变压器带电补油装置研究

李 丰 徐 龙 傅文渊 金雪祥 鲁成栋 马江峰

(国家网电公司 绍兴供电公司，浙江 绍兴 312000)

0 引言

随着变电站的逐年增多，变压器设备数量也在逐年增加.在生产运行过程中，由于渗漏油、例行检修、天气变化等情况，变压器时有油位过低的情况发生，此时需要及时对变压器油枕进行补油.电力变压器目前在加补充油时主要采用注油排气法(主变大修时采用)、充气排气法和抽气排气法等三种方法.这三种方法的共同特点是,在加补充油时电力变压器将退出运行[1].

目前，供电公司常用LY型压板式滤油机对变压器油枕进行补油.这种补油方法容易使空气进入油枕，并且可能会产生微量乙炔等杂质.若带电补油，即补油后不对油枕进行排气，则油枕内将残留补油后进入的空气，而大量空气进入变压器油枕可能导致油位计指示不准确，产生假油位现象；并且大量空气进入油枕将会加速变压器油的老化，不利于主变的安全运行.停电补油不仅大大降低了工作效率，而且需要较多的人力，工作量也较大.

1 变压器类设备带电补油现状分析

关于变压器类设备带电补油方法的研究文献不多，如参考文献[2]和[3]提到的带电补油方法，已经运用在电流互感器设备上，但基本未见在110 kV及以上变压器设备上的运用.

对比电流互感器和变压器(主要指110 kV及以上变压器)的带电补油方法，其主要区别如下：a.电流互感器若需要补油，其量一般较少，而变压器需要补充的油量大大多于电流互感器；b.电流互感器如采取带电补油模式，则只能从电流互感器底部取样阀处补油，此时，补充油是从设备底部进入设备，因此对补充油的质量要求非常严格，不允许有气泡随着补充油进入设备.变压器如需补油，一般是从注油管将补充油补入变压器油枕，此时，补充油是直接补入设备顶部，不经过绕组，因此，对补充油内气体含量要求则没有电压互感器那么高，允许有微量气泡进入.

根据参考文献[2]和[3]制造的带电补油设备，由于其对补入设备内油中气体含量要求较高，存在补油速度相对较慢的缺点；电流互感器所需补充油量很少，多数情况下小于25 L，因此该方法非常适用于电流互感器的带电补油.而变压器设备若需补油，往往所需油量较大，多数情况下大于300 L，若补油设备体积较小便于携带，则补油速度会非常慢;相对应的，若提高补油速度，则设备体积将大幅增加，不利于携带，因此，在实际生产中，该方法基本没有应用.

本文将介绍一种变压器油枕带电补油装置，该装置可应用于实际生产.

2 变压器油枕带电补油装置原理

变压器油枕带电补油装置通过图1所示流程完成循环排气和注油这两个工艺步骤.本装置采用真空循环排气原理完成循环排气，然后再采用密封式电机完成注油.

在补油过程中，进入变压器油枕的空气主要由两部分组成：管路中的气体及补油过程中随油一起进入的空气.本装置的真空循环排气工艺通过数次循环，在油气分离器内，注油管路中的空气在真空泵的作用下被抽离.该装置中的电机、传动机构采用密封件隔离，油路为全密封结构；与传统LY型压板式滤油机相比，排除了补油过程中空气进入的可能性.通过这两道工艺，最终实现变压器油枕带电补油.同时，该装置增加了滤芯设计，进一步保证了补充油的质量.

该装置采用触摸屏集成模块控制设计，通过简单按键操作控制电磁阀的开闭，实现排气、注油以及排油清理工作.图2为控制模块电路图.

3 工作流程

按图1所示连接好所有管路，接通装置电源.

3.1 排气

按下储油排气按钮，控制模块将启动真空泵，开通电磁阀7、电磁阀9和电磁阀11.此时，油气分离器内的空气经电磁阀11后被真空泵抽走，使油气分离器内形成负压；补油桶内的补充油经吸油管、电磁阀7和电磁阀9后，被吸入油气分离器中，待油气分离器内补充油升高达到其高度约为1/4时，油位计反馈信号给控制模块，控制模块关闭电磁阀7和电磁阀9，停止储油.此时，吸油管路内的空气已被排尽.按下停止按钮，控制模块停止真空泵，关闭电磁阀11(注：可不按停止按钮，直接下一步操作).打开变压器注油管阀门，待注油管内出油后，关闭变压器注油管阀门.

