一起變壓器油枕油位異常的處理

史智崗

（山西大唐國際運城發電有限責任公司， 山西 運城 044602）

1 變壓器油枕的作用及分類

油浸變壓器的變壓器油起著絕緣、 散熱的作用，是變壓器的重要組成部分。 油枕是變壓器油箱上的儲油柜，當變壓器負荷、環境溫度變化而引起變壓器油體積變化時起緩沖作用。油枕根據外界空氣與油枕中油的接觸與否，分為敞開式油枕與密封式油枕，油枕的側面還裝有油位計，可以監視油位的變化。 大型變壓器一般使用密封式油枕，密封式油枕主要有波紋式、膠囊式、隔膜式3 種形式。山西大唐國際運城發電有限責任公司（以下簡稱大唐運城公司）1、2 號脫硫變壓器，高廠變壓器，以及主變壓器使用的均是波紋桶油枕；啟備變壓器及電抗器使用的是膠囊式油枕。下面主要介紹膠囊式油枕及波紋桶油枕。

1.1 膠囊式油枕

膠囊式油枕一般由尼龍橡膠膜做成，它漂浮在柜體內的油面上，內腔的空氣經過呼吸器與外界空氣相通， 隨著變壓器油體積的變化而膨脹或收縮。膠囊下部布置有油位計的浮子，漂浮在柜體內的油面上，可以隨著油面的變化而升降并帶動擺桿上下擺動， 擺桿通過傳動機構將油位傳到油位指示表上，當達到高或低油位時，接點接通發出油位報警信號。 圖1 為膠囊式油枕結構圖。

圖1 膠囊式油枕結構圖

1.2 金屬波紋式油枕

金屬波紋密封式油枕是由可伸縮的金屬波紋芯體構成的可變容器，由超柔性不銹鋼波紋管作為容積補償和隔離元件，它能使變壓器油與空氣完全隔離，從而防止變壓器油受潮氧化，延緩老化過程。在徹底隔絕空氣及濕氣的條件下，當變壓器內絕緣油隨溫度變化產生體積膨脹或收縮時，油枕內的波紋芯體通過伸縮，改變油枕油腔大小，實現對變壓器油的體積補償[1]。 圖2 為金屬波紋密封式油枕結構圖。

圖2 金屬波紋密封式油枕結構圖

2 一起油枕油位異常情況分析

大唐運城公司2 號機組脫硫變壓器為保定天威保變電氣股份有限公司生產的S9-22000/20 型號五檔無載調壓油浸自冷變壓器，變壓器安裝時整體密封試驗合格（油箱頂部壓強0.4 MPa，維持24 h無滲漏）， 變壓器無勵磁分接開關型號DWX-110/600， 變壓器油箱壓力釋放閥型號為 YSF9-55/130DKJB， 動作壓力為 55 kPa， 油枕型號 BG916×2500，為不銹鋼波紋管式油枕，可補償容積為0.9 m3，油位指示最低位為0 時， 波紋總長為2 200 mm，油位指示最高位為10 時，波紋總長為620 mm，波紋管工作時最大壓力≤5 kPa，該值與壓力釋放閥動作壓力相比甚小， 在考慮儲油柜安裝后的靜壓后也不會使壓力釋放閥產生誤動作， 油枕油位指示與波紋桶波紋長度變化呈線性關系，油位變化一格，波紋桶長度變化量為160 mm。油枕油位計采用拉帶結構窗式油位計， 該油位計是通過與波紋管活動端面相連的金屬帶做傳導，波紋伸縮時產生窗口刻度的變化，顯示出 0～10 的油位，0 為最低油位，10 為最高油位，當油位達到最低或最高油位時，油位計旁的油位報警端子將輸出觸點觸發報警信號。

大唐運城公司2 號機組于2007 年11 月投產，2號脫硫變壓器投運以來， 變壓器油枕油位與油溫相對應，脫硫變壓器的油溫20 ℃時，對應油枕油位為4.5 格。 2019 年12 月2 號機組停運半個月啟動后，運行人員巡檢時發現油枕油位升到最高油位10 格，檢查變壓器又無其他異常現象。

