摘要：大型油浸变压器正常运行，需要储油柜来补偿变压器油箱内随运行温度变化导致油体积的变化，因此需要通过油位计监视储油柜油位的变化来跟踪变压器的运行状况。目前使用的油位计主要分为指针式油位计和压力式油位计，相比指针式油位计，压力式油位计因其刻度更加精细，可安装于地面仪表箱中，便于读取数据进行趋势分析，还可以实现油位实时数据远传，实现远程监控，符合智能电网发展的要求，因此，压力式油位计的应用会越来越多。
关键词：压力式油位计；大型油浸变压器；应用
1概述
压力式油位计根据需要安装于储油柜的底部、顶部或侧部，主要由浮球1、连杆2、转向板3、波纹筒4、法兰5、调整器6、毛细管7、指示仪表8等组成。连杆的一端连接浮球，另一端通过螺栓固定安装在转向板上，浮球上下移动，通过连杆带动转向板在0-57°范围内转动，驱动波纹筒轴向运动，波纹筒内压件压缩调整器内液体，通过毛细管将液体压到指示表内的波纹筒内，使指示表内的波纹管轴向运动，从而带动指针转动。在指示表内还有4对位置接点和一个油位变送器，此外还有一个波纹筒主要用于补偿由于环境温度变化所造成的误差。可以看出，压力式油位计的工作原理与油面温度计非常相似，因此压力式油位计理论上应该与温度计一样运行安全可靠，但在实际使用过程中，却发现该型油位计还有需要改进的地方。这里结合YZF3-186×296型油位计在某核电站主变使用过程中出现的问题进行分析。
2常规预防性试验的有效性
《电力设备预防性试验规程》在预防变压器本体绝缘性能测量方面规定的试验方法主要有三种：一是测量绝缘电阻（包括吸收比和极化指数）；二是测量介损tanδ；三是测量泄漏电流（实为较高电压下测量绝缘电阻，以下与绝缘电阻一起分析）。这三种试验方法的主要目的是利用电信号获取绝缘中含水量的信息。测量绝缘电阻和tanδ时，绕组是短路的，纵绝缘不在监测的范围之内。虽然绕组绝缘性事故点一般是在纵绝缘，但即使纵绝缘严重受潮，也不能得到有效反馈。所以，测量绝缘电阻和tanδ，对发现纵绝缘缺陷发挥的作用是有限的。当绝缘电阻值比较大时，油纸绝缘的介质损耗主要是由极化引起的，其中起决定性作用的是水分子极化。对于在试验电压下电场均匀分布的试品（例如电容式套管、电流互感器）含水量增加，tanδ的实测值将相应增加，对显示受潮有一定作用。但是，对于高电压大型电力变压器，绝缘的总体积庞大，主绝缘的体积也相当大。用10kV电压（现使用试验设备最高电压）测量tanδ时，作用在主绝缘上的电场强度比变压器运行或ACLD试验时小得多。在受潮体积不大的情况下，该部位水分子极化引起的介质损耗增量，相对主绝缘总的介质损耗很微小。因此，实测的tanδ值不可能有可以识别的显示。例如：曾经有一台240MVA/220kV变压器，漏进了约500kg水，tanδ仍然是合格的，但一投运绕组便烧毁了。由此可见，除非主绝缘整体严重受潮，tanδ可能有所反映，对于局部受潮，特别是“隐性受潮”，是不能依靠tanδ测试反馈的。
3问题分析及处理
3.1法兰制造选材不当
2015年5月，现场人员对1号主变送电前检查，发现主变A相和B相储油柜油位计调整器安装部位存在渗油现象。现场通过拆卸下调整器，检查发现油位计安装法兰中心部位均存在不同程度的小裂纹。专业人员通过对拆卸下来的法兰进行光谱分析，确定该法兰材质为锌铝合金，对法兰渗漏面进行PT着色，存在裂纹的部位存在轻微贯穿。虽然油位计法兰整体厚度达15mm，但为了能够传递压力，制造工艺过程将法兰中心部位进行下沉开孔，使得该区域机械强度下降很多，同时为固定波纹筒及调整器，在该区域正反面开了很多螺纹孔，该区域机械强度进一步被削弱。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因为油位计法兰中部部位是压力式油位计受力核心区，存在应力集中，从整个储油柜结构来看，油位计法兰中部部位无疑是最薄弱的区域，受长期运行变化的工况影响，一旦受力超过其机械强度，法兰就会开裂。提高法兰的机械强度是解决开裂的主要手段，将法兰材质由铝合金改为不锈钢，在安装法兰过程中进行螺栓力矩调节，通过对更换法兰后的油位计进行两年半的持续巡视及检查，未发现新法兰开裂渗漏迹象，表明该改进是有效的。
