壓力釋放閥噴油原因分析及防范措施

施永飛

摘 要：通過110kV紅樹站#1主變壓器壓力釋放閥動作的處理過程，引申分析壓力釋放閥動作的幾類原因：一是變壓器內部故障；二是呼吸系統堵塞；三是變壓器油位過高；四是油枕膠囊損壞；五是變壓器補油時操作不當。延伸介紹了油枕膠囊的結構、壓力釋放閥動作與復歸過程、補油的注意事項等。最后針對此次壓力釋放閥動作提出具體的處理思路與防范措施。

關鍵詞：變壓器；壓力釋放閥；噴油；防范措施

1 事故事件案例

2013年08月12日16 時 19 分，深圳中調通知110kV紅樹站#1主變壓力釋放動作，兩側開關并未跳閘，主變仍在運行中。當值值班長立即安排事故應急小組前往110kV紅樹變電站查明情況并處理。（1）12日16：40，運行人員到站檢查，檢查情況為后臺顯示壓力釋放動作信號，現場地面有大量油漬，確有噴油現象，瓦斯繼電器未動作，未能確認觀察窗內是否有氣體。（2）運行人員現場檢查為僅壓力釋放閥動作，但無法確認是否有內部故障。（3）12日19：35，經調度同意，運行人員將#1主變由運行狀態轉為檢修狀態，10kV 1M負荷轉由#2主變代供。（4）12日20：40，繼保班組確認二次保護裝置正確動作；檢修班組進行主變本體及壓力釋放閥檢查，復歸動作信號；油化班進行取樣試驗。（5）經專業班組檢查主變本體及附件均正常，但油枕油位偏高，需進行放油處理。檢修班組將油位降到油枕油位表二分之一處。（6）13日00：10，油化班對本體油樣檢測合格，一次具備可投運條件。（7）13日01：15，#1主變由檢修狀態轉為運行狀態，10kV母線恢復正常運行方式。

2 壓力釋放閥動作的幾類原因

2.1 壓力釋放閥結構及動作過程。在圖1中，當變壓器油對密封墊圈4限定的膜盤3的面積上的壓力大于彈簧7的壓力時，膜盤3開始向上移動，變壓器油的壓力就作用在密封墊圈5上，由于作用面積增加，膜盤3上的壓力快速增加，膜盤3移動到彈簧7限定的位置，變壓器油排出。變壓器內的壓力迅速降低到正常值。膜盤3受彈簧的作用，回復到原來位置，釋放閥重新密封。

2.2 紅樹站#1主變壓器壓力釋放閥動作原因分析。經現場檢查分析發現，主變壓器確有噴油，排除了壓力釋放閥誤發信的可能性。主變本體及其它附件外觀正常，瓦斯繼電器觀察窗內無氣體，油化試驗正常，壓力釋放復歸后無其它異常信號，同時二次設備顯示壓力釋放動作，再無其它保護元件動作，無故障電流，說明主變內部與外部均正常。結合現場觀察到的油枕油位高，主變油溫高，說明本次壓力釋放閥動作的原因是油枕油位過高，導致膠囊無法正常平衡油箱壓力，最終使得油箱壓力大于壓力釋放閥的開啟壓力。

2.3 變壓器內部故障引起的壓力釋放閥動作。當變壓器發生內部故障，如短路、內部接頭過熱、硅鋼片間絕緣損壞導致渦流過大發熱等時，變壓器內部由于產生大量氣體或變壓器油受熱膨脹，導致變壓器內部壓力急劇增大。由于連通油枕的管道直徑小，不足以讓如此大的壓力及時釋放，當內部壓力達到壓力釋放閥的開啟壓力55kPa時，壓力釋放閥在2ms內迅速動作，釋放油箱內過大的壓力，使油箱不至于變形，從而避免事故進一步擴大造成更大損失。當油箱內壓力降低到壓力釋放閥關閉壓力29.5kPa以下后，壓力釋放閥關閉，避免外部空氣、水分進入油箱。

2.4 呼吸系統堵塞引起的壓力釋放閥動作。瓦斯繼電器不動作原因：由呼吸系統堵塞引起的壓力釋放閥動作時，瓦斯繼電器不動作的原因是主變內部壓力生成有一定過程，這時既沒有可燃氣體產生，也沒有一定流速的油流產生。

