一起1000kV 油浸式電抗器油位異常的分析及處理探討

郭全軍，陳韶輝，陳志鵬，漆羕，唐亞鵬

（國網浙江省電力有限公司超高壓分公司，浙江 杭州 311121）

油浸式變壓器（電抗器）的器身需要浸在變壓器油中，保證變壓器的絕緣強度。由于環(huán)境溫度變化和變壓器負載的變化，變壓器油的溫度是在一定范圍內變壓的，而當變壓器油溫度變化時，變壓器油的體積也發(fā)生了變化。儲油柜（油枕）就是滿足變壓器油體積變化，減少或防止水分和空氣進入變壓器，延緩變壓器油和絕緣老化的保護裝置。根據(jù)規(guī)定，儲油柜（油枕）容積一般不小于本體油量的10%。針對一起1000kV 線路高抗運行中發(fā)生的油位指示與實際油位不一致的異常，本文根據(jù)油位計的結構及現(xiàn)場解體檢查情況，判斷異常原因為油位計浮子裝配方向錯誤。最后總結油浸式變壓器（電抗器）出現(xiàn)油位異常時的幾種檢查處理方法，對油浸式變壓器（電抗器）日常運維檢修具有借鑒意義。

1 異常情況

1.1 設備基本情況

某站XX 線路高抗A 相由特變電工衡陽變壓器有限公司生產，型號為BKD-24000/1100。型號為BKD-24000/1100。因原高抗A 相乙炔超標，于2016 年5 月14 日～6 月8 日期間，對原高抗A 相與備用相高抗進行了本體調換，油枕、油位計及內部膠囊等附件仍沿用原A 相高抗的附件。高抗油位計型號MTO-ST160，為Messko 系列產品。該油位計由顯示器組件及傳感器組件組成，兩組件由可分離的接頭連接。傳感器組件配有一防油法蘭，直接安裝在油箱內壁上，主要由齒輪傳動軸、浮桿、浮子組成，浮子根據(jù)浮力變化表現(xiàn)為提升、下降動作，其通過浮桿將提升、下降動作反饋至齒輪傳動軸處。齒輪傳動軸通過磁性接手與顯示器組件指針式主軸連接在一起，最終反映油位變化。

該油位計浮桿為鋁制品，純度為99.5%，浮子由4只小圓柱體浮子串聯(lián)而成，各浮子皆由Rohacell 110（輕型泡沫）材質制作而成，具有質量輕、防油、耐高溫的特點。浮桿與浮子結構如下圖所示，浮桿上固定一U 型固定片，浮子通過轉軸固定在U型固定片上，正常情況下，浮子可上下滾動，向上滾動的幅度由于限位片的存在只能向上滾動至水平狀態(tài)。

圖1 浮子與浮桿結構

1.2 異常情況

某日，檢修發(fā)現(xiàn)某站XX 線高抗A 相油位指示異常，相對B、C 兩相明顯偏低，已接近油位計指示最低值。查閱之前的巡視記錄得知，停役前該高抗三相油位指示正常。根據(jù)現(xiàn)場檢查情況，初步判斷為高抗A 相油位計存在“假油位”的現(xiàn)象。

圖2 安塘Ⅱ線高抗A 相停役前油位指示

圖3 安塘Ⅱ線高抗A 相 停役后油位指示

2 現(xiàn)場檢查、處理情況

2.1 現(xiàn)場檢查情況

（1）核查油枕實際油位。在瓦斯繼電器集氣盒接口處裝設簡易U 型連通管，實測油枕的實際油位。測量結果顯示高抗A 相實際油位為60%，與A 相油位計指示不符，和B、C 兩相的油位指示基本一致。

圖4 高抗A 相實際油位測量

（2）核查油位計是否卡滯。拆除油位計表盤組件，手動撥動油位計指示表針，復裝表盤組件后，油位指示迅速恢復，排除顯示器組件卡滯的可能。

（3）核查膠囊是否損壞。拆除呼吸器至膠囊固定處法蘭，檢查膠囊內部，未發(fā)現(xiàn)油跡，排除膠囊破損的可能。

（4）檢查油位計浮子、浮桿是否損壞。通過油枕引下的排油管對油枕進行排油處理。排油至瓦斯繼電器位置后停止排油。打開油枕端部的檢修孔蓋，發(fā)現(xiàn)油位計浮桿向上彎曲變形，浮子裝配方向錯誤，與正常時偏離90°，原本為上下方向滾動的浮子只能左右方向滾動。齒輪傳動軸、浮桿、浮子在膠囊內的裝配復原情況如圖5 所示。

圖5 油位計內部結構

2.2 現(xiàn)場處理情況

根據(jù)現(xiàn)場檢查情況，現(xiàn)場進行以下處置。

（1）更換油位計浮桿與浮子。按照浮子能夠上下滾動方向安裝浮桿與浮子，重新安裝后檢查浮桿與浮子轉動配合正確。

（2）對油枕進行抽真空處理。將油枕真空度抽至133Pa 后持續(xù)保壓2h。真空注油至油溫-油位曲線表對應位置。利用簡易U 型連通管，再次實測油枕的油位與油位表計一致。

（3）進行氣密性檢查。從呼吸氣管道對膠囊充入氮氣，壓力保持在0.015Pa，持續(xù)2h。檢查保壓過程中氣體壓力無明顯變化，外觀無明顯滲漏現(xiàn)象。

3 原因分析

某站XX 線路高抗A 相油位計浮子裝配方向錯誤，使得原應為上下滾動的浮子只能左右滾動。油枕膠囊在完全漲開時，其體積基本與油枕相同。在油枕充油后，膠囊呈褶皺狀態(tài)，在高抗運行過程中，褶皺的膠囊很可能會包裹住浮子，其原理圖如圖6 所示。

