胶囊式储油柜变压器压力释放阀的喷油故障分析

滕永兴

摘要：现今电网系统内部110KV及以上的变压器采用的储油柜大多数为金属膨服式、隔膜式、胶囊式三种形式，三种储油柜中应用最为普遍的是胶囊式储油柜。本文以胶囊式储油柜为例，阐述变压器压力释放阀的异常喷油。经分析可知变压器压力释放阀异常喷油一定是内部压力过大达到阀门的开启压力，而变压器内部压力增大的原因经研究分析，归纳为以下几方面：（1）变压器储油柜补充油时出现操作失误；（2）气体运行系统阻塞；（3）变压器本身出现故障；（4）变压器储油柜过满，当运行时温度升高儲油体积增大。

关键词：变压器；压力释放阀；异常喷油

目前，全密封胶囊式储油柜因性能良好而得到国内各变压器厂家的广泛应用。胶囊通过连管和吸湿器与外部空气相通，胶囊的底面紧贴油面浮在储油柜内，使胶囊袋和油面之间没有空气，隔绝了油面和空气的接触，从而可达到阻止油氧化的目的。胶囊式储油柜在电网系统中也得到较高的口碑，但是由于结构差异化、运维管理差异化的原因，它的压力释放阀喷油事故也造成一定的经济损失，这里将对几起典型案例进行分析并给出相应的改善措施。

1 气体运行系统阻塞造成变压器压力释放阀异常喷油的实例

案例：某公司2005年就发生过变压器释放阀异常喷油事故。当天110KV变电站工作人员在变电站进行巡查时发现1号主变储油箱附近地面有大量油迹，经仔细排查发现储油箱顶部有油滴缓慢滴落，同时显示已启动主变压力释放阀装置。经过核查发现主变的气体继电器、差动保护装置均无异常并且主变内部温度以及电流也没有改变，只有变压器内部压力增大使变压器压力释放阀启动。根据这种情况我们分析得出引发故障的原因是：胶囊式储油柜气体运行系统阻塞导致压力释放阀喷油。现场工作人员立即进行检修，在不影响送电的情况下检查胶囊式储油柜设备有无故障及气体是否阻塞。但是当检修工作人员进行吸湿器拆除时内部有大量气体喷出，导致主变开关跳闸供电线路停运。

事后检查变压器吸湿器内部，发现拖油罩上侧的防止运输时进入灰土的密封垫没有拆除，同时拖油罩过紧，导致变压器无法正常流通，吸湿器没有发挥作用。正常运行时，随着变压器负载的变化油面、绕组温度也都是随之变化的，如果温度过高就会产生内部体积膨胀，这时会对胶囊造成压力，同时胶囊受热膨胀变得更大。事故当天，变压器温度达到80摄氏度，由于呼吸器堵塞致使内部压力升到压力释放定值，导致最后的大量喷油。

此类故障的防范措施如下：

（1）新投运的变压器在投运前，必须仔细检查拖油罩上侧的密封橡皮垫是否拆除，此密封垫是防止运输中有灰尘进入，拆除后才可保证变压器的呼吸顺畅；

（2）变压器运行时，运维人员要经常性地检查胶囊的呼吸是否顺畅，呼吸器有无堵塞情况，储油柜的油位指示是否正常；

（3）在变压器大修之后，要检查胶囊是否有漏气情况，测试合格后方可安装使用，同时安装过程要严格按照说明书与柜平行放置，以防胶囊袋身的折皱和折曲造成胶囊损坏；

（4）储油柜如果拆开维修后应在恢复前检查内壁是否光滑无焊渣，防止刺破、刮破胶囊；

（5）提高检修人员责任心和技能水平，严格遵守检修规程规定。

2 检修操作不正确造成压力释放阀喷油

案例：某110kV变压器进行计划性检修时，发现铁心接地处有渗油现象，经确认是接地套管密封处渗油，检修人员将储油柜阀门关闭，释放少量的变压器油后对密封垫进行更换。处理结束后对储油柜进行补油，并进行胶囊充气排气。在从呼吸器的法兰处对胶囊进行充气时，储油柜的放气孔与气阀都有少量油渗出，说明空气已经排净。在检修人员按照此方法作业时，放气孔未见油流出，发现气体继电器内油向本体侧流动，随后压力释放阀突然动作喷油。

