浅谈油压测量在变压器油位指示中的应用

杨冠华 姜俊和

广东电网有限责任公司中山供电局 广东中山 528400

摘要　本文通过分析介绍几种变压器用油位计的结构及其常见缺陷，提出一种测量油压来指示变压器内部绝缘油是否足够的策略，并在变压器储油柜模型上应用该策略模式。

关键词：油位计；绝缘油；油压；

1 引言

在大型电力变压器的正常运行中，需要合格的绝缘油保证变压器内部各元器件之间绝缘或对地绝缘良好，以及及时充分将线圈和铁心等元器件产生的热量传递到变压器外部。绝缘油的综合热膨胀系数在0.00075左右，在变压器各种可能的使用条件下，最高设计温度下变压器油的体积比最低设计温度下变压器油体积多约10%，如此需要密闭的储油柜来补偿绝缘油体积的变化，及避免变压器油与空气的直接接触。

当前，用以指示储油柜内绝缘油油面位置的油位计有两种形式管式油位计和指针式油位计，此两种油位计在使用中暴露出很多缺点，本文将探讨测量绝缘油某处的压强来指示绝缘油面高度的方法。

2 管式油位计和指针式油位计介绍

2.1 管式油位计

管式油位计一般由长直玻璃管，安装法兰，显示浮漂组成。当储油柜内油面变动时，压力会传递给与与管式油位计相通的小压油袋，使得小压油袋相应变形，管式油位计上的油面随之相应变化。

在实际使用中，管式油位计暴露出以下缺点和缺陷：管式油位计内存有过多或过少，导致在某些条件下指示的油位不准确；管式油位计内的油因阳关暴晒和空气中杂志而劣化，褪色；管式油位计玻璃管破裂、漏油，连接法兰渗漏油；压油袋破裂，油位计中劣化的绝缘油污染变压器内部绝缘油等等。

2.2 指针式油位计

指针式油位计一般由安装在储油柜盖板上的浮球部分和盖板外的表盘组成。浮球漂浮在储油柜油面上，通过连杆带动转动部分转动，带动表盘被的指针指示对应的油位刻度。

在实际使用中，指针式油位计暴露出以下缺点和缺陷：安装位置太高，不便于油位计的检修和试验工作；因浮球连杆不匹配、弯曲，呼吸管堵塞等造成假油位；二次接线盒进水受潮 导致二次回路绝缘降低，误报警；浮球连杆划破胶囊导致绝缘油劣化等等。

管式油位计和指针式油位计使用过程中暴露出的这些问题，也影响了设备管理单位对油位计的运行检修策略，通过定期巡视、维护和校验，尽早发现油位计缺陷，避免影响主变安全正常运行。

3 一种测量绝缘油压强的油位指示策略

3.1 绝缘油油温与油压的关系

因根据液体压强的计算公式可知，测量点液体压强与液体的密度、液面高度有关。

式中，h为测量点液面高度，为测量点压强，是液体的平均密度，g是重力系数。绝缘油的综合热膨胀系数在0.00075左右，随着温度的变化，绝缘油的体积随着改变，密度和液面高度也相应会有变化。

3.2 测量油压指示油位方法在内油式储油柜中的应用

如图1，某变压器在最低设计温度下（-20℃），内部绝缘油体积为v=20m³，质量为m，密度为 ，该变压器的储油柜为内油立式储油柜，其外观形象为椭圆形长方体，底部面积为s，除膨胀器外，有效容积为0.1v（根据变压器油的膨胀系数和运行的经验知，储油柜的容积一般为变压器油体积的十分之一）。在最低设计温度下（-20℃），绝缘油液面刚好处于储油柜底部管道口，在最高设计温度下（100℃），绝缘油液面距离储油柜底部垂直距离为1m。在变压器油温相对最低设计温度升高℃，测量的位置为距离储油柜底部垂直距离为1m的变压器某处的油压时，

图1 储油柜模型

易知该点的压强 、密度 和储油柜内液面相对储油柜底部垂直高度 的表达式：

联立以上方程，并带入数据，得该测量点的压强 如下：

在 变动范围为0-120℃，即绝缘油运行温度为-20℃-100℃之间，绝缘油测量点油压-油温曲线如下：

图2 油压-油温曲线

3.2 测量油压指示油位方法在内油式储油柜中的应用

对比使用油位计指示油面位置，使用油压法有以下优点：

可以测量监测变压器相对低位置的油压大小，便于巡视、维护、校验油压表。

使用油压指示油位，消除了假油位的缺陷。

4 结论

在实际使用过程中，变压器上常用的油位计暴露出很多问题，本篇文章试着从测量变压器某处油压的方法，指示液面至测量点的高度来反应变压器内部绝缘油是否足够。该方法显然扔不完善，如何缺点其技术标准和管理要求，需要研究人员的共同努力。

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作者简介

杨冠华（1965-），男，广东中山人，工程师，主要从事变电设备检修管理工作。