一起变压器油枕油位异常的处理

史智岗

（山西大唐国际运城发电有限责任公司， 山西 运城 044602）

1 变压器油枕的作用及分类

油浸变压器的变压器油起着绝缘、 散热的作用，是变压器的重要组成部分。 油枕是变压器油箱上的储油柜，当变压器负荷、环境温度变化而引起变压器油体积变化时起缓冲作用。油枕根据外界空气与油枕中油的接触与否，分为敞开式油枕与密封式油枕，油枕的侧面还装有油位计，可以监视油位的变化。 大型变压器一般使用密封式油枕，密封式油枕主要有波纹式、胶囊式、隔膜式3 种形式。山西大唐国际运城发电有限责任公司（以下简称大唐运城公司）1、2 号脱硫变压器，高厂变压器，以及主变压器使用的均是波纹桶油枕；启备变压器及电抗器使用的是胶囊式油枕。下面主要介绍胶囊式油枕及波纹桶油枕。

1.1 胶囊式油枕

胶囊式油枕一般由尼龙橡胶膜做成，它漂浮在柜体内的油面上，内腔的空气经过呼吸器与外界空气相通， 随着变压器油体积的变化而膨胀或收缩。胶囊下部布置有油位计的浮子，漂浮在柜体内的油面上，可以随着油面的变化而升降并带动摆杆上下摆动， 摆杆通过传动机构将油位传到油位指示表上，当达到高或低油位时，接点接通发出油位报警信号。 图1 为胶囊式油枕结构图。

图1 胶囊式油枕结构图

1.2 金属波纹式油枕

金属波纹密封式油枕是由可伸缩的金属波纹芯体构成的可变容器，由超柔性不锈钢波纹管作为容积补偿和隔离元件，它能使变压器油与空气完全隔离，从而防止变压器油受潮氧化，延缓老化过程。在彻底隔绝空气及湿气的条件下，当变压器内绝缘油随温度变化产生体积膨胀或收缩时，油枕内的波纹芯体通过伸缩，改变油枕油腔大小，实现对变压器油的体积补偿[1]。 图2 为金属波纹密封式油枕结构图。

图2 金属波纹密封式油枕结构图

2 一起油枕油位异常情况分析

大唐运城公司2 号机组脱硫变压器为保定天威保变电气股份有限公司生产的S9-22000/20 型号五档无载调压油浸自冷变压器，变压器安装时整体密封试验合格（油箱顶部压强0.4 MPa，维持24 h无渗漏）， 变压器无励磁分接开关型号DWX-110/600， 变压器油箱压力释放阀型号为 YSF9-55/130DKJB， 动作压力为 55 kPa， 油枕型号 BG916×2500，为不锈钢波纹管式油枕，可补偿容积为0.9 m3，油位指示最低位为0 时， 波纹总长为2 200 mm，油位指示最高位为10 时，波纹总长为620 mm，波纹管工作时最大压力≤5 kPa，该值与压力释放阀动作压力相比甚小， 在考虑储油柜安装后的静压后也不会使压力释放阀产生误动作， 油枕油位指示与波纹桶波纹长度变化呈线性关系，油位变化一格，波纹桶长度变化量为160 mm。油枕油位计采用拉带结构窗式油位计， 该油位计是通过与波纹管活动端面相连的金属带做传导，波纹伸缩时产生窗口刻度的变化，显示出 0～10 的油位，0 为最低油位，10 为最高油位，当油位达到最低或最高油位时，油位计旁的油位报警端子将输出触点触发报警信号。

大唐运城公司2 号机组于2007 年11 月投产，2号脱硫变压器投运以来， 变压器油枕油位与油温相对应，脱硫变压器的油温20 ℃时，对应油枕油位为4.5 格。 2019 年12 月2 号机组停运半个月启动后，运行人员巡检时发现油枕油位升到最高油位10 格，检查变压器又无其他异常现象。

2.1 油枕油位异常的原因

对于金属波纹密封式油枕配拉带式油位计，油枕油位异常的原因：一是油枕油位计拉带断裂造成油位计失真；二是油枕内部波纹桶破裂，油枕内的油进入波纹桶引起油位降低； 三是油枕波纹桶轨道卡死，油温大幅度波动后波纹桶大幅变化，轨道卡死导致油位显示异常；四是油枕呼吸器堵死，油枕不能自由呼吸，变压器内部压力波动，引起油位异常；五是变压器油侧进空气、变压器内部故障产生气体引起油位升高。

2.2 变压器运行中的检查与处理

通过原因分析， 对引起油位升高的因素逐一排除，机组运行中能检查的项目比较少，退出脱硫变压器重瓦斯保护， 拆除油枕呼吸器对呼吸管道通过风葫芦鼓风检查，油位计有小幅波动，判断管道畅通，油位计拉带连接良好未断；对呼吸器呼吸口检查未见堵塞， 呼吸良好， 排除呼吸器堵塞原因；稍开油枕排气口，检查有油排出，并未见气体，在排气口装压力表监视变压器内压力21 kPa，为油柱的静压，变压器压力释放阀也未见渗油现象，表面变压器内部压力正常， 取变压器绝缘油作气体色谱分析合格， 变压器运行绕组温度、 顶层油温、声音均正常，排除变压器内故障情况。 综合判断变压器内部运行正常，呼吸器呼吸畅通；加强变压器的检查与监视， 坚持运行23 天未见异常，调度调停机组后，打开脱硫变油枕排空门检查，放出管道内的油后，有大量气体溢出，随后油枕油位由10 格降低到4.5 格，恢复到正常油位指示。 变压器内油与外界大气是相隔离的， 在变压器投产时已经排空内部气体，变压器已运行数十年，变压器油的色谱分析又正常[2]，那一定是有进气的地方，进一步排查发现呼吸器管路法兰结合面有漏空现象，检查发现法兰垫子安装时错位，加上运行时间长及垫片收缩， 冬季环境温度低出现密封不严现象，更换呼吸管连接法兰垫片，将变压器油侧排空后，变压器油枕油温与环境温度相一致，机组再次启动运行后脱硫变压器油枕油位正常。

北方冬季环境温度低， 机组停运期间变压器油温与环境温度一致，油枕油位大幅降低，环境温度为0 ℃时，油枕油位在1.5 格左右，因排空管道法兰接合面垫片密封不严，油中漏入空气，机组启动后， 脱硫变压器投入工作， 变压器油温快速升高，变压器本体及密封垫片温度升高膨胀，油中进入的空气被封堵在油中并随油温升高， 空气膨胀压缩了波纹密封式油枕， 油位升高到了10 格，这就是油枕油位异常升高的原因。

3 结束语

本文针对一起油浸变压器油枕油位的异常处理，全面介绍了油浸变压器油枕的结构、作用以及工作过程， 对于油浸变压器的运行维护有借鉴意义。《防止电力生产事故二十五项措施》第12.2 条明确规定：对于装有密封胶囊、隔膜或波纹管式储油柜的变压器，必须严格按照制造厂说明书规定的工艺要求进行注油，防止空气进入或漏油，并结合大修或停电对胶囊和隔膜、波纹管式储油柜的完好性进行检查。 因此，对变压器油枕定期进行密封性检查很有必要。 另外，对油浸变压器油枕油位要加强监视， 特别是在负荷工况大幅变化的情况下，更要加强监视。