刘树民
（广东电网有限责任公司惠州供电局 广东惠州 516000）
摘要：本文主要介绍了一起220kV变电站主变假油位的缺陷，通过对主变油枕及油位计的结构进行介绍，分析了导致主变出现假油位的主要原因及现象，并提出了相关的处理及防范措施。
关键词：主变压器；假油位；措施
前言
变压器是变电站的关键设备，而变压器本体中的油起到了绝缘、冷却的作用。变压器的油位是判断变压器运行状态的重要指标之一。当变压器油位过低时有可能会造成变压器散热不良而引起发热，或者会造成变压器绝缘强度不够，使变压器绝缘击穿，放电烧毁。而当变压器出现假油位时，运行值班员不足以正确判断变压器油位，延误了发现故障的及时性，严重影响变压器的安全稳定运行。
一、案例简述
2018年11月，某220kV变电站计划对#1主变本体变进行停电检修。#1主变停电前，该变电站值班员通过对比1月至10月巡视期间的表计照片，发现#1主变本体油位在1-10月无明显变化，而该变电站其他两台主变本体油位在这期间变化较为明显，怀疑#1主变本体油位可能出现油位异常现象。11月10日至17日进行#1主变本体检修，13日对#1主变本体放油，准备更换瓦斯继电器，约11时45分，本体放油至套管升高座处时，运行值班员发现本体油位表还是指示在放油前位置，从而确定该主变本体油位为假油位。运行与检修人员共同检查该主变假油位情况，发现两个缺陷：1、本体油位表机械卡涩；2、该主变油枕胶囊进油。而后拆开油位计表盖，对机械部分进行润滑后恢复正常；抽出油枕胶囊绝缘油，对胶囊冲正压气体检验胶囊未破损。
二、案例分析
1、油枕及油位计结构
#1主变为西门子生产的型号为SFSZ-150000/220的变压器，储油柜为胶囊式储油柜，如图1，胶囊式储油柜通过胶囊将绝缘油与外界空气隔开，并通过呼吸器阻止水蒸汽进入胶囊。正常运行时，胶囊浮在油面上，当绝缘油因油温度升高而膨胀时，储油柜内油面上升，压挤胶囊向外排气；反之油温降低而油面下降时，胶囊从外面吸气涨大，自动平衡胶囊内外两侧压力，保证设备本体一直充满绝缘油。
图1 胶囊储油柜结构
1— — 胶囊2— — 柜壁3— — 胶囊呼吸口法兰
4— — 挂钩5— — 放气阀6— — 端盖板7— — 油位计
8— — 连杆 9— — 浮子与担板 10一呼吸管
l1—— 吸湿器 12—— 主联气管 13—— 变压器油
14— — 集污盒15— — 注放油阀
油位计为浮球式磁针油位计，图2所示：油位计主要是由表盘、表体、传动部分、报警部分、浮球部分组成。当储油柜内油位升降时，浮球上下摆动，通过油位计内的传动部分带动指针转动，从而使油位的变化在表盘上显示出来。
1.表盘 2.表体 3.传动部分 4.报警部分 5.浮球部分
图2 浮球式磁针油位计
2、油位计原理
如图2所示，油位计指针的驱动采用连杆带浮子结构（图1中8和9），油位变化时，浮球带动连杆转动，从而驱动油位计指针转动，指示油位的变化。设备出厂资料会给出储油柜的油温油位曲线，对不同油量给出对应的温度油位曲线，管式油位计给出油位刻度，磁针式油位计给出磁针转角，这都便于运行值班员通过油温油位指示监视设备运行情况，及时掌握油温、油位并与对应曲线图进行比较，有助于掌握设备实际运行状态。同时油位计上还配置有微动开关作为报警部分，当油位低于报警值时将报警信号传至后台，有助于监控人员及时发现设备异常。
三、主变假油位的原因及表象
在实际运行过程中，由于某些原因，有时会出现油位计指示的油位高度与本体油面高度不一致的现象，这种油位异常的现象称之为假油位。假油位的存在将影响电气设备的安全稳定运行。造成假油位的因素有多种，总体说来有油位计故障及胶囊故障等因。
1、磁针式油位指示故障
