摘要：变压器油位是否正常是判断变压器是否正常运行的重要因素之一,油位过高或过低都会影响变压器的正常稳定运行,油位过高,会造成变压器油溢出,造成浪费,油位过低,可能会引起变压器引线部分暴露在空气中,使绝缘强度降低,造成内部闪络,同时增大了油与空气的接触面积,使得绝缘油老化加速,绝缘强度降低。因此,对变压器油位异常的原因分析和治理就显得非常重要。
关键词：变压器；油位；过低
0引言
电力变压器的安全稳定运行对整个电力系统的安全至关重要。由于各种原因,变压器在运行中难免出现各种故障,变压器油位异常是导致变压器故障常见因素。变压器油具有绝缘、散热作和消弧作用,如果油位异常,将对变压器运行产生重要影响,文章对变压器油位异常的原因、影响及治理措施进行了一定分析,以减少电力变压器运行故障发生的概率。
1变压器油的特点
变压器油大多采用矿物绝缘油，是石油的一种分镏产物，其主要成分是烷烃，环烷族饱和烃，芳香族不饱和烃等化合物。
良好的变压器油应该是清洁而透明的液体，不得有沉淀物、机械杂质悬浮物及棉絮状物质。如果其受污染和氧化，并产生树脂和沉淀物，变压器油油质就会劣化，颜色会逐渐变为浅红色，直至变为深褐色的液体。当变压器有故障时，也会使油的颜色发生改变一般情况下，变压器油呈浅褐色时就不宜再用了。另外，变压器油可表现为浑浊乳状、油色发黑、发暗。变压器油浑浊乳状，表明油中含有水分。油色发暗，表明变压器油绝缘老化。油色发黑，甚至有焦臭味，表明变压器内部有故障。
变压器油有以下几种主要作用：
（1）绝缘作用：变压器油具有比空气高得多的绝缘强度。绝缘材料浸在油中，不仅可提高绝缘强度，而且还可免受潮气的侵蚀。
（2）散热作用：变压器油的比热大，常用作冷却剂。变压器运行时产生的热量使靠近铁芯和绕组的油受热膨胀上升，通过油的上下对流，热量通过散热器散出，保证变压器正常运行。
（3）消弧作用：在油断路器和变压器的有载调压开关上，触头切换时会产生电弧。由于变压器油导热性能好，且在电弧的高温作用下能分触了大量气体，产生较大压力，从而提高了介质的灭弧性能，使电弧很快熄灭。
当运行中的变压器油位过低时（油位低于变压器本），本体内部的导电体间的绝缘介质由变压器油变成空气，绝缘性能大幅度下降，易导致发生变压器内部电压击穿的故障。当油位低于本体变压器时，本体与散热片不能进行油循环，导致油位上端的热油不能进行有效散热，从而使变压器油的温度越来越搞，最终破坏变压器内部元件的绝缘性能。
2变压器油位信号指示
现有的油位状态显示装置为油位计，油位计安装在变压器储油柜上，且直观的反映出储油柜中的油量。目前，变压器上所使用的油位计为指针式油位计和玻璃管式油位计。
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图1指针式油位计
指针式油位计通过连杆将油面上下线位移变成角位移信号使指针转动，间接显示油位。
玻璃管式油位计通过与储油柜之间形成连通器，使内部油面直观的在外部显示，并在玻璃管中装载颜色艳丽的浮球，便于观察。
油位计除了能直观的反映储油柜内部油位外，还拥有在变压器油位过低时，发出告警信号的功能。
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图2玻璃管式油位计
3变压器油位过低故障
某220kV变电站#1主变本体油位表指示为“0”的缺陷后，检修人员在不停电情况下对#1主变进行红外测温，并对#1主变及其附件外观检查，未发现渗漏油的痕迹。对主变本体的瓦斯继电器进行检查，发现瓦斯继电器两侧观察窗被铁板遮挡，无法观察，同时对主变本体进行红外线测温，测得变压器整体和局部温度分布均匀，没有异常。另外，根据运行及检修经验，此类胶囊式储油柜的油位指示器，曾发生由于胶囊破损、变形、浮针活动不顺等原因引起指示假油位的情况，同时根据油位降低于瓦斯继电器位置后，瓦斯继电器会发出报警信号，此时运行后台并无任何瓦斯信号指示，综合几方面初步分析#1主变的“0”油位可能为假油位引起，由于主变不停电，带电校验油位风险过高，故并没进行实际油位校验工作，待结合停电进行检修处理。
