變壓器儲(chǔ)油柜結(jié)構(gòu)及補(bǔ)油方法

范 婷，任慶帥

（山東電力集團(tuán)公司檢修公司，山東 濟(jì)南 250021）

0 引言

變壓器儲(chǔ)油柜作為變壓器的輔助設(shè)備，是變壓器油存儲(chǔ)、補(bǔ)充及保護(hù)的重要組件。變壓器儲(chǔ)油柜安裝在變壓器油箱頂部，并與油箱相連。當(dāng)油溫升高膨脹時(shí)，變壓器油箱內(nèi)多余的油進(jìn)入儲(chǔ)油柜，這時(shí)的儲(chǔ)油柜起到了對(duì)變壓器油的存儲(chǔ)作用；當(dāng)油溫下降收縮時(shí)，儲(chǔ)油柜的油又進(jìn)入變壓器油箱補(bǔ)充其不足。儲(chǔ)油柜可以阻斷變壓器油與空氣的直接接觸，并通過(guò)與之相連的吸濕器吸收柜內(nèi)空氣中的水分，從而避免了變壓器油的氧化和受潮。同時(shí)，儲(chǔ)油柜的油平時(shí)不參加油箱內(nèi)的循環(huán)，其溫度比油箱內(nèi)的上層油溫低得多，所以氧化過(guò)程緩慢，從而進(jìn)一步防止了油的過(guò)速氧化。因而，儲(chǔ)油柜的正常工作對(duì)于變壓器安全運(yùn)行有著重要意義。

1 變壓器油枕常見類型及結(jié)構(gòu)

儲(chǔ)油柜按照內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同可分為膠囊式儲(chǔ)油柜、隔膜式儲(chǔ)油柜、波紋管式儲(chǔ)油柜三種。目前，隔膜式儲(chǔ)油柜的密封性難以保證，易發(fā)生滲漏油或變壓器油位較低時(shí)引起負(fù)壓，造成空氣和水分進(jìn)入儲(chǔ)油柜。且采用連桿式鐵磁油位計(jì)，其機(jī)械轉(zhuǎn)換、傳動(dòng)誤差較大，經(jīng)常出現(xiàn)油位指示不準(zhǔn)，難以判斷真實(shí)油位，所以已經(jīng)被淘汰，使用比較廣泛的是膠囊式儲(chǔ)油柜和波紋管式儲(chǔ)油柜［1］。

1.1 膠囊式儲(chǔ)油柜

膠囊式儲(chǔ)油柜是在儲(chǔ)油柜的內(nèi)壁增加了一個(gè)膠囊袋，其內(nèi)部經(jīng)過(guò)吸濕器及其聯(lián)管和大氣相通，膠囊袋底面緊貼地浮在儲(chǔ)油柜上，使膠囊袋和油面之間沒有空氣，隔絕了油面和空氣的接觸。這樣空氣中的氧不再和油中的氣體相交換，油中溶解氧的含量漸漸下降，直到全部消耗完為止，從而可達(dá)到阻止油氧化。同時(shí)，膠囊袋還可以防止外界的濕氣、雜質(zhì)等侵入變壓器內(nèi)部，保持變壓器的干燥。油面隨溫度變化時(shí)，膠囊袋會(huì)隨之膨脹和壓縮，起到了呼吸作用。膠囊式儲(chǔ)油柜結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 膠囊式儲(chǔ)油柜結(jié)構(gòu)

1.2 波紋管式儲(chǔ)油柜

目前，國(guó)內(nèi)很多廠家開發(fā)出波紋管式儲(chǔ)油柜作為膠囊式和隔膜式儲(chǔ)油柜的更新?lián)Q代產(chǎn)品。波紋管式儲(chǔ)油柜采用超柔性不銹鋼波紋補(bǔ)償器作為容積補(bǔ)償原件和隔離密封元件，在徹底隔離空氣及濕氣的條件下，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器絕緣油的體積補(bǔ)償。波紋補(bǔ)償器是一個(gè)內(nèi)腔與大氣相通的氣囊，放置于絕緣油中，儲(chǔ)油腔通過(guò)下部連接口與變壓器油箱相通。波紋補(bǔ)償器內(nèi)腔通過(guò)呼吸口與外界大氣相通。當(dāng)絕緣油隨溫度變化產(chǎn)生體積膨脹或收縮時(shí)，促使波紋補(bǔ)償器伸縮，從而改變柜內(nèi)油腔大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)絕緣油的體積變化補(bǔ)償。波紋管式儲(chǔ)油柜結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖2 波紋管式儲(chǔ)油柜結(jié)構(gòu)

2 變壓器儲(chǔ)油柜補(bǔ)油過(guò)程及相關(guān)實(shí)驗(yàn)

