變壓器有載開(kāi)關(guān)取油及油位計(jì)改進(jìn)

張健能，李春陽(yáng)，勞錦富，麥志彥，王明方

(廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司佛山供電局，廣東 佛山 528300)

0 引言

為保證油浸式變壓器有載開(kāi)關(guān)可靠運(yùn)行，需要定期對(duì)有載開(kāi)關(guān)取油進(jìn)行試驗(yàn)及檢查油位高度。變壓器取油試驗(yàn)存在不合理之處，或嚴(yán)重影響試驗(yàn)結(jié)果，或取油樣困難。

以下針對(duì)變電運(yùn)行檢修人員在有載開(kāi)關(guān)注油、油位檢查方面的認(rèn)識(shí)不足，結(jié)合工作中可能遇到的問(wèn)題，提出相關(guān)改進(jìn)建議。

1 油管的影響

隨著有載開(kāi)關(guān)技術(shù)發(fā)展，有載開(kāi)關(guān)油室一般不采用變壓器外部獨(dú)立油室布置，而是普遍采用主變本體內(nèi)布置的方式。因此，有載開(kāi)關(guān)取油試驗(yàn)，不能夠像主變本體那樣通過(guò)安裝在有載開(kāi)關(guān)油室側(cè)壁的取油閥直接取油，只能夠通過(guò)有載開(kāi)關(guān)油室的放油管取油。

為便于檢修、取油，有載開(kāi)關(guān)放油管從有載開(kāi)關(guān)油室頂部引至離地面1.5 m左右，主變油箱高3～3.5 m，加上油箱頂水平段1～1.5 m，放、注油管的總長(zhǎng)度大約4～5 m。放油管內(nèi)變壓器油沒(méi)有流動(dòng)，是死油區(qū)，不能正確反映有載開(kāi)關(guān)油室內(nèi)變壓器油的實(shí)際情況，若取油前不排盡該管內(nèi)的變壓器油，取油試驗(yàn)結(jié)果將產(chǎn)生偏差，造成誤判。

放油管一般采取φ25 mm的鋼管，油管的容積大約為：

式中：D為油管直徑，25 mm。h為油管長(zhǎng)度，h=4 m時(shí)，V=1.96 L；h=5 m時(shí)，V=2.45 L。因此，需要先排出約2～2.5 L的變壓器油后，才能夠取到有載開(kāi)關(guān)本體油室的變壓器油，試驗(yàn)結(jié)果才能反映有載開(kāi)關(guān)油的實(shí)際性能。

每次取油按取1個(gè)500 mL油瓶(耐壓)、1個(gè)80 mL針筒的方式(微水)計(jì)算，每次取油大約消耗變壓器油3 L。

按有載開(kāi)關(guān)油試驗(yàn)周期3年計(jì)算，考慮投運(yùn)前取油，以及滿足15年不需要補(bǔ)油，需要投入試驗(yàn)用油18 L (3 L×6)。

110 kV變壓器有載開(kāi)關(guān)用油約150 L，220 kV變壓器有載開(kāi)關(guān)用油約220 L，油運(yùn)行中體積變化按10 %考慮，也就是儲(chǔ)油柜需要分別容納變壓器油體積為15 L，22 L；若再考慮試驗(yàn)用油，有載開(kāi)關(guān)儲(chǔ)油柜容積應(yīng)不少于33 L， 40 L。

2 誤取儲(chǔ)油柜油樣

試驗(yàn)人員發(fā)現(xiàn)某運(yùn)行110 kV變壓器油中滅弧的有載開(kāi)關(guān)油樣非常清澈，詳細(xì)了解后才獲知，該變壓器有載開(kāi)關(guān)油室沒(méi)有引出放油管，放油管直接與有載開(kāi)關(guān)的儲(chǔ)油柜連接，現(xiàn)場(chǎng)人員只能直接從有載開(kāi)關(guān)儲(chǔ)油柜中取油。

該110 kV變壓器有載開(kāi)關(guān)油室容積約150 L，主變負(fù)荷不高，每天變壓器頂層溫度變化在20 ℃以內(nèi)，有載開(kāi)關(guān)油室內(nèi)變壓器油體積變化量為：

式中：變壓器油熱膨脹系數(shù)α油取0.000 7，則ΔV=2.1 L。而該臺(tái)有載開(kāi)關(guān)油室至有載開(kāi)關(guān)儲(chǔ)油柜的油管長(zhǎng)度約為6 m，按式1可得油管的油量為2.95 L。由此可見(jiàn)，開(kāi)關(guān)油室的油難以到達(dá)有載開(kāi)關(guān)儲(chǔ)油柜，有載開(kāi)關(guān)儲(chǔ)油柜為死油區(qū)，油放出來(lái)時(shí)非常清晰，不能夠反饋開(kāi)關(guān)油室的實(shí)際情況。因此，在變壓器采購(gòu)、安裝時(shí)，要明確連接有載開(kāi)關(guān)油室的放、注油管的要求，在運(yùn)變壓器沒(méi)有引出的，亦需加裝，如此才能夠保證定期取油的正確。

