王偉等

摘 要：該文在概括儲(chǔ)油柜發(fā)展的基礎(chǔ)上，分析了膠囊式和金屬波紋管式儲(chǔ)油柜在大型油浸式電力變壓器的應(yīng)用狀況，提出了保證儲(chǔ)油柜安全運(yùn)行的建議與措施。

關(guān)鍵詞：電力變壓器 儲(chǔ)油柜 應(yīng)用 分析

中圖分類號(hào)：TM403.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（a）-0063-02

Application Analysis of Large-scale Oil-immersed Power Transformer Conservator

WANG Wei1 ZHANG Yan2 SHAN Bo1 HANG Yi cheng2 CHEN Xin gang1 LI Yang1

（1.Shandong Electric Power Economic Research Institute， Jinan Shandong 250021，China；2.State Grid of China Technology College， Jinan Shandong 250002，China）

Abstract：This paper focuses on the analysis and comparison of the rubber bag type and metal corrugated type oil conservator in large-scale Oil-immersed power transformer application condition，some advice and measures is proposed to ensure the safety of transformer operation.

Key words：Power Transformer Conservator Application Analysis

儲(chǔ)油柜作為油浸式電力變壓器重要的保護(hù)器件，一方面使絕緣油與外界大氣隔離，防止絕緣油受潮和老化，另一方面用來(lái)補(bǔ)償絕緣油因溫度變化產(chǎn)生的體積膨脹或收縮，其性能的好壞會(huì)直接關(guān)系到電力變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行[1～2]。

該文結(jié)合大型油浸式電力變壓器儲(chǔ)油柜的實(shí)際運(yùn)行狀況，重點(diǎn)分析了膠囊式和金屬波紋管式儲(chǔ)油柜的應(yīng)用狀況，從儲(chǔ)油柜角度提出了保證電力變壓器安全運(yùn)行的措施。

1 儲(chǔ)油柜技術(shù)的發(fā)展

1.1 敞開(kāi)式儲(chǔ)油柜

敞開(kāi)式儲(chǔ)油柜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如圖1所示，其主要由柜體、注放油管、油位計(jì)、吸濕器和油面標(biāo)志組成。變壓器內(nèi)部的絕緣油通過(guò)吸濕器與大氣相通，容易受潮老化，目前在大型電力變壓器已很少使用[3]。

1.2 密封式儲(chǔ)油柜

密封式儲(chǔ)油柜將變壓器油與空氣隔離，防止空氣的水分和氧氣進(jìn)入，具有良好的防油老化的功能，按其隔離介質(zhì)分類主要有隔膜式、膠囊式和金屬波紋管式三種類型。

1.2.1 隔膜式儲(chǔ)油柜

隔膜式儲(chǔ)油柜分為上下兩個(gè)部分，隔膜周邊裝在上下儲(chǔ)油柜邊沿之間，如圖2所示，此種結(jié)構(gòu)并沒(méi)解決密封問(wèn)題，隔膜固定處容易滲油老化；當(dāng)變壓器油位低時(shí)引起負(fù)壓，儲(chǔ)油柜易進(jìn)入空氣和水分，加速絕緣油老化；隔膜式儲(chǔ)油柜采用連桿式鐵磁油位計(jì)，是靠機(jī)械轉(zhuǎn)換和傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)油位指示的。由于機(jī)械傳動(dòng)誤差、錯(cuò)位失靈等原因，經(jīng)常導(dǎo)致假油位現(xiàn)象的發(fā)生。因此隔膜式儲(chǔ)油柜在大型電力變壓器中已逐漸被淘汰。

1.2.2 膠囊式儲(chǔ)油柜

膠囊式在上部加裝一個(gè)耐油復(fù)合橡膠的軟氣囊，囊內(nèi)通過(guò)吸濕器與大氣接觸，囊外和變壓器油接觸，當(dāng)變壓器油膨脹或收縮導(dǎo)致儲(chǔ)油柜油面上升或下降時(shí)，使軟氣囊向外排氣或自行吸氣以平衡軟氣囊內(nèi)外側(cè)壓力，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