儲(chǔ)油柜的一端一般裝有油位計(jì)（表），用來(lái)指示儲(chǔ)油柜油面。波紋管式儲(chǔ)油柜油位計(jì)是通過(guò)與波紋補(bǔ)償器活動(dòng)端面相連的金屬帶做傳導(dǎo)，波紋補(bǔ)償器伸縮時(shí)產(chǎn)生窗口刻度的變化，顯示0～10的油位。當(dāng)儲(chǔ)油柜油面過(guò)低時(shí)，會(huì)對(duì)變壓器本體產(chǎn)生不良影響，甚至引起氣體繼電器動(dòng)作，變壓器輕瓦斯報(bào)警，就需要對(duì)儲(chǔ)油柜補(bǔ)油。下面以波紋管式儲(chǔ)油柜為例，闡述變壓器油枕儲(chǔ)油柜現(xiàn)場(chǎng)補(bǔ)油過(guò)程。

2.1 補(bǔ)油前準(zhǔn)備

補(bǔ)加油宜采用與已充油同一油源、同一牌號(hào)及同一添加劑類型的油品，并且補(bǔ)加油的各項(xiàng)特性指標(biāo)不應(yīng)低于已充油。

如補(bǔ)加油的補(bǔ)加份額大于5%特別是當(dāng)已充油的特性指標(biāo)接近運(yùn)行油質(zhì)量指標(biāo)極限時(shí)，可能導(dǎo)致補(bǔ)后油迅速析出油泥。因此在補(bǔ)充油前應(yīng)預(yù)先按額定的補(bǔ)加份額進(jìn)行油樣混合試驗(yàn)（油泥析出測(cè)定法）；確定無(wú)沉淀物產(chǎn)生，介質(zhì)損耗因數(shù)不大于已充油數(shù)值，方可進(jìn)行補(bǔ)充油過(guò)程。

如補(bǔ)加油來(lái)源和牌號(hào)及添加劑類型與已充油不同，還應(yīng)預(yù)先按規(guī)定的補(bǔ)加份額進(jìn)行混合油樣的老化試驗(yàn)。經(jīng)老化試驗(yàn)的混合樣質(zhì)量不低于已充油質(zhì)，方可進(jìn)行補(bǔ)充油過(guò)程。

補(bǔ)加油牌號(hào)與已充油不同時(shí)，還應(yīng)實(shí)測(cè)混合油樣的凝點(diǎn)，確認(rèn)其是否符合使用環(huán)境的要求。

2.2 補(bǔ)油過(guò)程

連接管路后，打開呼吸口和排氣閥門，從注油口向變壓器注油，直至排氣口空氣排凈，穩(wěn)定出油為止，關(guān)閉排氣口，同時(shí)停止注油。也可采用從呼吸口注入一定的氮?dú)猓珘毫Ρ仨毿∮?.02 MPa，使波紋管伸展、膨脹將儲(chǔ)油柜內(nèi)的氣體排出，直至穩(wěn)定出油為止，關(guān)閉排氣口。首次注油后靜置1～2 h后，同時(shí)將散熱器、套管升高座、及其他管路高點(diǎn)的氣體從各自排氣孔排出。然后再次向儲(chǔ)油柜注油，繼續(xù)采取以上方法排氣、加油到適合的刻度。最后，打開呼吸口，讓波紋管與大氣連通，使波紋管處于自由狀態(tài)，指示實(shí)際油位。

2.3 補(bǔ)油注意事項(xiàng)

打開呼吸口后，波紋補(bǔ)償器收縮，油位指示升高，此時(shí)的油位會(huì)略為高于預(yù)制的油位，這是由于壓力減小而產(chǎn)生的正常現(xiàn)象，可以從注油口排油從而達(dá)到理想的油位［2］。

儲(chǔ)油柜注油完畢后，將其置于工作狀態(tài)：呼吸口閥門常開，排氣口、注油口可靠密封，運(yùn)行前一定要再次檢查確認(rèn)，防止出現(xiàn)問題。

注油過(guò)程中，應(yīng)確保儲(chǔ)油柜油腔內(nèi)氣體排盡，以免造成假油位。儲(chǔ)油柜內(nèi)如滯留氣體，由于氣體受熱膨脹系數(shù)遠(yuǎn)大于絕緣油，將嚴(yán)重減少補(bǔ)償空間。

3 結(jié)語(yǔ)

在日常變壓器維護(hù)中，應(yīng)在熟悉儲(chǔ)油柜工作原理的基礎(chǔ)上，根據(jù)環(huán)境溫度和變壓器所帶負(fù)荷，對(duì)儲(chǔ)油柜油位進(jìn)行監(jiān)視，注意油位線指示的溫度與上層油溫相比是否合適，油位線是否過(guò)低或者過(guò)高，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題并分析處理。在對(duì)儲(chǔ)油柜進(jìn)行補(bǔ)油時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按照要求進(jìn)行，根據(jù)儲(chǔ)油柜內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同制定相應(yīng)方案，才能有效保障變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

［1］張全元.變電運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)問答［M］.北京：中國(guó)電力出版社，2009.

［2］齊大勇，沈倩，劉明，等.變壓器儲(chǔ)油柜及其常見問題淺［J］.山東電力技術(shù)，2008，164（6）：61－64.