对于磁针式油位指示故障造成主变假油位主要由以下几种情况引起：（1）驱动机构和胶囊缠绕；（2）浮球或连杆进油；（3）磁针失灵。
当驱动机构与胶囊缠绕时，主变油位指示基本不随温度变化，要处理这个缺陷需要将顶盖打开，用圆头木棒摊平胶囊，使之平坦浮在油面上可使主变油位恢复正常。而当浮球或连杆进油时，此时主变油位指示一般为零，打开油箱发现浮球或者连杆沉入油中即可说明它们存在进油。而磁针失灵比较常见，一般表现为油位指示为零或者满格。打开油箱，拨动驱动机构，油位指示不变化，可判断该假油位是由磁针失灵引起。
2、胶囊故障
对于胶囊故障造成主变假油位主要有以下几种原因：（1）胶囊袋口处密封不良；（2）胶囊与绝缘油接触面破裂；（3）胶囊呼吸器硅胶颗粒太小堵住呼吸通道。
胶囊口密封不良会使油箱产生大量气体。对管式油位计在温度高时会造成油面异常偏高。当胶囊与绝缘油接触面破裂时，对磁针式油位计会造成油面异常偏低，胶囊内部有大量绝缘油，打开顶盖吸尽油后又出现大量绝缘油在胶囊内，可判断胶囊破裂。当呼吸通道堵塞时，对管式油位计在温度高时会造成油面异常偏高，在畅通呼吸通道后可以恢复正常。
四、处理措施
针对以上的假油位故障原因分析，现场缺陷处理时应对油枕进行拆解，逐步检查胶囊及油位计。
1、检查胶囊完好度
首先在油枕的胶囊检修口（如图1中 3所示）对胶囊进行检查。检查胶囊内部是否存在变压器油。将油枕油排出后，通过油枕的吸湿器对胶囊充气，经过24小时后对胶囊进行观察和比较，确认胶囊是否破损，从而判断油位异常是否是由胶囊故障引起。
2、检查油位计
若排除胶囊故障的情况，则可进一步将导致油位异常的原因范围缩小至油位计，现场人员可以通过打开油枕检修口进入油枕的内部对油位计浮球及连杆进行检查。在检查时应注意对浮球完好性进行确认，检查浮球外观是否良好无破损，浮球内部有误无进油现象，相关功能是否正常。
检查完浮球后，下一步是对油位计机械连杆进行检查，检查过程中在摇动连杆时，连杆与滚轮之间应能正常滑动，无卡涩现象。因为磁针式油位计是根据磁力使连杆带动指针转动，当指针卡涩阻力大于转动磁力时，指针就无法正常转动，从而无法显示油枕油位的准确值，所以检查中应特别注意油位计的指针应能够正常随着连杆偏转。若指针存在卡涩现象，应对卡涩点进行除锈及润滑，处理后检查其功能完好。
五、防范措施
案例中主变油位异常是由于油位计指针卡涩生锈引起的，当本体油位下降时，油位计无法正常显示油位的下降。若油位突变为零或油位随温度变化异常，而设备无明显漏油，运行值班人员可初步判定发生假油位。假油位发生以后，做好运行监督是预防事故发生的重要手段，尤其部分假油位是由于胶囊进气造成的，严重时会导致气体继电器重瓦斯误动作为及时发现此类事件的发生，我认为运行值班员应采取以下几方面措施：
1、在日常巡视中对主变油位计读数进行量化记录，形成变化曲线，并定期进行记录的分析、比较。若油位计读数长期不变，应引起注意，及时采取其他手段确定主变真实油位。
2、通过温度变化进行对比，根据热胀冷缩的原理，当主变温度升高或降低时，主变油枕中油位对应的上升或下降，油位计指示相应变化。
3、运行条件相近的不同主变之间的对比，若同一个变电站的两台主变负荷相近，油温相近，而两台主变之间的油位指示不一致，则有可能出现假油位现象。
结束语
本文从这起220kV变电站主变假油位缺陷出发，分析了变压器发生假油位现象的原因，提出了处理措施及预防措施，希望能对变电站主变压器的管理和运行维护提供一定的帮助。今后，将进一步加深学习，积累运行经验，能更好加深与同行前辈的经验交流，为电网、设备的安全稳定做出贡献。
参考文献：
[1]张霁月. 主变油位非故障异常原因分析及策略[J]. 安徽电气工程职业技术学院学报，2013（11）：161-162.