1.2.3 金屬波紋管式儲(chǔ)油柜

金屬波紋管式儲(chǔ)油柜利用不銹鋼波紋管作為體積補(bǔ)償組件，實(shí)現(xiàn)了變壓器的全密封運(yùn)行，可分為內(nèi)油臥式和外油立式兩種結(jié)構(gòu)，前者的波紋管補(bǔ)償組件為橢圓形，波紋體立式置于底盤(pán)上，如圖4所示。波紋體內(nèi)裝變壓器油，外部加防塵罩，波紋體通過(guò)上下移動(dòng)自動(dòng)補(bǔ)償變壓器油體積的變化。后者的波紋體補(bǔ)償組件為圓形，臥式置于柜體上，變壓器油在儲(chǔ)油柜和波紋體之間，如圖5所示。波紋體內(nèi)與外界空氣相通，一端為固定端；另一端為活動(dòng)端，波紋體通過(guò)左右移動(dòng)自動(dòng)補(bǔ)償變壓器油體積的變化[4]。

2 電力變壓器變壓器儲(chǔ)油柜的應(yīng)用分析

2.1 膠囊式儲(chǔ)油柜

從生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，膠囊式儲(chǔ)油柜在生產(chǎn)工藝、安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)上都已經(jīng)比較成熟，服役年限較長(zhǎng)，積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，安全性、經(jīng)濟(jì)性較好，總結(jié)起來(lái)有以下三方面需要注意：

（1）安裝施工。安裝過(guò)程中排氣不徹底，包括膠囊內(nèi)部、儲(chǔ)油柜壁與膠囊之間殘存空氣，都會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)油柜不能充分發(fā)揮其調(diào)節(jié)功能，嚴(yán)重時(shí)可致使假油位、壓力釋放閥動(dòng)作等異常情況的發(fā)生；各種閥門(mén)接口的關(guān)合狀態(tài)符合要求，如放氣塞在排氣過(guò)程中打開(kāi)，完畢后要及時(shí)關(guān)閉。針對(duì)此問(wèn)題，可采用注油排氣法的先進(jìn)工藝，并嚴(yán)格規(guī)范安裝調(diào)試的監(jiān)督驗(yàn)收流程，保證變壓器儲(chǔ)油柜的安全運(yùn)行。

（2）呼吸器維護(hù)。膠囊式儲(chǔ)油柜使用呼吸器防止外界空氣空的水分進(jìn)入膠囊，呼吸器內(nèi)硅膠失效后要及時(shí)更換，否則水分進(jìn)入膠囊內(nèi)會(huì)產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，加速膠囊的老化，影響儲(chǔ)油柜的運(yùn)行壽命。

（3）油品質(zhì)量監(jiān)督。油位計(jì)的油和變壓器本體相同，在陽(yáng)光的照射下油位計(jì)的油劣化，直接降低儲(chǔ)油柜中油的品質(zhì)，污染變壓器油質(zhì)。

2.2 波紋管式儲(chǔ)油柜

波紋管式儲(chǔ)油柜在設(shè)計(jì)上具有壽命長(zhǎng)和免維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，在近年來(lái)新投產(chǎn)的設(shè)備上應(yīng)用較多，但其運(yùn)行時(shí)間較短，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)有待于進(jìn)一步積累總結(jié)。

2010年10月，某500 kV主變C相靠近儲(chǔ)油柜側(cè)壓力釋放閥動(dòng)作，輕瓦斯動(dòng)作，未發(fā)跳閘信號(hào)，儲(chǔ)油柜為外油式波紋管式結(jié)構(gòu)。壓力釋放閥動(dòng)作的直接原因是油箱內(nèi)部壓力增大，當(dāng)時(shí)變壓器無(wú)穿越性故障，無(wú)大負(fù)荷沖擊，油色譜分析結(jié)果正常，排除了變壓器內(nèi)部絕緣故障引起內(nèi)部壓力快速增大的可能性；變壓器油位指示正常，排除了體積增量超過(guò)儲(chǔ)油柜限度的原因；呼吸管路堵塞或儲(chǔ)油柜波紋管質(zhì)量問(wèn)題都有可能導(dǎo)致波紋管不動(dòng)作或動(dòng)作不到位，經(jīng)檢查儲(chǔ)油柜呼吸功能正常，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)綜合判斷本次異常是由產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題所造成。即當(dāng)油箱內(nèi)油體積膨脹時(shí)，因儲(chǔ)油柜內(nèi)部運(yùn)動(dòng)卡澀造成波紋管不動(dòng)作或動(dòng)作不到位。

通過(guò)此次設(shè)備異?，F(xiàn)象，深入分析波紋管式儲(chǔ)油柜的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理，有以下四點(diǎn)需要注意：

