(cè)油位的裝置，其顯示數(shù)值的準(zhǔn)確性對(duì)變壓器穩(wěn)定運(yùn)行起到重要作用[1]。

大修期間進(jìn)行配合主變?nèi)鄡?nèi)檢的油務(wù)工作，在對(duì)主變?nèi)嗾婵兆⒂蜁r(shí)，通過(guò)設(shè)置臨時(shí)油標(biāo)測(cè)量實(shí)際油位，主變B/C相油位計(jì)刻度隨實(shí)際油位的升高而升高；然而主變A相油位計(jì)在實(shí)際油位上升的情況下一直停留在1.5格不變化，由此判斷A相油位計(jì)出現(xiàn)了假油位現(xiàn)象。

3 指針式油位計(jì)假油位的原因分析

根據(jù)指針式油位計(jì)結(jié)構(gòu)及傳動(dòng)原理結(jié)合全密封膠囊式儲(chǔ)油柜結(jié)構(gòu)分析假油位的形成機(jī)理主要有以下幾個(gè)方面：

3.1 儲(chǔ)油柜內(nèi)部進(jìn)氣造成假油位

正常情況下，膠囊應(yīng)以膨脹狀態(tài)的形式，緊貼在儲(chǔ)油柜油面及內(nèi)壁上，儲(chǔ)油柜內(nèi)部不應(yīng)存有空氣，當(dāng)本體油面上升或下降時(shí)，膠囊收縮或膨脹，油面上部始終保持一個(gè)大氣壓力。如果儲(chǔ)油柜內(nèi)部存在空氣，則當(dāng)變壓器油溫及環(huán)境溫度上升時(shí)，內(nèi)部空氣急劇膨脹，儲(chǔ)油柜油面上部壓力將大于一個(gè)大氣壓，而此時(shí)油位計(jì)上部仍為一個(gè)大氣壓，最終造成假油位。

3.2 呼吸管路不暢造成假油位

儲(chǔ)油柜呼吸管路不暢時(shí)，膠囊就不能隨油溫變化可靠伸縮，從而阻礙浮球及擺桿正常浮動(dòng)，造成油位計(jì)顯示不準(zhǔn)確。造成儲(chǔ)油柜呼吸管路不暢的原因有：變壓器安裝投運(yùn)后，吸濕器密封墊未取出；呼吸器中硅膠顆粒太小，環(huán)境溫度過(guò)高時(shí)，硅膠顆粒凝結(jié)堵塞呼吸管口；或因呼吸器聯(lián)管管徑較小，在呼吸過(guò)程中粉塵進(jìn)入聯(lián)管內(nèi)堵塞管口[2]。

3.3 膠囊老化破損或內(nèi)部褶皺造成假油位

當(dāng)出現(xiàn)膠囊老化破損后，變壓器油進(jìn)入膠囊內(nèi)部，使膠囊失去了伸縮功能，浮球及擺桿上下浮動(dòng)被膠囊阻礙，不能正常顯示真實(shí)油位；或當(dāng)膠囊未完全伸展開(kāi)存有褶皺，褶皺部分浸入油中并非正常浮在油面，也不能使浮球正常浮動(dòng)，造成假油位現(xiàn)象。

3.4 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡澀、齒輪脫扣造成假油位

當(dāng)油位計(jì)發(fā)生傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡澀、齒輪脫扣等故障時(shí)，如表盤(pán)外部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（磁鐵帶動(dòng)指針及凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)部分）受潮氣生銹造成卡澀，或者齒輪脫扣都將大大降低油位計(jì)的主動(dòng)磁鐵與從動(dòng)磁鐵之間的磁耦合作用，從而出現(xiàn)假油位現(xiàn)象。

3.5 連桿彎曲、折斷、或脫落造成假油位

連桿彎曲、折斷、或脫落改變了油位計(jì)本身的設(shè)計(jì)參數(shù)，浮球連桿的浮動(dòng)角度變化和油位計(jì)指示失去同步，指示不準(zhǔn)確[3]。

3.6 浮球破損或脫落

浮球破損后，變壓器油進(jìn)入浮球內(nèi)部，浮球下沉或脫落在油中導(dǎo)致擺桿不再隨油面上下浮動(dòng)，這種情況下油位指示可能會(huì)在較低的位置，甚至?xí)|發(fā)“油位低”報(bào)警。

大修停機(jī)前油位顯示均正常且呼吸器正常工作，大修期間進(jìn)行了排油、抽真空、真空注油，并對(duì)膠囊進(jìn)行了充氣和油枕進(jìn)行了排氣工作，故可以排除原因（1）、（2）、（3），目前油位計(jì)一直穩(wěn)定在1.5格，原因定位在油位計(jì)本體故障，根據(jù)以往檢修經(jīng)驗(yàn)結(jié)合多基地故障案例推測(cè)原因（4）可能性較大，原因（5）、（6）其次。

