油浸式电力变压器压力异常升高原因分析及应对措施

油浸式电力变压器压力异常升高原因分析及应对措施

韩彦微  姜俊和  陈锦初  冯一桐  郭佳庆  刘振华

广东电网有限责任公司中山供电局，中山  528400

摘要：油浸式电力变压器因管路堵塞、内部故障、检修工序不当等原因可能导致压力异常升高，导致压力释放装置动作，甚至导致主变本体产生永久形变损坏。通过分析压力异常升高产生的原因，制定针对性预防措施，可有效避免此类问题，提高变压器运行可靠性。

关键词：变压器；压力释放装置；压力异常；

0  引言

电力变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。油浸式变压器铁心和绕组都浸入变压器油中，变压器油起绝缘及冷却的作用。在油浸式变压器运维及检修工作中，因受变压器油热胀冷缩、变压器阀门管道异常、作业工序异常等因素综合影响，将导致变压器整体或部分部件压力异常，严重时可能导致设备损坏。分析压力异常产生的原因，并总结改进措施，将能很大程度上提升变压器运维及检修质量。

1  油浸式电力变压器内部压力异常升高的危害

油浸式电力变压器本体及附件内部充由变压器油，各部件通过管道连接，使用阀门开闭，主变油枕起补偿变压器油体积变化及隔绝外部空气的作用，变压器油的重力、局部温度变化导致的油体积膨胀及窝气部位气压变化是主变内部压力变化的主要原因。根据电力变压器相关标准，油浸式变压器压力变形试验章节要求，变压器以比正常运行时的压力高35kPa的压力，或如果装有压力释放装置，则试验时的压力应高于压力释放装置动作压力至少10kPa试验，对变压器加压试验，以测量变压器测量位置的压力变形量及永久变形量。

为保证油浸式变压器在发生故障，内部压力升高时能释放内部压力，防止发生异常变形，通常配置有压力释放装置。根据变压器用压力释放阀标准，根据变压器容量及电压等级不同，压力释放阀动作开启压力分15kPa至85kPa不等。由上可知，油浸式变压器内部压力异常升高时可能发生异常永久形变，常用压力释放装置保护变压器本体不受异常压力的影响。

2  油浸式变压器内部压力异常升高分析及预防措施

（1）正常运行时，变压器油受油温变化导致油位高度变化是内部压力异常的主要原因，在合理的运行工况下，变压器油位变化始终在变压器油位表量程内，油位落差不超过2m，对主变本体顶部即压力释放装置安装的位置压强不会超过16kpa，远小于对应压力释放装置的动作压力，不会对主变本体及部件造成永久变形损坏。

（2）当运行中主变油枕呼吸器管道堵塞，油枕内部气体与大气压隔离时，油温升高，变压器油会膨胀，被隔绝在油枕内部的气体体积相应会减少，根据伯努利方程，油枕内部的气体压力将增大，温度不变时，同一份气体体积减少一半，压强将增大一倍。因主变运行时，变压器油的体积变化导致的油枕内被隔绝气体体积变化十分巨大，其他压力将远超过压力释放装置的动作压力，也超过主变形变试验规定的试验压力，将对主变造成永久形变损坏。对此，需加强主变，尤其是重过载主变的运维巡视，检查呼吸器管道阀门是否正常开启，关注主变呼吸器有无呼吸及呼吸作用是否通畅，避免主变失去呼吸作用。

（3）当主变内部发生短路故障时，变压器油短时间受热急剧膨胀，且超过油枕可承载体积时，因液体不可压缩性，主变内部将形成异常压力，导致压力释放装置动作或主变发生永久形变损坏。需要加强主变及周围环境的隐患排查治理，定期开展主变检修试验，及时清理周边易漂浮物，避免主变发生内部故障。

（4）当主变检修过程中操作不当，造成套管顶部或其他窝气点残存大量气体时，在变压器油温度升高，窝气点气体压强增大，也可能造成内部压力升高，引起压力释放装置动作或主变发生永久形变损坏。此时需要关注检修工艺，主变检修后，需对各部位多次排气，确保主变内部残存气体完全排除。

（5）当主变检修过程中操作不当，关闭了主变本体与油枕间的阀门，导致主变本体形成密闭容器，当油温升高时，变压器油受热膨胀，因液体不可压缩，将导致内部压力急剧增大，引起压力释放装置动作或主变发生永久形变损坏。因而在主变检修时需要避免关闭油枕与主变连接的阀门，如果因工作需要，例如更换本体瓦斯继电器等必须长时间关闭油枕与主变连接的阀门时，需要采取必要的预防措施，定期检查主变本体内部油压，防止主变本体内部油压过高对主变造成永久变形损坏。

（6）此外因主变压力释放装置安装后无法定期试验，无法有效掌握其动作压力等功能是否正常。当其开启压力变低时，将造成主变在正常运行或检修状态下压力释放装置动作，变压器油喷出；当其开启压力变高或开启时间变长时，无法保护主变本体免受由上述原因引起的主变内部压力异常增大对主变本体的损害，引起主变永久形变损坏。因而压力释放装置应根据主变额定电压等级定期校验动作值，确保压力释放装置完好，同时为了更方便对压力释放装置开展试验，确保检修工作不对主变内部造成异常压力，可研制带自动控制压力释放保护系统，原理如图

1所示，由双级压力释放阀①、油压传感器②、导油管电磁阀③、充气三通头④、导气管电磁阀⑤、气压传感器⑥、试验阀⑦、检测控制系统⑧和报警灯⑨组成。

图1 一种变压器压力释放保护装置与系统

3  结论

（1）加强主变运维，防止主变过负荷运行，防止主变呼吸器不工作，及时消除主变周边易漂浮物对主变正常运行的影响，是防止主变内部产生压力异常的有效措施。

（2）定期开展主变检修试验，优化检修工艺，重点关注主变排气及阀门正常开闭状态，确保检修后不产生窝气及检修时形成长时间密闭储油空间，是防止主变内部产生压力异常的重要举措。

（3）提升压力释放装置运行可靠性，定期开展试验，通过科技创新，改善压力释放装置试验及运维能效，保证压力释放装置正常动作，是保证主变内部产生压力异常而不损坏主变的最后防线。

参考文献

[1]JB/T 7065-2015. 变压器用压力释放阀[S].

[2]Q/CSG1206007-2017. 中国南方电网有限责任公司电力设备检修试验规程[S].

[3]莫有德.变压器油枕异常引起压力释放阀动作的处理过程及分析[J].广西电业,2007(07):76-78.

作者简介

韩彦微（1985-），男，河北正定人，高级工程师，主要从事变电设备检修管理工作。

基金项目：广东电网有限责任公司职工创新项目032000KZ23050004