（1）儲(chǔ)油柜外殼質(zhì)量。波紋管與儲(chǔ)油柜外殼之間的距離很小，當(dāng)外殼圓度不夠或在運(yùn)輸安裝過(guò)程中發(fā)生碰撞產(chǎn)生凹陷時(shí)，波紋管在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)發(fā)生卡澀現(xiàn)象，卡澀嚴(yán)重時(shí)波紋管不動(dòng)作造成假油位，不嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生跳動(dòng)引起油流涌動(dòng)，上述現(xiàn)象都有可能導(dǎo)致壓力釋放閥或氣體繼電器動(dòng)作。

（2）波紋管制造工藝水平。波紋管要求每個(gè)單元的伸縮剛性必須一致，否則易造成波紋體不均勻變形或突然變形，使氣體繼電器動(dòng)作。

（3）油位調(diào)整不當(dāng)。儲(chǔ)油柜的有效容積要減去波紋管所占的空間，調(diào)整油位時(shí)必須按標(biāo)準(zhǔn)和變壓器實(shí)際油量計(jì)算，如按照夏季高溫時(shí)調(diào)整油位，到了冬季低溫時(shí)油位下降到氣體繼電器以下，造成輕瓦斯動(dòng)作發(fā)信號(hào)。

（4）波紋管自身結(jié)構(gòu)。外油式波紋管在柜內(nèi)橫向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行過(guò)程中波紋管會(huì)與波紋管內(nèi)壁發(fā)生摩擦，摩擦力的大小取決于滾輪與導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)和接觸力，接觸力與波紋管自身的重力和變壓器油的浮力有關(guān)。摩擦力會(huì)形成能量?jī)?chǔ)存，當(dāng)摩擦力變化或消失時(shí)，波紋管會(huì)伸張或收縮，在加速度的作用下，波紋管對(duì)油的壓力會(huì)變化，變壓器油會(huì)產(chǎn)生涌動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)氣體繼電器產(chǎn)生影響。

3 結(jié)語(yǔ)

儲(chǔ)油柜作為變壓器最重要的附件之一，其狀態(tài)直接影響變壓器的安全可靠運(yùn)行，膠囊式和波紋管式儲(chǔ)油柜作為目前應(yīng)用最為廣泛的兩種結(jié)構(gòu)，前者運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，經(jīng)濟(jì)性、安全性較高、維護(hù)工作量大。后者設(shè)計(jì)理念先進(jìn)、維護(hù)工作量小，是儲(chǔ)油柜制造技術(shù)發(fā)展的方向，但要結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)在設(shè)備監(jiān)督制造、安裝關(guān)鍵點(diǎn)控制等環(huán)節(jié)不斷完善，進(jìn)而提高電力變壓器的安全運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝毓城.電力變壓器手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2] 岳陳熙.膠囊式儲(chǔ)油柜假油位故障排查及處理方法[J].變壓器，2007，44（12）：67-69

[3] 溫耿斌.變壓儲(chǔ)油柜的技術(shù)改造[J].華中電力，2007，20（1）：69-70.

[4] 羅軍川，張星海.電力變壓器反事故措施解析[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.endprint

摘 要：該文在概括儲(chǔ)油柜發(fā)展的基礎(chǔ)上，分析了膠囊式和金屬波紋管式儲(chǔ)油柜在大型油浸式電力變壓器的應(yīng)用狀況，提出了保證儲(chǔ)油柜安全運(yùn)行的建議與措施。

關(guān)鍵詞：電力變壓器 儲(chǔ)油柜 應(yīng)用 分析

中圖分類號(hào)：TM403.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（a）-0063-02

Application Analysis of Large-scale Oil-immersed Power Transformer Conservator

WANG Wei1 ZHANG Yan2 SHAN Bo1 HANG Yi cheng2 CHEN Xin gang1 LI Yang1

（1.Shandong Electric Power Economic Research Institute， Jinan Shandong 250021，China；2.State Grid of China Technology College， Jinan Shandong 250002，China）

Abstract：This paper focuses on the analysis and comparison of the rubber bag type and metal corrugated type oil conservator in large-scale Oil-immersed power transformer application condition，some advice and measures is proposed to ensure the safety of transformer operation.