[2]梁永朋. 变压器油位异常分析和治理[J]. 科技展望，2015，32（18）：106-107.
[3]变压器磁力式油位计说明书[s]. 华鹏变压器有限公司.
（上接第61页）
器内存在的气体溶解现象，将会使检测数据出现异常，对设备的运行造成不良影响。为了保证设备运行过程中不出现问题，对设备进行早期检测时，检查应当分别在设备投入1d、7d、30d时进行，然后对变压器气体溶解问题进行集中研究与分析。通过检测发现，2号变压器的1d监测数据存在异常，但变压器运行良好；7d检查时，发现本体存在C4H2。为了分析C4H2对变压器运行造成的影响，通过色谱检测技术检测获取三相绝缘油的检测结果，最终的分析结果断定，2号主变器存在运行故障，会出现低能放电，需要对设备展开全面检测，且要及时处理发现的问题，避免故障进一步扩大而造成更大的不良影响。
3.2采取带电检测技术完成电气试验
变压器铁心接地电路检测期间，为了使检测工作更加方便，确保检测结果的准确性，要控制好检测过程。例如，一次检测中最终获取的检测结果为，A相11.1mA，B相11.1mA，C相为13.6mA，未达到技术规定值。局部放电检测期间，要先做好相应的准备工作，采用的检测设备包括局部放电综合数字分析仪、超声定位仪等。为了进一步提升检测质量，要对多种不同检测技术进行综合应用，充分发挥各项技术的优势。例如，综合使用超生检测法和脉冲电流法，利用电流互感器得到铁心中心脉冲的电流数据。具体检测时，定位必须准确，且完成快速检修。本次测试期间，发现A相出现了异常情况，放电值达到了150×104pC。
3.3依据铁心电位检测局部放电
为了确定变压器出现故障的原因，变电运维人员在检测前后都要进行试验分析，通过分析确定故障为铁芯夹件放电事件，最终确定采用局部放电法完成相应的检测工作。通过试验可以发现，地铁对地电压223V时，超声检测信号不断加大，增幅近5～10dB。因此可以断定，放电问题位于铁心夹件间。导致故障发生的原因是磁分路与铁心间距不足，且绝缘防护与标准不符，进而导致局部发生放电。
结语
带电检测在变电运维中具有较高的应用价值。在具体检测期间，采用带点检测技术，不仅是电力系统可靠运行的一项需求，也是运维人员采用先进检测方法与手段的一项关键内容。因此，具体工作开展期间，要合理应用带电检测技术，掌握设备的具体运行情况，及时发现故障，并对故障加以解决，确保电力系统安全运行。
参考文献：
[1]李鑫.状态检修模式下的变电检修技术探讨[J].中国高新技术企业，2015（13）：133-134.
[2]徐力，刘谊.状态检修模式下的变电检修技术探讨[J].企业技术开发旬刊，2015（08）：83-84.
论文作者:刘树民
论文发表刊物:《云南电业》2019年6期
论文发表时间:2019/11/28
标签：胶囊论文; 变压器论文; 磁针论文; 本体论文; 连杆论文; 故障论文; 异常论文; 《云南电业》2019年6期论文;