一起1000kV 油浸式电抗器油位异常的分析及处理探讨

郭全军，陈韶辉，陈志鹏，漆羕，唐亚鹏

（国网浙江省电力有限公司超高压分公司，浙江 杭州 311121）

油浸式变压器（电抗器）的器身需要浸在变压器油中，保证变压器的绝缘强度。由于环境温度变化和变压器负载的变化，变压器油的温度是在一定范围内变压的，而当变压器油温度变化时，变压器油的体积也发生了变化。储油柜（油枕）就是满足变压器油体积变化，减少或防止水分和空气进入变压器，延缓变压器油和绝缘老化的保护装置。根据规定，储油柜（油枕）容积一般不小于本体油量的10%。针对一起1000kV 线路高抗运行中发生的油位指示与实际油位不一致的异常，本文根据油位计的结构及现场解体检查情况，判断异常原因为油位计浮子装配方向错误。最后总结油浸式变压器（电抗器）出现油位异常时的几种检查处理方法，对油浸式变压器（电抗器）日常运维检修具有借鉴意义。

1 异常情况

1.1 设备基本情况

某站XX 线路高抗A 相由特变电工衡阳变压器有限公司生产，型号为BKD-24000/1100。型号为BKD-24000/1100。因原高抗A 相乙炔超标，于2016 年5 月14 日～6 月8 日期间，对原高抗A 相与备用相高抗进行了本体调换，油枕、油位计及内部胶囊等附件仍沿用原A 相高抗的附件。高抗油位计型号MTO-ST160，为Messko 系列产品。该油位计由显示器组件及传感器组件组成，两组件由可分离的接头连接。传感器组件配有一防油法兰，直接安装在油箱内壁上，主要由齿轮传动轴、浮杆、浮子组成，浮子根据浮力变化表现为提升、下降动作，其通过浮杆将提升、下降动作反馈至齿轮传动轴处。齿轮传动轴通过磁性接手与显示器组件指针式主轴连接在一起，最终反映油位变化。

该油位计浮杆为铝制品，纯度为99.5%，浮子由4只小圆柱体浮子串联而成，各浮子皆由Rohacell 110（轻型泡沫）材质制作而成，具有质量轻、防油、耐高温的特点。浮杆与浮子结构如下图所示，浮杆上固定一U 型固定片，浮子通过转轴固定在U型固定片上，正常情况下，浮子可上下滚动，向上滚动的幅度由于限位片的存在只能向上滚动至水平状态。

图1 浮子与浮杆结构

1.2 异常情况

某日，检修发现某站XX 线高抗A 相油位指示异常，相对B、C 两相明显偏低，已接近油位计指示最低值。查阅之前的巡视记录得知，停役前该高抗三相油位指示正常。根据现场检查情况，初步判断为高抗A 相油位计存在“假油位”的现象。

图2 安塘Ⅱ线高抗A 相停役前油位指示

图3 安塘Ⅱ线高抗A 相 停役后油位指示

2 现场检查、处理情况

2.1 现场检查情况

（1）核查油枕实际油位。在瓦斯继电器集气盒接口处装设简易U 型连通管，实测油枕的实际油位。测量结果显示高抗A 相实际油位为60%，与A 相油位计指示不符，和B、C 两相的油位指示基本一致。

图4 高抗A 相实际油位测量

（2）核查油位计是否卡滞。拆除油位计表盘组件，手动拨动油位计指示表针，复装表盘组件后，油位指示迅速恢复，排除显示器组件卡滞的可能。

（3）核查胶囊是否损坏。拆除呼吸器至胶囊固定处法兰，检查胶囊内部，未发现油迹，排除胶囊破损的可能。

（4）检查油位计浮子、浮杆是否损坏。通过油枕引下的排油管对油枕进行排油处理。排油至瓦斯继电器位置后停止排油。打开油枕端部的检修孔盖，发现油位计浮杆向上弯曲变形，浮子装配方向错误，与正常时偏离90°，原本为上下方向滚动的浮子只能左右方向滚动。齿轮传动轴、浮杆、浮子在胶囊内的装配复原情况如图5 所示。

图5 油位计内部结构

2.2 现场处理情况

根据现场检查情况，现场进行以下处置。

（1）更换油位计浮杆与浮子。按照浮子能够上下滚动方向安装浮杆与浮子，重新安装后检查浮杆与浮子转动配合正确。

（2）对油枕进行抽真空处理。将油枕真空度抽至133Pa 后持续保压2h。真空注油至油温-油位曲线表对应位置。利用简易U 型连通管，再次实测油枕的油位与油位表计一致。

（3）进行气密性检查。从呼吸气管道对胶囊充入氮气，压力保持在0.015Pa，持续2h。检查保压过程中气体压力无明显变化，外观无明显渗漏现象。

3 原因分析

某站XX 线路高抗A 相油位计浮子装配方向错误，使得原应为上下滚动的浮子只能左右滚动。油枕胶囊在完全涨开时，其体积基本与油枕相同。在油枕充油后，胶囊呈褶皱状态，在高抗运行过程中，褶皱的胶囊很可能会包裹住浮子，其原理图如图6 所示。