Key words：Power Transformer Conservator Application Analysis

儲(chǔ)油柜作為油浸式電力變壓器重要的保護(hù)器件，一方面使絕緣油與外界大氣隔離，防止絕緣油受潮和老化，另一方面用來(lái)補(bǔ)償絕緣油因溫度變化產(chǎn)生的體積膨脹或收縮，其性能的好壞會(huì)直接關(guān)系到電力變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行[1～2]。

該文結(jié)合大型油浸式電力變壓器儲(chǔ)油柜的實(shí)際運(yùn)行狀況，重點(diǎn)分析了膠囊式和金屬波紋管式儲(chǔ)油柜的應(yīng)用狀況，從儲(chǔ)油柜角度提出了保證電力變壓器安全運(yùn)行的措施。

1 儲(chǔ)油柜技術(shù)的發(fā)展

1.1 敞開(kāi)式儲(chǔ)油柜

敞開(kāi)式儲(chǔ)油柜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如圖1所示，其主要由柜體、注放油管、油位計(jì)、吸濕器和油面標(biāo)志組成。變壓器內(nèi)部的絕緣油通過(guò)吸濕器與大氣相通，容易受潮老化，目前在大型電力變壓器已很少使用[3]。

1.2 密封式儲(chǔ)油柜

密封式儲(chǔ)油柜將變壓器油與空氣隔離，防止空氣的水分和氧氣進(jìn)入，具有良好的防油老化的功能，按其隔離介質(zhì)分類主要有隔膜式、膠囊式和金屬波紋管式三種類型。

1.2.1 隔膜式儲(chǔ)油柜

隔膜式儲(chǔ)油柜分為上下兩個(gè)部分，隔膜周邊裝在上下儲(chǔ)油柜邊沿之間，如圖2所示，此種結(jié)構(gòu)并沒(méi)解決密封問(wèn)題，隔膜固定處容易滲油老化；當(dāng)變壓器油位低時(shí)引起負(fù)壓，儲(chǔ)油柜易進(jìn)入空氣和水分，加速絕緣油老化；隔膜式儲(chǔ)油柜采用連桿式鐵磁油位計(jì)，是靠機(jī)械轉(zhuǎn)換和傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)油位指示的。由于機(jī)械傳動(dòng)誤差、錯(cuò)位失靈等原因，經(jīng)常導(dǎo)致假油位現(xiàn)象的發(fā)生。因此隔膜式儲(chǔ)油柜在大型電力變壓器中已逐漸被淘汰。

1.2.2 膠囊式儲(chǔ)油柜

膠囊式在上部加裝一個(gè)耐油復(fù)合橡膠的軟氣囊，囊內(nèi)通過(guò)吸濕器與大氣接觸，囊外和變壓器油接觸，當(dāng)變壓器油膨脹或收縮導(dǎo)致儲(chǔ)油柜油面上升或下降時(shí)，使軟氣囊向外排氣或自行吸氣以平衡軟氣囊內(nèi)外側(cè)壓力，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

1.2.3 金屬波紋管式儲(chǔ)油柜

金屬波紋管式儲(chǔ)油柜利用不銹鋼波紋管作為體積補(bǔ)償組件，實(shí)現(xiàn)了變壓器的全密封運(yùn)行，可分為內(nèi)油臥式和外油立式兩種結(jié)構(gòu)，前者的波紋管補(bǔ)償組件為橢圓形，波紋體立式置于底盤(pán)上，如圖4所示。波紋體內(nèi)裝變壓器油，外部加防塵罩，波紋體通過(guò)上下移動(dòng)自動(dòng)補(bǔ)償變壓器油體積的變化。后者的波紋體補(bǔ)償組件為圓形，臥式置于柜體上，變壓器油在儲(chǔ)油柜和波紋體之間，如圖5所示。波紋體內(nèi)與外界空氣相通，一端為固定端；另一端為活動(dòng)端，波紋體通過(guò)左右移動(dòng)自動(dòng)補(bǔ)償變壓器油體積的變化[4]。

2 電力變壓器變壓器儲(chǔ)油柜的應(yīng)用分析

2.1 膠囊式儲(chǔ)油柜

從生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，膠囊式儲(chǔ)油柜在生產(chǎn)工藝、安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)上都已經(jīng)比較成熟，服役年限較長(zhǎng)，積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，安全性、經(jīng)濟(jì)性較好，總結(jié)起來(lái)有以下三方面需要注意：

（1）安裝施工。安裝過(guò)程中排氣不徹底，包括膠囊內(nèi)部、儲(chǔ)油柜壁與膠囊之間殘存空氣，都會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)油柜不能充分發(fā)揮其調(diào)節(jié)功能，嚴(yán)重時(shí)可致使假油位、壓力釋放閥動(dòng)作等異常情況的發(fā)生；各種閥門(mén)接口的關(guān)合狀態(tài)符合要求，如放氣塞在排氣過(guò)程中打開(kāi)，完畢后要及時(shí)關(guān)閉。針對(duì)此問(wèn)題，可采用注油排氣法的先進(jìn)工藝，并嚴(yán)格規(guī)范安裝調(diào)試的監(jiān)督驗(yàn)收流程，保證變壓器儲(chǔ)油柜的安全運(yùn)行。