3 取油接口改進(jìn)

有載開(kāi)關(guān)放、注油管下部端口，一般安裝球閥、閘閥進(jìn)行關(guān)閉，然后加裝一個(gè)法蘭盤(pán)密封防潮。這種結(jié)構(gòu)取油樣非常不方便，現(xiàn)場(chǎng)人員常需先找一個(gè)容器，接下變壓器油，再裝入油瓶或針筒中，此舉容易影響油的試驗(yàn)結(jié)果。

部分變壓器則直接將有載開(kāi)關(guān)的放油嘴安裝在閥門(mén)法蘭盤(pán)的中央用來(lái)取油樣。但由于油中滅弧有載調(diào)壓開(kāi)關(guān)油室的變壓器油在滅弧后產(chǎn)生大量的游離碳，容易將油嘴堵塞。

為此，設(shè)計(jì)了一個(gè)帶放油口的法蘭盤(pán)以及膠管連接嘴。用油瓶取油時(shí)，可以在放油口直接接裝；而用針筒取油樣時(shí)，則可以加裝膠管連接嘴進(jìn)行取樣。法蘭盤(pán)則要求每臺(tái)主變安裝，而取油嘴則按工作班配置，這樣整體投資最省，且膠管連接嘴可獨(dú)立清潔，不容易堵塞。

4 有載開(kāi)關(guān)油位計(jì)改進(jìn)

4.1 有載開(kāi)關(guān)油位指示

由于有載開(kāi)關(guān)儲(chǔ)油柜容量遠(yuǎn)大于運(yùn)行中有載開(kāi)關(guān)油室油熱脹冷縮的體積變化需要，變壓器運(yùn)行溫度變化范圍內(nèi)油位變化較少。設(shè)置時(shí)應(yīng)該考慮以下要求。

(1) 油溫在-25 ℃不發(fā)低油位報(bào)警，考慮裕量取不低于5 %。

(2) 油溫在100 ℃不發(fā)高油位報(bào)警，考慮裕量取不高于95 %。

(3) 變壓器安裝、檢修后，油位需要在較高位置，為日后取油試驗(yàn)做好變壓器油儲(chǔ)備，且有1格左右的裕量。

綜合有載開(kāi)關(guān)儲(chǔ)油柜油位的最高、最低與補(bǔ)充油位要求，建議有載開(kāi)關(guān)的油溫—油位曲線應(yīng)按運(yùn)行最高油位、最低油位與建議補(bǔ)充油位進(jìn)行標(biāo)記，避免現(xiàn)場(chǎng)人員驗(yàn)收、巡視時(shí)產(chǎn)生疑惑。

有載開(kāi)關(guān)檢修后，有載開(kāi)關(guān)儲(chǔ)油柜的油位運(yùn)行區(qū)位非常大，因此，投運(yùn)和每次取油樣后，拍照記錄有載開(kāi)關(guān)的油位與溫度，以便巡視時(shí)核對(duì)油位是否出現(xiàn)異常，就顯得非常有必要了。

4.2 有載開(kāi)關(guān)油位計(jì)要求

有載開(kāi)關(guān)儲(chǔ)油柜運(yùn)行中油位高度變化量較小，也就是油位計(jì)浮球高度變化量很小。

(1) 經(jīng)主動(dòng)磁鋼驅(qū)動(dòng)的從動(dòng)磁鋼和油位計(jì)指針長(zhǎng)期處于靜止?fàn)顟B(tài)，沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)，容易出現(xiàn)銹蝕卡澀的情況。因此，油位計(jì)表盤(pán)的防潮、從動(dòng)磁鋼轉(zhuǎn)動(dòng)部位的潤(rùn)滑就顯得尤其重要。

(2) 有載開(kāi)關(guān)儲(chǔ)油柜排油檢修時(shí)，檢查、核對(duì)油位計(jì)轉(zhuǎn)動(dòng)情況與實(shí)際油位，以及低油位報(bào)警是否正常，亦非常必要。

(3) 當(dāng)出現(xiàn)有載開(kāi)關(guān)滲漏油較嚴(yán)重時(shí)，應(yīng)核對(duì)有載開(kāi)關(guān)實(shí)際油位，防止由于油位計(jì)卡澀不能夠反映有載開(kāi)關(guān)實(shí)際油位而缺油。

5 運(yùn)維建議

(1) 取油樣須從油室取油，并且先排空放、注油管內(nèi)的變壓器油。

(2) 建議對(duì)放、注油管的封板進(jìn)行改進(jìn)，以利于取油樣工具的連接。

(3) 鑒于有載開(kāi)關(guān)儲(chǔ)油柜容量比變壓器油體積變化的需要大得多，油位計(jì)運(yùn)行中變化相對(duì)較少，容易出現(xiàn)油位計(jì)卡澀問(wèn)題，應(yīng)引起重視。