对#1主变进行停电检查，对主变本体、套管、各个法兰面及阀门进行检查，并未发现渗漏油痕迹；检查散热器油路阀门均在打开位置；打开主变散热器变高、变中和变低套管的排气阀，发现并无变压器油渗出；检查瓦斯继电器外观检查无渗漏油痕迹，而透过观察窗可见，瓦斯继电器内部已完全没油，初步判断变压器箱体油位已低于变低套管排气阀水平线。对本体油位进行外部校验，校验结果为本体油位低于本体顶端30cm，处于严重缺油状态。
4油位过低故障缺陷分析
检修人员结合停电检查主变本体及其附件确实无渗漏油现象，暂时排除主变本体渗漏的原因，又对连接主变的各管路进一步检查。检查发现为变压器油色谱在线监测装置联管渗油，由于该装置联管铺设于主变间隔油池石块底下，且联管铺设路径的上方油池石没有油迹，故此前运行人员的巡视及检修人员的专业巡视工作中并无对埋油池石下面的联管进行相关检查巡视。移开联管上面的石块（上层石块没有油迹）后检查发现联管四周满是油迹，外部软联管已破损并不断滴油。因此可以判断，该联管破损导致变压器油大量渗漏，由油池石下面排出而未能及时被发现，是造成#1主变本体油位过低的直接原因。
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图3油位实际位置检查
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图4玻璃管式油位计
当主变过低时，低于瓦斯继电器所在位置时，正常情况下除了油位计指示为0外，瓦斯继电器动作，发出告警信号。
#1主变采用的瓦斯继电器为QJ型气体继电器，安装连接于变压器与储油柜的联管上，当变压器内部出现轻微故障时，则因油分解而产生的气体聚集在容器的上部，迫使油面下降，开口杯降到某一限定位置时，磁铁使干簧触点闭合，接通信号回路，发出信号。其动作过程如下图所示。若变压器因漏油而使油面降低时，同样发出报警信号，其信号触点由一只油杯转动，降到某一限定位置时，磁铁使干簧触点闭合而发出。
针对检查发现的问题对瓦斯继电器和主变油位进行处理，并将油色谱在线监测装置与#1主变脱离。继保人员检查确认瓦斯继电器二次接线无异常。检修人员拆卸瓦斯继电器检查内部，发现继电器开口杯的活动范围内被二次线卡阻，因此瓦斯继电器内部油面下降或有气体时，由于受到二次线的卡阻，开口杯不能正常下降，干簧触点不能闭合导致不能发出报警信号。
综上所述，未能及时找到渗漏油点，且判断失误是导致油位严重过低的原因。
5油位过低故障缺陷处理对策
针对本次缺陷提出下列几条应对措施，来避免该种缺陷的发生。
（1）当主变本体油位异常时不仅要开展对主变本体进行红外测温、外观检查，和瓦斯继电器得信号判断，还应进行必要的带点油位校验，来判断变压器油位的实际情况。
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图5瓦斯继电器动作原理
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图6瓦斯继电器开口杯受卡阻
（2）严把各类设备安装和验收的质量关，设备出厂前需严格审核设备及相关零部件的技术报告和合格证书，对施工工艺及对设备的防护措施（如防水、防外力等）应有明确要求和贯彻落实。
（3）将埋于砂石底端的油管置于砂石表面，以便发生渗漏油时，能及时发现该缺陷。
6结束语
变压器渗漏油时变压器的常见故障，当该缺陷发生时，虽不会立即导致变压器的运行，但不及时发现处理，最终会导致严重的后果，影响系统安全稳定的运行。
参考文献
[1]马凯,黄道均,谢佳,etal.油浸式变压器(电抗器)油位异常分析及处理[J].东北电力技术,2018,v.39;No.416(02):51-55.
[2]郭中华.油浸式电力变压器的故障分析与预防对策探究[J].工程建设与设计,2016(15):56-58.
作者简介
萧睿腾:1979—，男，本科，工程师,从事电气设备运行维护工作。
项目名称：移动冷却风扇的研发；项目编号：031900KK52190030；
论文作者:萧睿腾
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/16
标签：变压器论文; 瓦斯论文; 继电器论文; 本体论文; 过低论文; 储油论文; 信号论文; 《电力设备》2019年第20期论文;