（2）呼吸器維護(hù)。膠囊式儲(chǔ)油柜使用呼吸器防止外界空氣空的水分進(jìn)入膠囊，呼吸器內(nèi)硅膠失效后要及時(shí)更換，否則水分進(jìn)入膠囊內(nèi)會(huì)產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，加速膠囊的老化，影響儲(chǔ)油柜的運(yùn)行壽命。

（3）油品質(zhì)量監(jiān)督。油位計(jì)的油和變壓器本體相同，在陽(yáng)光的照射下油位計(jì)的油劣化，直接降低儲(chǔ)油柜中油的品質(zhì)，污染變壓器油質(zhì)。

2.2 波紋管式儲(chǔ)油柜

波紋管式儲(chǔ)油柜在設(shè)計(jì)上具有壽命長(zhǎng)和免維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，在近年來(lái)新投產(chǎn)的設(shè)備上應(yīng)用較多，但其運(yùn)行時(shí)間較短，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)有待于進(jìn)一步積累總結(jié)。

2010年10月，某500 kV主變C相靠近儲(chǔ)油柜側(cè)壓力釋放閥動(dòng)作，輕瓦斯動(dòng)作，未發(fā)跳閘信號(hào)，儲(chǔ)油柜為外油式波紋管式結(jié)構(gòu)。壓力釋放閥動(dòng)作的直接原因是油箱內(nèi)部壓力增大，當(dāng)時(shí)變壓器無(wú)穿越性故障，無(wú)大負(fù)荷沖擊，油色譜分析結(jié)果正常，排除了變壓器內(nèi)部絕緣故障引起內(nèi)部壓力快速增大的可能性；變壓器油位指示正常，排除了體積增量超過(guò)儲(chǔ)油柜限度的原因；呼吸管路堵塞或儲(chǔ)油柜波紋管質(zhì)量問(wèn)題都有可能導(dǎo)致波紋管不動(dòng)作或動(dòng)作不到位，經(jīng)檢查儲(chǔ)油柜呼吸功能正常，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)綜合判斷本次異常是由產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題所造成。即當(dāng)油箱內(nèi)油體積膨脹時(shí)，因儲(chǔ)油柜內(nèi)部運(yùn)動(dòng)卡澀造成波紋管不動(dòng)作或動(dòng)作不到位。

通過(guò)此次設(shè)備異?，F(xiàn)象，深入分析波紋管式儲(chǔ)油柜的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理，有以下四點(diǎn)需要注意：

（1）儲(chǔ)油柜外殼質(zhì)量。波紋管與儲(chǔ)油柜外殼之間的距離很小，當(dāng)外殼圓度不夠或在運(yùn)輸安裝過(guò)程中發(fā)生碰撞產(chǎn)生凹陷時(shí)，波紋管在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)發(fā)生卡澀現(xiàn)象，卡澀嚴(yán)重時(shí)波紋管不動(dòng)作造成假油位，不嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生跳動(dòng)引起油流涌動(dòng)，上述現(xiàn)象都有可能導(dǎo)致壓力釋放閥或氣體繼電器動(dòng)作。

（2）波紋管制造工藝水平。波紋管要求每個(gè)單元的伸縮剛性必須一致，否則易造成波紋體不均勻變形或突然變形，使氣體繼電器動(dòng)作。

（3）油位調(diào)整不當(dāng)。儲(chǔ)油柜的有效容積要減去波紋管所占的空間，調(diào)整油位時(shí)必須按標(biāo)準(zhǔn)和變壓器實(shí)際油量計(jì)算，如按照夏季高溫時(shí)調(diào)整油位，到了冬季低溫時(shí)油位下降到氣體繼電器以下，造成輕瓦斯動(dòng)作發(fā)信號(hào)。

（4）波紋管自身結(jié)構(gòu)。外油式波紋管在柜內(nèi)橫向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行過(guò)程中波紋管會(huì)與波紋管內(nèi)壁發(fā)生摩擦，摩擦力的大小取決于滾輪與導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)和接觸力，接觸力與波紋管自身的重力和變壓器油的浮力有關(guān)。摩擦力會(huì)形成能量?jī)?chǔ)存，當(dāng)摩擦力變化或消失時(shí)，波紋管會(huì)伸張或收縮，在加速度的作用下，波紋管對(duì)油的壓力會(huì)變化，變壓器油會(huì)產(chǎn)生涌動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)氣體繼電器產(chǎn)生影響。