圖6 油枕內部附件結構示意圖

圖7 紅外測溫儀實測油位

圖8 “連通器”原理進行油位實測

因浮子不能自由地上下滾動，伴隨著呼吸器的呼吸作用，膠囊不斷的伸縮，此時浮子將會受到膠囊的包裹力。浮桿的一端固定在齒輪傳動軸上，一端與浮子相連，當浮桿的浮子端受到朝向油位計側的拉力時，浮桿將受力向上彎曲變形。產生該拉力的原因可能如下。

（1）在油枕抽真空階段，浮子的轉軸掛住膠囊，浮子隨著膠囊的收縮受力變形向上彎曲。但在該階段，浮子及浮桿位于油枕最底部，而膠囊底部稍高于油枕，浮子隨膠囊運動的可能性較小，且如果此時浮桿變形，則油位計指示應上升，而在抽真空階段未發(fā)現(xiàn)油位指示變化，因此此種可能性較小。

（2）高抗運行過程中，膠囊包裹住浮子，在外部氣溫突降或負荷突降的情況下，浮子隨膠囊的收縮受到朝向油位計側的拉力，導致浮桿輕微變形，在正常運行過程中，因累積效應，浮桿的變形幅度增大，致使表記指示嚴重失真。

4 油位異常檢查處理方法

變壓器油位異常是變電站變壓器運行中常見 問題，平時運維工作中應加強對油位變化的監(jiān)視。油位太高或太低都會影響變壓器的正常運行，嚴重時可能危及變壓器的安全，甚至是電網的安全穩(wěn)定運行。

經統(tǒng)計，某公司近3 年內油浸式變壓器（電抗器）運行過程中發(fā)生油位異常缺陷主要有3 種情況：（1）因變壓器（油浸式電抗器）本體滲漏油導致油位指示低（即油位計正確指示）。（2）因油位計油位低（或油位高）告警接點異常或絕緣不良導致后臺報警異常（即油位指示正常的情況下出現(xiàn)報警信號）。（3）變壓器（油浸式電抗器）油位計本體失靈，導致指示異常。具體情況如表1 所示。

表1 近3 年內油位異常的缺陷統(tǒng)計

4.1 油位異常檢查方法

油浸式變壓器（電抗器）油位異常缺陷多發(fā)于低溫寒潮、高溫酷暑，出現(xiàn)油位指示異常時，需迅速判斷處理，考慮到油浸式變壓器（電抗器）油位計現(xiàn)場指示可能“假油位”現(xiàn)象。因此，一旦出現(xiàn)油浸式變壓器（電抗器）油位異常缺陷時，運檢人員迫切需要對設備真實油位進行確認。

目前現(xiàn)有的變壓器（電抗器）油位測量方法：（1）紅外測溫儀實測油位，即利用紅外成像原理，當變壓器油與油枕膠囊溫度不一時，畫面中會有油位分界線。該測量方法優(yōu)點是測量安全，可與帶電設備保持足夠的安全距離，缺點是測量技術要求高，受外界因素影響較大；（2）運用“連通器”原理（即采用透明塑料管一端與變壓器本體油路連通，另一端抬高至變壓器最高油位以上，管路中變壓器油的高度即為（電抗器）油位）進行油位實測，該測量方法優(yōu)點是測量結果準確，缺點是需與設備進行油路連接，安裝較為煩瑣。（3）采用超聲波測試原理對油浸式變壓器（電抗器）儲油柜（油枕）內變壓器油進行測試，該方法可以在不停電情況下進行安裝，安裝時與油浸式變壓器（電抗器）無油路連接，避免安裝后出現(xiàn)漏油情況，安裝后可以對儲油柜（油枕）油位進行實時監(jiān)測，可以滿足運檢人員定期巡視跟蹤變壓器（電抗器）油位變化的需求。

4.2 油位異常處理方法

當變壓器（油浸式電抗器）因本體滲漏油導致油位指示低時，應對滲漏油部位進行堵漏或更換密封圈處理后補充變壓器油至正常位置。如因油位計油位低（或油位高）告警接點異?；蚪^緣不良導致后臺報警異常（即油位指示正常的情況下出現(xiàn)報警信號）時，應進行絕緣處理并檢查接線盒封堵是否完善，如絕緣無法恢復則應進行更換油位計處理。當變壓器（油浸式電抗器）油位計本體失靈導致指示異常時，則應進行更換油位計處理。油位計更換關鍵工藝質量控制措施。（1）拆卸表計時，應先將油面降至表計以下，再將接線盒內信號連接線脫開。（2）檢查新油位計連桿應伸縮靈活，無變形折裂，浮筒完好無變形和漏氣。（3）檢查齒輪傳動機構應轉動靈活。轉動主動磁鐵，從動磁鐵應同步轉動正確。（4）復裝時擺動連桿，擺動45°時，指針應從“0”位置到“10”位置或與表盤刻度相符，否則應調節(jié)限位塊。（5）當指針在“0”最低油位和“10”最高油位時，限位報警信號動作應正確，否則應調節(jié)凸輪或開關位置。（6）連接二次信號線檢查原電纜應完好，回裝密封應良好。

5 結語

本文通過對某1000kV 高抗油位異常進行分析，明確了異常原因及處理措施，總結了油浸式變壓器（電抗器）運行過程中出現(xiàn)油位異常的幾種檢查方法，為油位異常提供了一種可行的判斷和處理方法，有助于保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。