一起主变压器油位高告警分析及处理

一起主变压器油位高告警分析及处理

邬旭东

国网长沙供电公司  湖南长沙 410004

摘要：主变压器是发电厂及变电站最主要的电气设备，为保障变压器能安全可靠运行，日常运行要注意观测主变压器油枕油位的情况，如果油枕的油位异常，说明主变压器内部可能存在异常情况。由于油枕高于变压器顶盖，当油箱内油受热膨胀时，一部分油便进入油枕油腔里;而当油冷却时，一部分油又重回到油箱，可以保持油箱中油面的稳定，进而保证变压器油箱充满油。变压器的油面正常变化（排除渗漏油）决定于变压器的油温变化，油温的变化直接影响变压器油的体积，从而使油枕内的油面上升或下降。

1 案例简介

110kV某变电站110kV#1主变生产厂家为常州变压器厂，型号为SFZ-50000/110， 1999年12月投运。2010年对#1主变进行B类检修，将油枕更为换外油式波纹片油枕，油枕型号为BG1100-3700，生产厂家为沈阳天工热电设备有限公司。2010年对#1主变进行检修以来，#1主变及油枕稳定运行，未发生较大故障。

某年迎峰度夏期间，某单位运维人员在进行巡视时，发现110kV某变电站110kV#1主变本体油位发油位高告警信号。经变电检修和变电运维技术专家现场勘察和分析后，初步判定是油位计信号回路故障导致误发信的缺陷。检修人员通过测量#1主变端子箱中油位高告警信号节点，发现故障点位于主变端子箱至油位内部行程开关的回路中，判断为油位高告警信号二次线绝缘损坏或行程开关故障。

为进一步找到故障原因并消除故障，该单位计划结合本站该年全站停电检修工作进行消缺处理，缺陷消除前严格控制#1主变负荷，通过加强巡视，密切关注油温油位变化情况。

结合110kV某变电站全站停电检修，检修人员对#1主变本体油位高告警缺陷进行处理，发现油位高行程开关损坏，更换行程开关后油位高信号恢复正常。

110kV某变110kV#1主变铭牌参数见表1所示。

表1 某变#1主变铭牌参数

2 案例分析

（1）处理过程

检修人员先打开油枕外壳上二次线转接盒，发现内部二次线接头和节点均无受潮、烧损等现象，测量绝缘电阻合格。用万用表通路档测量转接端子盒上的油位高告警节点，发现油位高告警回路为通路，判断故障点在油枕内部。

因为该油枕为外油式波纹片油枕，外油式波纹片变压器油在波纹片外部，波纹片内部通过呼吸器与空气相通，而油位告警行程开关在波纹片内部，可直接通过打开油枕波纹片检修孔盖对波纹片油位告警行程开关进行检查，如图1所示。

图1 外油式波纹片油枕检修孔盖

打开油枕检修孔盖，内部结构如图2、3所示，油位指示的主要原理：油枕内部变压器油位的变化导致波纹管伸缩，波纹管的伸缩带动固定在波纹管最里端的油位计拉带伸缩。油枕内油位降低时，油体积变小，波纹管体积变大，波纹管拉伸，带动油位计拉带拉长，如图1所示，油位观察窗上拉带往下走，拉带数字变小，从而显示油位降低；油枕内油位升高时，油体积变大，波纹管体积变小，波纹管缩短，油位计拉带也收缩，如图1所示，油位观察窗上拉带往上走，数字变大，从而显示油位升高。

图2 波纹片内部拉带                图3 波纹片内部油位告警行程开关

为检查油位告警故障原因，检修人员将油位告警行程开关及固定部件拆下，如图4所示。检修人员发现其中图4中右侧行程开关动作弹片脱落，并在波纹管内部找到已脱落的弹片，如图5所示。通过检查，发现该行程开关为油位高告警行程开关，该行程开关为常闭行程开关，常态时行程开关内部节点为闭合状态，行程开关动作后节点状态由闭合变为断开。

图4 油位告警行程开关结构图    图5行程开关脱落的脱落的弹片

检修人员将故障的行程开关进行更换，经过测试，油位告警信号恢复正常，缺陷消除，#1主变恢复正常运行。

（2）原理分析

该类型油位告警的工作原理：油位低（图4左侧）和油位高（图4右侧）告警行程开关分别固定在油位计拉带的两侧，油位计拉带左右两侧分别落在行程开关动作弹片凹槽中。油枕油位正常时，油位计拉带正好压紧两个行程开关动作弹片，使得行程开关处于动作状态，两个行程开关节点断开，从而告警信号回路断开，无油位告警发信；当油枕油位到达油位低（或高）告警位置时，两个行程开关中间的油位计拉带左侧（或右侧）存在缺口，使得图4中左侧（或右侧）的行程开关动作弹片无法被拉带压紧，左侧（或右侧）的行程开关处于常态，左侧（或右侧）的行程开关节点闭合，油位低（油位高）告警回路导通，主变发油位低（高）告警信号。

所以，油位高告警行程开关动作弹片脱落后，该行程开关长期处于常态，内部节点闭合，油位高告警信号回路接通，发油位高告警信号。

（3）故障原因分析

通过仔细检查该行程开关，发现脱落的动作弹片无变形无断裂等异常现象，说明该弹片本身不存在质量问题。进一步检查，发现该动作弹片与行程开关间通过轴销固定，轴销为金属材质，销孔为塑料材质，轴销两端无其他防松动措施，如图6所示。

图6 行程开关安装方式

通过以上检查和分析，可知该行程开关故障的主要原因：

一是行程开关动作弹片安装方式设计不合理，行程开关制造工艺不佳。弹片的金属轴销固定在塑料销孔中，塑料销孔受热易变行，且轴销两端无其他防松动措施，导致轴销与销孔配合不当，轴销易从销孔中脱落，从而导致弹片脱落。

二是该行程开关为常闭行程开关，变压器正常运行时，无油位告警信号，该行程开关长期处于动作状态，弹片长期处于压紧状态时，弹片固定轴销长期受力，导致塑料销孔受力变形，从而加剧了弹片脱落。

3 意见及要求

（1）主变压器油枕油位行程开关动作弹片安装方式设计不合理，轴销易脱落。在进行主变压器验收时，应对油枕油位行程开关等各部件进行严格验收，检查各部位是否稳定可靠，是否有相关质检证明和合格证。在行程开关型号选择时，尽量不要选择正常运行时处于动作位置的行程开关，避免行程开关疲劳运行导致损坏。

（2）积极排查同类型油枕油位指示和告警信号情况，对发现存在异常情况的及时进行处理，并结合停电检修，对主变压器油温油位告警装置和信号回路进行检查，更换老化或疲劳的行程开关。

（3）通过日常巡视和红外测温等手段，对主变压器油温、油位情况进行仔细排查，并与油温油位曲线进行核对，存在异常的及时查明原因，并进行补油或放油处理，确保主变压器安全稳定运行。

参考文献

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