3 結(jié)語(yǔ)

儲(chǔ)油柜作為變壓器最重要的附件之一，其狀態(tài)直接影響變壓器的安全可靠運(yùn)行，膠囊式和波紋管式儲(chǔ)油柜作為目前應(yīng)用最為廣泛的兩種結(jié)構(gòu)，前者運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，經(jīng)濟(jì)性、安全性較高、維護(hù)工作量大。后者設(shè)計(jì)理念先進(jìn)、維護(hù)工作量小，是儲(chǔ)油柜制造技術(shù)發(fā)展的方向，但要結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)在設(shè)備監(jiān)督制造、安裝關(guān)鍵點(diǎn)控制等環(huán)節(jié)不斷完善，進(jìn)而提高電力變壓器的安全運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)

[1] 謝毓城.電力變壓器手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

[2] 岳陳熙.膠囊式儲(chǔ)油柜假油位故障排查及處理方法[J].變壓器，2007，44（12）：67-69

[3] 溫耿斌.變壓儲(chǔ)油柜的技術(shù)改造[J].華中電力，2007，20（1）：69-70.

[4] 羅軍川，張星海.電力變壓器反事故措施解析[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.endprint

摘 要：該文在概括儲(chǔ)油柜發(fā)展的基礎(chǔ)上，分析了膠囊式和金屬波紋管式儲(chǔ)油柜在大型油浸式電力變壓器的應(yīng)用狀況，提出了保證儲(chǔ)油柜安全運(yùn)行的建議與措施。

關(guān)鍵詞：電力變壓器 儲(chǔ)油柜 應(yīng)用 分析

中圖分類號(hào)：TM403.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2014）09（a）-0063-02

Application Analysis of Large-scale Oil-immersed Power Transformer Conservator

WANG Wei1 ZHANG Yan2 SHAN Bo1 HANG Yi cheng2 CHEN Xin gang1 LI Yang1

（1.Shandong Electric Power Economic Research Institute， Jinan Shandong 250021，China；2.State Grid of China Technology College， Jinan Shandong 250002，China）

Abstract：This paper focuses on the analysis and comparison of the rubber bag type and metal corrugated type oil conservator in large-scale Oil-immersed power transformer application condition，some advice and measures is proposed to ensure the safety of transformer operation.

Key words：Power Transformer Conservator Application Analysis

儲(chǔ)油柜作為油浸式電力變壓器重要的保護(hù)器件，一方面使絕緣油與外界大氣隔離，防止絕緣油受潮和老化，另一方面用來(lái)補(bǔ)償絕緣油因溫度變化產(chǎn)生的體積膨脹或收縮，其性能的好壞會(huì)直接關(guān)系到電力變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行[1～2]。

該文結(jié)合大型油浸式電力變壓器儲(chǔ)油柜的實(shí)際運(yùn)行狀況，重點(diǎn)分析了膠囊式和金屬波紋管式儲(chǔ)油柜的應(yīng)用狀況，從儲(chǔ)油柜角度提出了保證電力變壓器安全運(yùn)行的措施。

1 儲(chǔ)油柜技術(shù)的發(fā)展

1.1 敞開(kāi)式儲(chǔ)油柜

敞開(kāi)式儲(chǔ)油柜結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，如圖1所示，其主要由柜體、注放油管、油位計(jì)、吸濕器和油面標(biāo)志組成。變壓器內(nèi)部的絕緣油通過(guò)吸濕器與大氣相通，容易受潮老化，目前在大型電力變壓器已很少使用[3]。

1.2 密封式儲(chǔ)油柜

密封式儲(chǔ)油柜將變壓器油與空氣隔離，防止空氣的水分和氧氣進(jìn)入，具有良好的防油老化的功能，按其隔離介質(zhì)分類主要有隔膜式、膠囊式和金屬波紋管式三種類型。

1.2.1 隔膜式儲(chǔ)油柜

隔膜式儲(chǔ)油柜分為上下兩個(gè)部分，隔膜周邊裝在上下儲(chǔ)油柜邊沿之間，如圖2所示，此種結(jié)構(gòu)并沒(méi)解決密封問(wèn)題，隔膜固定處容易滲油老化；當(dāng)變壓器油位低時(shí)引起負(fù)壓，儲(chǔ)油柜易進(jìn)入空氣和水分，加速絕緣油老化；隔膜式儲(chǔ)油柜采用連桿式鐵磁油位計(jì)，是靠機(jī)械轉(zhuǎn)換和傳動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)油位指示的。由于機(jī)械傳動(dòng)誤差、錯(cuò)位失靈等原因，經(jīng)常導(dǎo)致假油位現(xiàn)象的發(fā)生。因此隔膜式儲(chǔ)油柜在大型電力變壓器中已逐漸被淘汰。