图6 油枕内部附件结构示意图

图7 红外测温仪实测油位

图8 “连通器”原理进行油位实测

因浮子不能自由地上下滚动，伴随着呼吸器的呼吸作用，胶囊不断的伸缩，此时浮子将会受到胶囊的包裹力。浮杆的一端固定在齿轮传动轴上，一端与浮子相连，当浮杆的浮子端受到朝向油位计侧的拉力时，浮杆将受力向上弯曲变形。产生该拉力的原因可能如下。

（1）在油枕抽真空阶段，浮子的转轴挂住胶囊，浮子随着胶囊的收缩受力变形向上弯曲。但在该阶段，浮子及浮杆位于油枕最底部，而胶囊底部稍高于油枕，浮子随胶囊运动的可能性较小，且如果此时浮杆变形，则油位计指示应上升，而在抽真空阶段未发现油位指示变化，因此此种可能性较小。

（2）高抗运行过程中，胶囊包裹住浮子，在外部气温突降或负荷突降的情况下，浮子随胶囊的收缩受到朝向油位计侧的拉力，导致浮杆轻微变形，在正常运行过程中，因累积效应，浮杆的变形幅度增大，致使表记指示严重失真。

4 油位异常检查处理方法

变压器油位异常是变电站变压器运行中常见 问题，平时运维工作中应加强对油位变化的监视。油位太高或太低都会影响变压器的正常运行，严重时可能危及变压器的安全，甚至是电网的安全稳定运行。

经统计，某公司近3 年内油浸式变压器（电抗器）运行过程中发生油位异常缺陷主要有3 种情况：（1）因变压器（油浸式电抗器）本体渗漏油导致油位指示低（即油位计正确指示）。（2）因油位计油位低（或油位高）告警接点异常或绝缘不良导致后台报警异常（即油位指示正常的情况下出现报警信号）。（3）变压器（油浸式电抗器）油位计本体失灵，导致指示异常。具体情况如表1 所示。

表1 近3 年内油位异常的缺陷统计

4.1 油位异常检查方法

油浸式变压器（电抗器）油位异常缺陷多发于低温寒潮、高温酷暑，出现油位指示异常时，需迅速判断处理，考虑到油浸式变压器（电抗器）油位计现场指示可能“假油位”现象。因此，一旦出现油浸式变压器（电抗器）油位异常缺陷时，运检人员迫切需要对设备真实油位进行确认。

目前现有的变压器（电抗器）油位测量方法：（1）红外测温仪实测油位，即利用红外成像原理，当变压器油与油枕胶囊温度不一时，画面中会有油位分界线。该测量方法优点是测量安全，可与带电设备保持足够的安全距离，缺点是测量技术要求高，受外界因素影响较大；（2）运用“连通器”原理（即采用透明塑料管一端与变压器本体油路连通，另一端抬高至变压器最高油位以上，管路中变压器油的高度即为（电抗器）油位）进行油位实测，该测量方法优点是测量结果准确，缺点是需与设备进行油路连接，安装较为烦琐。（3）采用超声波测试原理对油浸式变压器（电抗器）储油柜（油枕）内变压器油进行测试，该方法可以在不停电情况下进行安装，安装时与油浸式变压器（电抗器）无油路连接，避免安装后出现漏油情况，安装后可以对储油柜（油枕）油位进行实时监测，可以满足运检人员定期巡视跟踪变压器（电抗器）油位变化的需求。

4.2 油位异常处理方法

当变压器（油浸式电抗器）因本体渗漏油导致油位指示低时，应对渗漏油部位进行堵漏或更换密封圈处理后补充变压器油至正常位置。如因油位计油位低（或油位高）告警接点异常或绝缘不良导致后台报警异常（即油位指示正常的情况下出现报警信号）时，应进行绝缘处理并检查接线盒封堵是否完善，如绝缘无法恢复则应进行更换油位计处理。当变压器（油浸式电抗器）油位计本体失灵导致指示异常时，则应进行更换油位计处理。油位计更换关键工艺质量控制措施。（1）拆卸表计时，应先将油面降至表计以下，再将接线盒内信号连接线脱开。（2）检查新油位计连杆应伸缩灵活，无变形折裂，浮筒完好无变形和漏气。（3）检查齿轮传动机构应转动灵活。转动主动磁铁，从动磁铁应同步转动正确。（4）复装时摆动连杆，摆动45°时，指针应从“0”位置到“10”位置或与表盘刻度相符，否则应调节限位块。（5）当指针在“0”最低油位和“10”最高油位时，限位报警信号动作应正确，否则应调节凸轮或开关位置。（6）连接二次信号线检查原电缆应完好，回装密封应良好。

5 结语

本文通过对某1000kV 高抗油位异常进行分析，明确了异常原因及处理措施，总结了油浸式变压器（电抗器）运行过程中出现油位异常的几种检查方法，为油位异常提供了一种可行的判断和处理方法，有助于保证电力系统安全稳定运行。