史智崗

（山西大唐國際運(yùn)城發(fā)電有限責(zé)任公司， 山西 運(yùn)城 044602）

1 變壓器油枕的作用及分類

油浸變壓器的變壓器油起著絕緣、 散熱的作用，是變壓器的重要組成部分。 油枕是變壓器油箱上的儲(chǔ)油柜，當(dāng)變壓器負(fù)荷、環(huán)境溫度變化而引起變壓器油體積變化時(shí)起緩沖作用。油枕根據(jù)外界空氣與油枕中油的接觸與否，分為敞開式油枕與密封式油枕，油枕的側(cè)面還裝有油位計(jì)，可以監(jiān)視油位的變化。 大型變壓器一般使用密封式油枕，密封式油枕主要有波紋式、膠囊式、隔膜式3 種形式。山西大唐國際運(yùn)城發(fā)電有限責(zé)任公司（以下簡稱大唐運(yùn)城公司）1、2 號(hào)脫硫變壓器，高廠變壓器，以及主變壓器使用的均是波紋桶油枕；啟備變壓器及電抗器使用的是膠囊式油枕。下面主要介紹膠囊式油枕及波紋桶油枕。

1.1 膠囊式油枕

膠囊式油枕一般由尼龍橡膠膜做成，它漂浮在柜體內(nèi)的油面上，內(nèi)腔的空氣經(jīng)過呼吸器與外界空氣相通， 隨著變壓器油體積的變化而膨脹或收縮。膠囊下部布置有油位計(jì)的浮子，漂浮在柜體內(nèi)的油面上，可以隨著油面的變化而升降并帶動(dòng)擺桿上下擺動(dòng)， 擺桿通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)將油位傳到油位指示表上，當(dāng)達(dá)到高或低油位時(shí)，接點(diǎn)接通發(fā)出油位報(bào)警信號(hào)。 圖1 為膠囊式油枕結(jié)構(gòu)圖。

圖1 膠囊式油枕結(jié)構(gòu)圖

1.2 金屬波紋式油枕

金屬波紋密封式油枕是由可伸縮的金屬波紋芯體構(gòu)成的可變?nèi)萜?，由超柔性不銹鋼波紋管作為容積補(bǔ)償和隔離元件，它能使變壓器油與空氣完全隔離，從而防止變壓器油受潮氧化，延緩老化過程。在徹底隔絕空氣及濕氣的條件下，當(dāng)變壓器內(nèi)絕緣油隨溫度變化產(chǎn)生體積膨脹或收縮時(shí)，油枕內(nèi)的波紋芯體通過伸縮，改變油枕油腔大小，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器油的體積補(bǔ)償[1]。 圖2 為金屬波紋密封式油枕結(jié)構(gòu)圖。

圖2 金屬波紋密封式油枕結(jié)構(gòu)圖

2 一起油枕油位異常情況分析

大唐運(yùn)城公司2 號(hào)機(jī)組脫硫變壓器為保定天威保變電氣股份有限公司生產(chǎn)的S9-22000/20 型號(hào)五檔無載調(diào)壓油浸自冷變壓器，變壓器安裝時(shí)整體密封試驗(yàn)合格（油箱頂部壓強(qiáng)0.4 MPa，維持24 h無滲漏）， 變壓器無勵(lì)磁分接開關(guān)型號(hào)DWX-110/600， 變壓器油箱壓力釋放閥型號(hào)為 YSF9-55/130DKJB， 動(dòng)作壓力為 55 kPa， 油枕型號(hào) BG916×2500，為不銹鋼波紋管式油枕，可補(bǔ)償容積為0.9 m3，油位指示最低位為0 時(shí)， 波紋總長為2 200 mm，油位指示最高位為10 時(shí)，波紋總長為620 mm，波紋管工作時(shí)最大壓力≤5 kPa，該值與壓力釋放閥動(dòng)作壓力相比甚小， 在考慮儲(chǔ)油柜安裝后的靜壓后也不會(huì)使壓力釋放閥產(chǎn)生誤動(dòng)作， 油枕油位指示與波紋桶波紋長度變化呈線性關(guān)系，油位變化一格，波紋桶長度變化量為160 mm。油枕油位計(jì)采用拉帶結(jié)構(gòu)窗式油位計(jì)， 該油位計(jì)是通過與波紋管活動(dòng)端面相連的金屬帶做傳導(dǎo)，波紋伸縮時(shí)產(chǎn)生窗口刻度的變化，顯示出 0～10 的油位，0 為最低油位，10 為最高油位，當(dāng)油位達(dá)到最低或最高油位時(shí)，油位計(jì)旁的油位報(bào)警端子將輸出觸點(diǎn)觸發(fā)報(bào)警信號(hào)。

大唐運(yùn)城公司2 號(hào)機(jī)組于2007 年11 月投產(chǎn)，2號(hào)脫硫變壓器投運(yùn)以來， 變壓器油枕油位與油溫相對(duì)應(yīng)，脫硫變壓器的油溫20 ℃時(shí)，對(duì)應(yīng)油枕油位為4.5 格。 2019 年12 月2 號(hào)機(jī)組停運(yùn)半個(gè)月啟動(dòng)后，運(yùn)行人員巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)油枕油位升到最高油位10 格，檢查變壓器又無其他異常現(xiàn)象。