2.5 變壓器油位過高引起的壓力釋放閥動作。變壓器正常運行時，隨著溫度升高，油體積增大，擠壓膠囊通過呼吸器向外排氣，平衡內部壓力。當變壓器油位過高時，隨著溫度升高，油體積增大，膠囊內空氣排凈，此時，膠囊不再能夠通過呼吸器排氣，變壓器內部壓力不斷累積，直到達到壓力釋放閥開啟壓力，壓力釋放閥動作開始噴油。

2.6 油枕膠囊損壞引起的壓力釋放閥動作。油枕膠囊是變壓器正常運行時，連通外界，平衡內部壓力的唯一通道。當其損壞，如破損、未正常張開時，膠囊不能通過正常膨脹收縮來調節儲油柜油面上的空間，不能起到平衡內部壓力的作用。隨著溫度升高，油體積增大，變壓器內部壓力不斷累積，直到達到壓力釋放閥開啟壓力，壓力釋放閥動作開始噴油。

2.7 變壓器補油時操作不當引起的壓力釋放閥動作。變壓器進行補油操作時，從本體油箱加油閥補油，采用膠囊充氣法排出油枕內的空氣，使得變壓器油不接觸空氣，也使得變壓器油的體積變化僅由膠囊膨脹縮小補償，從而令油枕油位顯示更準確。膠囊充氣法的操作順序為：打開圖2序號1油枕上部放氣塞或放氣閥，從圖2序號7呼吸器法蘭處向膠囊充氣，由于空氣位于油枕上部，待上部放氣孔或放氣閥出油時，說明膠囊外的空氣已經排盡，關閉放氣孔或放氣閥，從油枕加放油管調整油位。

如果在操作過程中，變壓器膠囊和油枕沒有配合好，膠囊充氣后將與油枕壁緊緊貼在一起，堵住放氣孔，膠囊下部的空氣無法向外排出。由于放氣閥見不到有油流出，操作人員會認為油枕內空氣尚未排盡。當不斷充氣后，膠囊向下壓迫油枕油面，造成變壓器油向本體流動，使內部壓力增大，當內部壓力上升到動作值時，壓力釋放閥動作。

3 壓力釋放閥動作的處理思路

根據以上壓力釋放閥動作的原因，當變壓器壓力釋放閥動作后，可以采取如下的處理思路：（1）檢查變壓器是否有放電聲或異常聲音。（2）檢查瓦斯繼電器是否有動作信號。若有放電聲、瓦斯繼電器有動作，則可初步判斷為主變存在內部故障，需將變低負荷轉移，將主變停電以作進一步檢查處理。如無有放電聲、瓦斯繼電器無動作，還需進行下面的檢查。（3）檢查變壓器的油位、油溫、線溫是否正常，其余部位有無漏油情況。（4）檢查呼吸器是否正常呼吸。（5）如有冷卻器的變壓器檢查冷卻器是否正常工作。

檢查完畢后，得出壓力釋放閥動作原因的初步分析，聯系專業班組確認是否應立即進行停電處理。然而壓力釋放閥動作后只能在釋放閥的本體上操作復歸信號彈片進行信號復歸，往往需要盡快停電進行處理。

4 防范措施

為減少變壓器噴油事故的發生，可以采取以下措施：（1）提高工作人員的技術水平，提高個人業務素質，掌握更科學的檢修方法，嚴格遵守檢修規程。（2）加強巡視，注意觀察油位、油溫隨負載和環境溫度的變化情況，在巡視時應經常檢查膠囊呼吸是否順暢，呼吸器是否堵塞，油枕的油位是否正常。發現異常應及時匯報并做相應的處理。在變壓器停電或檢修試驗時，檢查變壓器的呼吸器及各管道是否正常，散熱器蝶閥是否在開通位置。（3）加強對呼吸系統的維護，確保變壓器呼吸系統通暢。（4）加強對變壓器冷卻系統的維護，確保冷卻器運轉良好。（5）改進油枕膠囊掛點及注油工藝，防止造成膠囊卷縮不展開，導致油位顯示不正確及膠囊無法正常平衡油箱壓力。

5 結束語

綜上所述，造成壓力釋放閥動作的主要原因為：（1）變壓器內部故障；（2）呼吸系統堵塞；（3）變壓器油位過高；（4）油枕膠囊損壞；（5）變壓器補油時操作不當。由于由非變壓器內部故障原因引起的壓力釋放閥動作后變壓器往往仍能繼續正常運行，《電力變壓器運行規程》DL/T 572-2010建議及我局規定，變壓器的壓力釋放閥只發信號，不投跳閘出口壓板。