2.1 油枕油位異常的原因

對于金屬波紋密封式油枕配拉帶式油位計，油枕油位異常的原因：一是油枕油位計拉帶斷裂造成油位計失真；二是油枕內部波紋桶破裂，油枕內的油進入波紋桶引起油位降低； 三是油枕波紋桶軌道卡死，油溫大幅度波動后波紋桶大幅變化，軌道卡死導致油位顯示異常；四是油枕呼吸器堵死，油枕不能自由呼吸，變壓器內部壓力波動，引起油位異常；五是變壓器油側進空氣、變壓器內部故障產生氣體引起油位升高。

2.2 變壓器運行中的檢查與處理

通過原因分析， 對引起油位升高的因素逐一排除，機組運行中能檢查的項目比較少，退出脫硫變壓器重瓦斯保護， 拆除油枕呼吸器對呼吸管道通過風葫蘆鼓風檢查，油位計有小幅波動，判斷管道暢通，油位計拉帶連接良好未斷；對呼吸器呼吸口檢查未見堵塞， 呼吸良好， 排除呼吸器堵塞原因；稍開油枕排氣口，檢查有油排出，并未見氣體，在排氣口裝壓力表監視變壓器內壓力21 kPa，為油柱的靜壓，變壓器壓力釋放閥也未見滲油現象，表面變壓器內部壓力正常， 取變壓器絕緣油作氣體色譜分析合格， 變壓器運行繞組溫度、 頂層油溫、聲音均正常，排除變壓器內故障情況。 綜合判斷變壓器內部運行正常，呼吸器呼吸暢通；加強變壓器的檢查與監視， 堅持運行23 天未見異常，調度調停機組后，打開脫硫變油枕排空門檢查，放出管道內的油后，有大量氣體溢出，隨后油枕油位由10 格降低到4.5 格，恢復到正常油位指示。 變壓器內油與外界大氣是相隔離的， 在變壓器投產時已經排空內部氣體，變壓器已運行數十年，變壓器油的色譜分析又正常[2]，那一定是有進氣的地方，進一步排查發現呼吸器管路法蘭結合面有漏空現象，檢查發現法蘭墊子安裝時錯位，加上運行時間長及墊片收縮， 冬季環境溫度低出現密封不嚴現象，更換呼吸管連接法蘭墊片，將變壓器油側排空后，變壓器油枕油溫與環境溫度相一致，機組再次啟動運行后脫硫變壓器油枕油位正常。

北方冬季環境溫度低， 機組停運期間變壓器油溫與環境溫度一致，油枕油位大幅降低，環境溫度為0 ℃時，油枕油位在1.5 格左右，因排空管道法蘭接合面墊片密封不嚴，油中漏入空氣，機組啟動后， 脫硫變壓器投入工作， 變壓器油溫快速升高，變壓器本體及密封墊片溫度升高膨脹，油中進入的空氣被封堵在油中并隨油溫升高， 空氣膨脹壓縮了波紋密封式油枕， 油位升高到了10 格，這就是油枕油位異常升高的原因。

3 結束語

本文針對一起油浸變壓器油枕油位的異常處理，全面介紹了油浸變壓器油枕的結構、作用以及工作過程， 對于油浸變壓器的運行維護有借鑒意義。《防止電力生產事故二十五項措施》第12.2 條明確規定：對于裝有密封膠囊、隔膜或波紋管式儲油柜的變壓器，必須嚴格按照制造廠說明書規定的工藝要求進行注油，防止空氣進入或漏油，并結合大修或停電對膠囊和隔膜、波紋管式儲油柜的完好性進行檢查。 因此，對變壓器油枕定期進行密封性檢查很有必要。 另外，對油浸變壓器油枕油位要加強監視， 特別是在負荷工況大幅變化的情況下，更要加強監視。