1—补油电机；2—真空泵；3—油气分离器；4—油位计；5—真空表；6—电磁阀；7—电磁阀；8—电磁阀；9—电磁阀；10—电磁阀；11—电磁阀；12—滤芯；13—油气分离器排油口；14—吸油软管；15—注油软管；16—回油软管；17—补油接头；18—三通接头；19—控制模块；20—变压器油枕带电补油装置；21—补油桶图1 变压器油枕带电补油装置原理图

图2 控制模块电路图

按下循环脱气按钮，控制模块将启动真空泵(若上一步操作未按停止按钮，则真空泵继续运行)和补油电机，开通电磁阀6、电磁阀8、电磁阀10和电磁阀11(若上一步操作未按停止按钮，则电磁阀11继续开通)；补油接头、注油软管、回油软管内的油和空气，经过电磁阀6、油气分离器、电磁阀10、补油电机、电磁阀8和滤芯进行循环脱气；循环过程中，真空泵将油气分离器内的空气抽出，此时，观察补油接头、注油软管和回油软管内气泡情况，直至气泡消失，则认为循环排气工作结束.按下停止按钮，控制模块将停止真空泵和补油电机，关闭电磁阀6、电磁阀8、电磁阀10和电磁阀11.此时，补油管路中包括变压器油枕补油管中的气体已被排除干净.

若中途停止储油排气，则按下停止按钮，控制模块将停止真空泵，关闭电磁阀7、电磁阀9和电池阀11.若中途停止循环排气，则按下停止按钮，控制模块将停止真空泵和补油电机，关闭电磁阀6、电磁阀8、电磁阀10和电磁阀11.

3.2 注油

打开变压器油枕补油管阀门，观察是否有气泡.若有气泡，则关闭阀门后按下循环排气按钮重新排气.若无气泡，则按下补油按钮，控制模块将开通电磁阀7、电磁阀8，启动补油电机；此时，补油桶内变压器补充油经过吸油软管、吸油管快速接头、电磁阀7、三通接头、补油电机、电磁阀8、滤芯、补油管快速接头、注油软管、补油管快速接头和补油接头后，补入变压器油枕内.待变压器油枕内油位到位后，关闭变压器补油管阀门，同时按下停止按钮，控制模块将停止补油电机、关闭电磁阀7和电磁阀8.

如果在补油过程中补充油不够，则按下停止按钮，控制模块将停止补油电机、关闭电磁阀7和电磁阀8，在更换补充油、重复储油排气操作后(此时需按停止按钮结束储油排气过程)，按下补油按钮继续补油，直至油位补充到位.

3.3 排油

补油结束后进行排油操作，将吸油软管接于注油管快速接口，注油软管接于吸油管快速接口，将吸油软管吸油口放于废油回收桶内后，松开注油管快速接头法兰螺栓，使之与大气相通，按下排油按钮，控制模块将启动补油电机，开通电磁阀6、电磁阀7、电磁阀8和电磁阀9，此时，补油接口17、注油软管、回油软管、吸油软管以及油气分离器内的油将通过补油电机、吸油软管排入废油回收桶内，待吸油软管无油排除后，按停止按钮，此时控制模块将停止补油电机，关闭电磁阀6、电磁阀7、电磁阀8和电磁阀9.最后，打开油气分离器排油口蝶阀，将油气分离器内剩余残油排除干净，以便下次使用.

若在操作过程中，油气分离器内油位到达分离器3/4处，则控制模块发出油位过高报警信号，并停止排气操作(注：补油过程中不会发生该情况).此时，打开油气分离器排油口蝶阀，使油气分离器内油位降至其高度的1/4左右，控制模块报警信号复归，关闭油气分离器排油口蝶阀，继续排气操作.

4 总结

本文通过分析对比电流互感器带电补油与变压器带电补油的异同点，设计了具有实际应用意义的变压器油枕带电补油装置，该装置具有下列优点.

a.实现了变压器油枕的带电补油功能.通过合理的管路设计，实现了真空循环排气和密封式补油电机补油，确保进入变压器油枕的补充油没有空气或者只有微量空气，补油后无需排气.

b.保证了补入变压器油枕内补充油的质量.新型变压器油枕带电补油装置增加了密封式滤芯设计，该滤芯可将补油过程中产生的微量乙炔等杂质过滤干净.

c.操作便利，携带方便.相较于传统压板式补油滤油机，新型变压器油枕带电补油装置为一体式设计，体积适中，全按钮式操作.

[1]王向阳，司雪峰，赵建军.电力变压器带电补油装置浅析[J].高压电器，2005，41(6):478-480.

[2]李清东.110 kV及以上互感器、变压器不停电在线补油[J].变压器，2011，48(11):74-75.

[3]林智敏，刘志平，叶立群，林克.变电站充油设备带电补油自动控制研究[J].电力与电工，2011，31(2):38-39.