2.1 油枕油位異常的原因

對(duì)于金屬波紋密封式油枕配拉帶式油位計(jì)，油枕油位異常的原因：一是油枕油位計(jì)拉帶斷裂造成油位計(jì)失真；二是油枕內(nèi)部波紋桶破裂，油枕內(nèi)的油進(jìn)入波紋桶引起油位降低； 三是油枕波紋桶軌道卡死，油溫大幅度波動(dòng)后波紋桶大幅變化，軌道卡死導(dǎo)致油位顯示異常；四是油枕呼吸器堵死，油枕不能自由呼吸，變壓器內(nèi)部壓力波動(dòng)，引起油位異常；五是變壓器油側(cè)進(jìn)空氣、變壓器內(nèi)部故障產(chǎn)生氣體引起油位升高。

2.2 變壓器運(yùn)行中的檢查與處理

通過原因分析， 對(duì)引起油位升高的因素逐一排除，機(jī)組運(yùn)行中能檢查的項(xiàng)目比較少，退出脫硫變壓器重瓦斯保護(hù)， 拆除油枕呼吸器對(duì)呼吸管道通過風(fēng)葫蘆鼓風(fēng)檢查，油位計(jì)有小幅波動(dòng)，判斷管道暢通，油位計(jì)拉帶連接良好未斷；對(duì)呼吸器呼吸口檢查未見堵塞， 呼吸良好， 排除呼吸器堵塞原因；稍開油枕排氣口，檢查有油排出，并未見氣體，在排氣口裝壓力表監(jiān)視變壓器內(nèi)壓力21 kPa，為油柱的靜壓，變壓器壓力釋放閥也未見滲油現(xiàn)象，表面變壓器內(nèi)部壓力正常， 取變壓器絕緣油作氣體色譜分析合格， 變壓器運(yùn)行繞組溫度、 頂層油溫、聲音均正常，排除變壓器內(nèi)故障情況。 綜合判斷變壓器內(nèi)部運(yùn)行正常，呼吸器呼吸暢通；加強(qiáng)變壓器的檢查與監(jiān)視， 堅(jiān)持運(yùn)行23 天未見異常，調(diào)度調(diào)停機(jī)組后，打開脫硫變油枕排空門檢查，放出管道內(nèi)的油后，有大量氣體溢出，隨后油枕油位由10 格降低到4.5 格，恢復(fù)到正常油位指示。 變壓器內(nèi)油與外界大氣是相隔離的， 在變壓器投產(chǎn)時(shí)已經(jīng)排空內(nèi)部氣體，變壓器已運(yùn)行數(shù)十年，變壓器油的色譜分析又正常[2]，那一定是有進(jìn)氣的地方，進(jìn)一步排查發(fā)現(xiàn)呼吸器管路法蘭結(jié)合面有漏空現(xiàn)象，檢查發(fā)現(xiàn)法蘭墊子安裝時(shí)錯(cuò)位，加上運(yùn)行時(shí)間長及墊片收縮， 冬季環(huán)境溫度低出現(xiàn)密封不嚴(yán)現(xiàn)象，更換呼吸管連接法蘭墊片，將變壓器油側(cè)排空后，變壓器油枕油溫與環(huán)境溫度相一致，機(jī)組再次啟動(dòng)運(yùn)行后脫硫變壓器油枕油位正常。

北方冬季環(huán)境溫度低， 機(jī)組停運(yùn)期間變壓器油溫與環(huán)境溫度一致，油枕油位大幅降低，環(huán)境溫度為0 ℃時(shí)，油枕油位在1.5 格左右，因排空管道法蘭接合面墊片密封不嚴(yán)，油中漏入空氣，機(jī)組啟動(dòng)后， 脫硫變壓器投入工作， 變壓器油溫快速升高，變壓器本體及密封墊片溫度升高膨脹，油中進(jìn)入的空氣被封堵在油中并隨油溫升高， 空氣膨脹壓縮了波紋密封式油枕， 油位升高到了10 格，這就是油枕油位異常升高的原因。

3 結(jié)束語

本文針對(duì)一起油浸變壓器油枕油位的異常處理，全面介紹了油浸變壓器油枕的結(jié)構(gòu)、作用以及工作過程， 對(duì)于油浸變壓器的運(yùn)行維護(hù)有借鑒意義?！斗乐闺娏ιa(chǎn)事故二十五項(xiàng)措施》第12.2 條明確規(guī)定：對(duì)于裝有密封膠囊、隔膜或波紋管式儲(chǔ)油柜的變壓器，必須嚴(yán)格按照制造廠說明書規(guī)定的工藝要求進(jìn)行注油，防止空氣進(jìn)入或漏油，并結(jié)合大修或停電對(duì)膠囊和隔膜、波紋管式儲(chǔ)油柜的完好性進(jìn)行檢查。 因此，對(duì)變壓器油枕定期進(jìn)行密封性檢查很有必要。 另外，對(duì)油浸變壓器油枕油位要加強(qiáng)監(jiān)視， 特別是在負(fù)荷工況大幅變化的情況下，更要加強(qiáng)監(jiān)視。