3.2连杆设计不当
2015年9月10号，2号主变停运后现场检查发现C相油位指示器对比A、B相下降了2刻度左右，且后续油位随油温变化不明显，初步怀疑油位显示不准。通过取储油柜底部及本体油样进行含水量和耐压试验分析，主变C相含水量超标，分析判断储油柜内胶囊破损的可能性很大。9月底，现场人员拆下呼吸器管道对胶囊进行探测，确认储油柜胶囊内有约200mm深的集油，胶囊已破损。现场对拆卸过程中的胶囊以及储油柜进行检查，确定胶囊两处破损部位与浮球连杆固定端完全重叠，可以判断胶囊与浮球连杆固定端尖端在安装、投运过程中存在接触并受力，导致胶囊破损示。储油柜胶囊的特性要求与其接触的部件尽可能光滑，不能有尖角毛刺，否则就有胶囊被划破的风险。该油位计厂家在设计制造过程中，并未将浮球连杆固定端8个锋利的尖端进行倒角打磨，导致在对储油柜排、注油过程中以及储油柜低油位运行时，油囊直接与连杆固定尖端接触摩擦，导致胶囊破损，危及变压器的安全运行。
3.3油位计选型不当
2016年8月初，2号主变B相触发储油柜油位高，现场人员检查确认主变B相相对A、C相温度高，散热器运行正常，后续变压器油温缓慢下降，在线标定主变B相实际油位，对应油位刻度为7，所以判断该油位高报警为虚假报警。查询主变厂家储油柜油位曲线，其最高油位刻度对应油面高度H2为1040mm，对应浮球连杆长度L=H2sin57°≈1240mm，而实际使用的浮球连杆长度为1060mm。根据压力式油位计的原理可知，在该储油柜还未达到理论上的高油位时，油位计就已达到满行程角57°。可见油位计选型不当，影响对设备的运行状况进行监视。
4额定电压下的冲击合闸试验
变压器空载合闸时，低压绕组空载，高压绕组中通过的电流全部转化为励磁电流，因为瞬态值很大，称为励磁涌流。励磁涌流使铁心极度饱和，在绕组周围及环绕绕组导线的漏磁场强度都很高。由于电磁力是磁场与电流的乘积，虽然励磁涌流的数值比短路电流要小，但作用于高压绕组和铁心的力却不小。在空载合闸时变压器剧烈振动，有时气体继电器也会动作（轻、重瓦斯均动作并伴有压力释放阀动作喷油）。至于变压器内部，高压绕组及其绝缘结构将发生不同程度的变形、松动，每次变动都有积累效应。多次冲击后可能引发变压器局部缺陷，导致变压器油色谱异常。励磁涌流过大还有另一个弊端，其产生的漏磁场在油箱上感生很大电流，引起上、下节油箱之间放电。放电发生在油箱外部，可见强烈的弧光；放电发生在油箱内部，油中将出现乙炔。
5结论
随着变压器制造、检验和监测手段的不断提高，那些存在缺陷的检测项目和试验标准应及时修订，一些先进的检测手段和反事故措施应及时升级为标准、规程。唯有如此，才能更好地发挥标准、规程的作用，及早发现设备存在的潜在隐患，避免事故的发生。
参考文献：
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论文作者:杨哲
论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期
论文发表时间:2018/9/17
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