经事后原因分析判断，该变压器胶囊与储油柜属于紧密配合型，胶囊在充气后与储油柜周围紧密贴合，但是底部仍有空气被阻隔在下部，所以气阀没有油流出。不断地充气致使压迫油面，造成了变压器油向本体流动，使内部压力升高，当达到压力上限值时，释放阀动作。

此类故障的防范措施如下：

（1）进行胶囊结构的改良，将皮囊外表做成半球形或其他形状的凸起，保证在充气后表面能与储油柜内壁直接留有一定的空隙，避免阻隔下部气体上排；

（2）提高检修人员技能水平，在操作前要熟读说明书或咨询厂家技术人员后进行操作，对于此类型的储油柜，应当采用溢油法进行排气及油位调整。

3 运维不当造成压力释放阀动作

案例：某220kV主变，在当地气温骤升的环境条件下，压力释放阀动作喷出大量油污，当时油位高、油温高、压力释放动作信号都发出告警，气体继电器、差动保护均未动作，查看录波器波形故障时三侧电流、电压无明显波动，变压器4组冷却器全部投入运行，且风机正常旋转无卡涩或停转情况。事故发生时油面温度已经达到86摄氏度，负载为80000kW，主变容量为120000KVA。

经过事后分析排除主变内部故障和过载的可能性，进一步检查发现冷却器进风口与出风口处的温度没有明显温差，初步判断为冷却器故障原因引起的温度升高致使变压器内部压力升高。拆卸冷却器后发现，管束之间已经积存极多的柳絮和灰尘，空气很难通过这里流通，所以风机所制造的冷风无法从管束中通过，冷却器功能大幅度降低，加之骤然天气使得变压器温度不能控制在安全运行范围内。由于柳絮等灰状物在管束上粘粘时间较长很难清洗，日常的空气吹风清洗很难达到效果，日积月累造成了此次事故的发生。

此类故障的防范措施如下：

（1）加强变压器本体及附件的巡视及提高巡视质量，在酷热高温条件下要密切关注油温及负载的变化；

（2）清洗风冷系统时，使用高压冲洗机并添加一定比例的金属清洗剂，对其进行正反两个方向的冲刷，冲洗过程要注意避免水雾进入控制箱或电源箱造成二次系统的破坏；

（3）变压器检修时，要重点对温度告警、压力告警信号回路进行检查，防止报送告警信号就直接发出跳闸命令；

（4）对于变电站周围大面积种植杨树的区域要着重检查冷却器管束通畅情况，必要时可以采取移植树木的措施。

4 结束语

根据实际经验总结可以发现，预防变压器压力释放阀喷油主要有以下几方面措施：（1）根据外界条件合理设计变压器储油柜的容积，减少因为季节交替造成油位不合理变化；（2）日常检修过程中加强对变压器呼吸系统的排查，确保气体不发生阻塞；（3）避免变压器内部温度过高，确保变压器冷却系统的维护落实到位；（4）在日常巡查过程中，注意观察变压器储油柜有无异常，做到问题早发现早解决；（5）每年定时对变压器进行冷却清理。综上所述，要减少变压器的故障发生率，不仅要具有熟练的技术水平还要有规范的管理制度，只有这样才能使检修工作落实到位，保障供电系统安全稳定运行。

参考文献：

[1]陈敢峰.变压器检修[M].中国水利水电出版社，2005.

[2]席风沛，贠钦建.胶囊式储油拒吸湿器喷油事故分析[J].变压器，2012（05）.

[3]孙建平.几种储油柜运行情况比较[J].变压器，2003（09）.