1.2.2 膠囊式儲(chǔ)油柜

膠囊式在上部加裝一個(gè)耐油復(fù)合橡膠的軟氣囊，囊內(nèi)通過(guò)吸濕器與大氣接觸，囊外和變壓器油接觸，當(dāng)變壓器油膨脹或收縮導(dǎo)致儲(chǔ)油柜油面上升或下降時(shí)，使軟氣囊向外排氣或自行吸氣以平衡軟氣囊內(nèi)外側(cè)壓力，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。

1.2.3 金屬波紋管式儲(chǔ)油柜

金屬波紋管式儲(chǔ)油柜利用不銹鋼波紋管作為體積補(bǔ)償組件，實(shí)現(xiàn)了變壓器的全密封運(yùn)行，可分為內(nèi)油臥式和外油立式兩種結(jié)構(gòu)，前者的波紋管補(bǔ)償組件為橢圓形，波紋體立式置于底盤(pán)上，如圖4所示。波紋體內(nèi)裝變壓器油，外部加防塵罩，波紋體通過(guò)上下移動(dòng)自動(dòng)補(bǔ)償變壓器油體積的變化。后者的波紋體補(bǔ)償組件為圓形，臥式置于柜體上，變壓器油在儲(chǔ)油柜和波紋體之間，如圖5所示。波紋體內(nèi)與外界空氣相通，一端為固定端；另一端為活動(dòng)端，波紋體通過(guò)左右移動(dòng)自動(dòng)補(bǔ)償變壓器油體積的變化[4]。

2 電力變壓器變壓器儲(chǔ)油柜的應(yīng)用分析

2.1 膠囊式儲(chǔ)油柜

從生產(chǎn)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，膠囊式儲(chǔ)油柜在生產(chǎn)工藝、安裝調(diào)試和運(yùn)行維護(hù)上都已經(jīng)比較成熟，服役年限較長(zhǎng)，積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，安全性、經(jīng)濟(jì)性較好，總結(jié)起來(lái)有以下三方面需要注意：

（1）安裝施工。安裝過(guò)程中排氣不徹底，包括膠囊內(nèi)部、儲(chǔ)油柜壁與膠囊之間殘存空氣，都會(huì)導(dǎo)致儲(chǔ)油柜不能充分發(fā)揮其調(diào)節(jié)功能，嚴(yán)重時(shí)可致使假油位、壓力釋放閥動(dòng)作等異常情況的發(fā)生；各種閥門(mén)接口的關(guān)合狀態(tài)符合要求，如放氣塞在排氣過(guò)程中打開(kāi)，完畢后要及時(shí)關(guān)閉。針對(duì)此問(wèn)題，可采用注油排氣法的先進(jìn)工藝，并嚴(yán)格規(guī)范安裝調(diào)試的監(jiān)督驗(yàn)收流程，保證變壓器儲(chǔ)油柜的安全運(yùn)行。

（2）呼吸器維護(hù)。膠囊式儲(chǔ)油柜使用呼吸器防止外界空氣空的水分進(jìn)入膠囊，呼吸器內(nèi)硅膠失效后要及時(shí)更換，否則水分進(jìn)入膠囊內(nèi)會(huì)產(chǎn)生凝露現(xiàn)象，加速膠囊的老化，影響儲(chǔ)油柜的運(yùn)行壽命。

（3）油品質(zhì)量監(jiān)督。油位計(jì)的油和變壓器本體相同，在陽(yáng)光的照射下油位計(jì)的油劣化，直接降低儲(chǔ)油柜中油的品質(zhì)，污染變壓器油質(zhì)。

2.2 波紋管式儲(chǔ)油柜

波紋管式儲(chǔ)油柜在設(shè)計(jì)上具有壽命長(zhǎng)和免維護(hù)的優(yōu)點(diǎn)，在近年來(lái)新投產(chǎn)的設(shè)備上應(yīng)用較多，但其運(yùn)行時(shí)間較短，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)有待于進(jìn)一步積累總結(jié)。