4 解決方案實(shí)施

針對(duì)本次故障，制定以下消缺措施：對(duì)油枕進(jìn)行排油直至排空油枕-保持壓縮空氣暢通（通過(guò)在進(jìn)氣口設(shè)置三通閥旁路，防膠囊內(nèi)充氣超壓）-打開(kāi)油位計(jì)法蘭-對(duì)油位計(jì)進(jìn)行整體更換-對(duì)油枕進(jìn)行抽真空-進(jìn)行真空注油-破真空-調(diào)整油位驗(yàn)證油位計(jì)功能正常-開(kāi)始熱油循環(huán)。

對(duì)故障油位計(jì)進(jìn)行解體檢查，發(fā)現(xiàn)表盤(pán)外部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)（磁鐵帶動(dòng)指針及凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)部分）已生銹卡澀如下圖1所示，內(nèi)部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)正常，當(dāng)內(nèi)部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)磁鐵旋轉(zhuǎn)時(shí)如下圖2所示，微動(dòng)開(kāi)關(guān)滾輪及固定螺釘生銹嚴(yán)重，內(nèi)外部磁鐵的耦合已經(jīng)不足以克服生銹卡澀帶動(dòng)指針及凸輪轉(zhuǎn)動(dòng)，造成油位計(jì)指示格數(shù)不變的假油位現(xiàn)象。

進(jìn)一步查找潮氣來(lái)源，發(fā)現(xiàn)微動(dòng)開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)接線(xiàn)通過(guò)小孔引入接線(xiàn)盒中，與接線(xiàn)盒相連的引出電纜蛇皮保護(hù)管“U”型段內(nèi)部有積水，潮氣通過(guò)接線(xiàn)盒及穿線(xiàn)小孔進(jìn)入外部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)使轉(zhuǎn)軸生銹卡澀，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸幾次以后有銹粉末出現(xiàn)。

通過(guò)對(duì)故障油位計(jì)解體，發(fā)現(xiàn)了假油位的原因在于傳動(dòng)機(jī)構(gòu)卡澀，驗(yàn)證了之前的推測(cè)，針對(duì)由于外部傳動(dòng)機(jī)構(gòu)生銹卡澀導(dǎo)致假油位這一故障，制定了以下解決方案：

（1）對(duì)主變A相故障油位計(jì)進(jìn)行整體更換；

（2）對(duì)主變?nèi)嘤臀挥?jì)接線(xiàn)盒端部進(jìn)行密封防水處理防止潮氣進(jìn)入內(nèi)部；

（3）對(duì)主變?nèi)嘤臀挥?jì)電纜蛇皮保護(hù)管“U”型段底部打孔，防止積水。

方案實(shí)施后持續(xù)跟蹤機(jī)組功率變化期間油位隨油溫的變化趨勢(shì)，主變?nèi)嘤臀徽?，均符合油?油位曲線(xiàn)，后續(xù)定期巡檢無(wú)異常情況。

5 結(jié)論

根據(jù)上述分析，為預(yù)防油位計(jì)假油位故障，建議可以從以下幾方面入手：

（1）油位計(jì)安裝前對(duì)備件仔細(xì)檢查，確認(rèn)外觀完好，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)動(dòng)作順暢無(wú)銹蝕卡澀，浮球及擺桿完好無(wú)破損。

（2）在工程安裝期間，確認(rèn)儲(chǔ)油柜膠囊固定牢靠無(wú)松脫，空油枕狀態(tài)對(duì)膠囊充氣使其充分舒展。對(duì)油枕排氣時(shí)，通過(guò)打開(kāi)油枕頂部排氣塞，采用膠囊充氣的方法排盡儲(chǔ)油柜中氣體，使油枕頂部排氣塞出油且無(wú)氣泡，并作臨時(shí)油標(biāo)驗(yàn)證油位指示正確性。

（3）日常定期巡檢時(shí)，記錄油溫及對(duì)應(yīng)油位并核對(duì)是否與油溫-油位曲線(xiàn)符合，建立油溫-油位數(shù)據(jù)臺(tái)賬，橫向?qū)Ρ華/B/C三相的油溫及油位指示變化情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)跟蹤并處理；定期檢查呼吸器出氣及進(jìn)氣情況是否良好，及時(shí)更換硅膠。

（4）梳理同類(lèi)型油位計(jì)，停機(jī)大修期間，進(jìn)行密封處理并對(duì)電纜蛇皮保護(hù)管“U”型段底部打孔，防止積水，必要時(shí)進(jìn)行換型替代；將對(duì)實(shí)際油位的檢查加入到檢修規(guī)程中，通過(guò)設(shè)置臨時(shí)油標(biāo)，驗(yàn)證油位計(jì)指示刻度與油枕實(shí)際油位是否基本一致。

參考文獻(xiàn)

[1]陳敢峰.變壓器檢修[M].北京：中國(guó)水利水電出版社，2004.

[2]何曉迪.變壓器假油位的分析、處理及注油方法的探討[M].電氣制造，2014，第11期.

[3]于德明.變壓器假油位現(xiàn)象的分析[M].華北電力技術(shù)，1997，第4期.

（作者單位：中廣核核電運(yùn)營(yíng)有限公司）