一起500KV主變壓器油位計假油位的故障分析及處理

王兵 許江盼 侯小冬 劉同俊 張樂

摘要：根據某電站主變壓器假油位故障，分析導致指針式油位計假油位的可能原因，同時針對本次故障制定消缺措施，解決了油位計假油位的故障缺陷。對故障油位計解體，發(fā)現了故障原因，并針對如何防止假油位提出了建議。

關鍵詞：主變壓器；指針式油位計；假油位；消缺

1 前言

某電站主變壓器（以下簡稱主變）是由三臺沈陽特變電工生產的DFP-400000/500TH型單相變壓器按Y/△聯接而成的，其儲油柜油位計是由沈陽海業(yè)電力設備有限公司生產的YZF2-250型指針式油位計。當儲油柜內的油面升高或下降時，油位計浮球隨之上下浮動，使擺桿作上下擺動通過齒輪組及磁鐵傳動帶動油位計報警凸輪及指針旋轉，當浮球隨油位上升到最高位置及下降到最低位置時，凸輪撥動相應的微動開關動作發(fā)出報警信號。

2 變壓器假油位的危害

變壓器油在變壓器運行時起絕緣和冷卻的作用，，假油位（油位過高或過低）油位計指示低于儲油柜的實際油位將有可能造成實際油位過高，運行中因為內部壓力過大會造成壓力釋放閥動作噴油；油位計指示高于儲油柜的實際油位，可能使變壓器長期缺油運行發(fā)現不及時就會造成變壓器過熱甚至絕緣擊穿短路。因此，油位計作為監(jiān)測油位的裝置，其顯示數值的準確性對變壓器穩(wěn)定運行起到重要作用[1]。

大修期間進行配合主變三相內檢的油務工作，在對主變三相真空注油時，通過設置臨時油標測量實際油位，主變B/C相油位計刻度隨實際油位的升高而升高；然而主變A相油位計在實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相油位計出現了假油位現象。

3 指針式油位計假油位的原因分析

根據指針式油位計結構及傳動原理結合全密封膠囊式儲油柜結構分析假油位的形成機理主要有以下幾個方面：

3.1 儲油柜內部進氣造成假油位

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

3.2 呼吸管路不暢造成假油位

儲油柜呼吸管路不暢時，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，造成油位計顯示不準確。造成儲油柜呼吸管路不暢的原因有：變壓器安裝投運后，吸濕器密封墊未取出；呼吸器中硅膠顆粒太小，環(huán)境溫度過高時，硅膠顆粒凝結堵塞呼吸管口；或因呼吸器聯管管徑較小，在呼吸過程中粉塵進入聯管內堵塞管口[2]。

3.3 膠囊老化破損或內部褶皺造成假油位

當出現膠囊老化破損后，變壓器油進入膠囊內部，使膠囊失去了伸縮功能，浮球及擺桿上下浮動被膠囊阻礙，不能正常顯示真實油位；或當膠囊未完全伸展開存有褶皺，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，造成假油位現象。

3.4 傳動機構卡澀、齒輪脫扣造成假油位

當油位計發(fā)生傳動機構卡澀、齒輪脫扣等故障時，如表盤外部傳動機構（磁鐵帶動指針及凸輪轉動部分）受潮氣生銹造成卡澀，或者齒輪脫扣都將大大降低油位計的主動磁鐵與從動磁鐵之間的磁耦合作用，從而出現假油位現象。

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本身的設計參數，浮球連桿的浮動角度變化和油位計指示失去同步，指示不準確[3]。

3.6 浮球破損或脫落

浮球破損后，變壓器油進入浮球內部，浮球下沉或脫落在油中導致擺桿不再隨油面上下浮動，這種情況下油位指示可能會在較低的位置，甚至會觸發(fā)“油位低”報警。

大修停機前油位顯示均正常且呼吸器正常工作，大修期間進行了排油、抽真空、真空注油，并對膠囊進行了充氣和油枕進行了排氣工作，故可以排除原因（1）、（2）、（3），目前油位計一直穩(wěn)定在1.5格，原因定位在油位計本體故障，根據以往檢修經驗結合多基地故障案例推測原因（4）可能性較大，原因（5）、（6）其次。

4 解決方案實施

針對本次故障，制定以下消缺措施：對油枕進行排油直至排空油枕-保持壓縮空氣暢通（通過在進氣口設置三通閥旁路，防膠囊內充氣超壓）-打開油位計法蘭-對油位計進行整體更換-對油枕進行抽真空-進行真空注油-破真空-調整油位驗證油位計功能正常-開始熱油循環(huán)。

對故障油位計進行解體檢查，發(fā)現表盤外部傳動機構（磁鐵帶動指針及凸輪轉動部分）已生銹卡澀如下圖1所示，內部傳動機構正常，當內部傳動機構帶動磁鐵旋轉時如下圖2所示，微動開關滾輪及固定螺釘生銹嚴重，內外部磁鐵的耦合已經不足以克服生銹卡澀帶動指針及凸輪轉動，造成油位計指示格數不變的假油位現象。

進一步查找潮氣來源，發(fā)現微動開關節(jié)點接線通過小孔引入接線盒中，與接線盒相連的引出電纜蛇皮保護管“U”型段內部有積水，潮氣通過接線盒及穿線小孔進入外部傳動機構使轉軸生銹卡澀，手動轉動轉軸幾次以后有銹粉末出現。

通過對故障油位計解體，發(fā)現了假油位的原因在于傳動機構卡澀，驗證了之前的推測，針對由于外部傳動機構生銹卡澀導致假油位這一故障，制定了以下解決方案：

（1）對主變A相故障油位計進行整體更換；

（2）對主變三相油位計接線盒端部進行密封防水處理防止潮氣進入內部；

（3）對主變三相油位計電纜蛇皮保護管“U”型段底部打孔，防止積水。

方案實施后持續(xù)跟蹤機組功率變化期間油位隨油溫的變化趨勢，主變三相油位正常，均符合油溫-油位曲線，后續(xù)定期巡檢無異常情況。

5 結論

根據上述分析，為預防油位計假油位故障，建議可以從以下幾方面入手：

（1）油位計安裝前對備件仔細檢查，確認外觀完好，傳動機構動作順暢無銹蝕卡澀，浮球及擺桿完好無破損。

（2）在工程安裝期間，確認儲油柜膠囊固定牢靠無松脫，空油枕狀態(tài)對膠囊充氣使其充分舒展。對油枕排氣時，通過打開油枕頂部排氣塞，采用膠囊充氣的方法排盡儲油柜中氣體，使油枕頂部排氣塞出油且無氣泡，并作臨時油標驗證油位指示正確性。

（3）日常定期巡檢時，記錄油溫及對應油位并核對是否與油溫-油位曲線符合，建立油溫-油位數據臺賬，橫向對比A/B/C三相的油溫及油位指示變化情況，發(fā)現異常及時跟蹤并處理；定期檢查呼吸器出氣及進氣情況是否良好，及時更換硅膠。

（4）梳理同類型油位計，停機大修期間，進行密封處理并對電纜蛇皮保護管“U”型段底部打孔，防止積水，必要時進行換型替代；將對實際油位的檢查加入到檢修規(guī)程中，通過設置臨時油標，驗證油位計指示刻度與油枕實際油位是否基本一致。

參考文獻

[1]陳敢峰.變壓器檢修[M].北京：中國水利水電出版社，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.變壓器假油位現象的分析[M].華北電力技術，1997，第4期.

（作者單位：中廣核核電運營有限公司）