2010年10月，某500 kV主變C相靠近儲(chǔ)油柜側(cè)壓力釋放閥動(dòng)作，輕瓦斯動(dòng)作，未發(fā)跳閘信號(hào)，儲(chǔ)油柜為外油式波紋管式結(jié)構(gòu)。壓力釋放閥動(dòng)作的直接原因是油箱內(nèi)部壓力增大，當(dāng)時(shí)變壓器無(wú)穿越性故障，無(wú)大負(fù)荷沖擊，油色譜分析結(jié)果正常，排除了變壓器內(nèi)部絕緣故障引起內(nèi)部壓力快速增大的可能性；變壓器油位指示正常，排除了體積增量超過(guò)儲(chǔ)油柜限度的原因；呼吸管路堵塞或儲(chǔ)油柜波紋管質(zhì)量問(wèn)題都有可能導(dǎo)致波紋管不動(dòng)作或動(dòng)作不到位，經(jīng)檢查儲(chǔ)油柜呼吸功能正常，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)綜合判斷本次異常是由產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題所造成。即當(dāng)油箱內(nèi)油體積膨脹時(shí)，因儲(chǔ)油柜內(nèi)部運(yùn)動(dòng)卡澀造成波紋管不動(dòng)作或動(dòng)作不到位。

通過(guò)此次設(shè)備異?，F(xiàn)象，深入分析波紋管式儲(chǔ)油柜的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作原理，有以下四點(diǎn)需要注意：

（1）儲(chǔ)油柜外殼質(zhì)量。波紋管與儲(chǔ)油柜外殼之間的距離很小，當(dāng)外殼圓度不夠或在運(yùn)輸安裝過(guò)程中發(fā)生碰撞產(chǎn)生凹陷時(shí)，波紋管在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)發(fā)生卡澀現(xiàn)象，卡澀嚴(yán)重時(shí)波紋管不動(dòng)作造成假油位，不嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生跳動(dòng)引起油流涌動(dòng)，上述現(xiàn)象都有可能導(dǎo)致壓力釋放閥或氣體繼電器動(dòng)作。

（2）波紋管制造工藝水平。波紋管要求每個(gè)單元的伸縮剛性必須一致，否則易造成波紋體不均勻變形或突然變形，使氣體繼電器動(dòng)作。

（3）油位調(diào)整不當(dāng)。儲(chǔ)油柜的有效容積要減去波紋管所占的空間，調(diào)整油位時(shí)必須按標(biāo)準(zhǔn)和變壓器實(shí)際油量計(jì)算，如按照夏季高溫時(shí)調(diào)整油位，到了冬季低溫時(shí)油位下降到氣體繼電器以下，造成輕瓦斯動(dòng)作發(fā)信號(hào)。

（4）波紋管自身結(jié)構(gòu)。外油式波紋管在柜內(nèi)橫向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行過(guò)程中波紋管會(huì)與波紋管內(nèi)壁發(fā)生摩擦，摩擦力的大小取決于滾輪與導(dǎo)軌的摩擦系數(shù)和接觸力，接觸力與波紋管自身的重力和變壓器油的浮力有關(guān)。摩擦力會(huì)形成能量?jī)?chǔ)存，當(dāng)摩擦力變化或消失時(shí)，波紋管會(huì)伸張或收縮，在加速度的作用下，波紋管對(duì)油的壓力會(huì)變化，變壓器油會(huì)產(chǎn)生涌動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)氣體繼電器產(chǎn)生影響。

3 結(jié)語(yǔ)

儲(chǔ)油柜作為變壓器最重要的附件之一，其狀態(tài)直接影響變壓器的安全可靠運(yùn)行，膠囊式和波紋管式儲(chǔ)油柜作為目前應(yīng)用最為廣泛的兩種結(jié)構(gòu)，前者運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，經(jīng)濟(jì)性、安全性較高、維護(hù)工作量大。后者設(shè)計(jì)理念先進(jìn)、維護(hù)工作量小，是儲(chǔ)油柜制造技術(shù)發(fā)展的方向，但要結(jié)合運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)在設(shè)備監(jiān)督制造、安裝關(guān)鍵點(diǎn)控制等環(huán)節(jié)不斷完善，進(jìn)而提高電力變壓器的安全運(yùn)行水平。

參考文獻(xiàn)

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[2] 岳陳熙.膠囊式儲(chǔ)油柜假油位故障排查及處理方法[J].變壓器，2007，44（12）：67-69

[3] 溫耿斌.變壓儲(chǔ)油柜的技術(shù)改造[J].華中電力，2007，20（1）：69-70.

[4] 羅軍川，張星海.電力變壓器反事故措施解析[M].北京：中國(guó)電力出版社，2010.endprint