一起500KV主变压器油位计假油位的故障分析及处理

王兵 许江盼 侯小冬 刘同俊 张乐

摘要：根据某电站主变压器假油位故障，分析导致指针式油位计假油位的可能原因，同时针对本次故障制定消缺措施，解决了油位计假油位的故障缺陷。对故障油位计解体，发现了故障原因，并针对如何防止假油位提出了建议。

关键词：主变压器；指针式油位计；假油位；消缺

1 前言

某电站主变压器（以下简称主变）是由三台沈阳特变电工生产的DFP-400000/500TH型单相变压器按Y/△联接而成的，其储油柜油位计是由沈阳海业电力设备有限公司生产的YZF2-250型指针式油位计。当储油柜内的油面升高或下降时，油位计浮球随之上下浮动，使摆杆作上下摆动通过齿轮组及磁铁传动带动油位计报警凸轮及指针旋转，当浮球随油位上升到最高位置及下降到最低位置时，凸轮拨动相应的微动开关动作发出报警信号。

2 变压器假油位的危害

变压器油在变压器运行时起绝缘和冷却的作用，，假油位（油位过高或过低）油位计指示低于储油柜的实际油位将有可能造成实际油位过高，运行中因为内部压力过大会造成压力释放阀动作喷油；油位计指示高于储油柜的实际油位，可能使变压器长期缺油运行发现不及时就会造成变压器过热甚至绝缘击穿短路。因此，油位计作为监测油位的装置，其显示数值的准确性对变压器稳定运行起到重要作用[1]。

大修期间进行配合主变三相内检的油务工作，在对主变三相真空注油时，通过设置临时油标测量实际油位，主变B/C相油位计刻度随实际油位的升高而升高；然而主变A相油位计在实际油位上升的情况下一直停留在1.5格不变化，由此判断A相油位计出现了假油位现象。

3 指针式油位计假油位的原因分析

根据指针式油位计结构及传动原理结合全密封胶囊式储油柜结构分析假油位的形成机理主要有以下几个方面：

3.1 储油柜内部进气造成假油位

正常情况下，胶囊应以膨胀状态的形式，紧贴在储油柜油面及内壁上，储油柜内部不应存有空气，当本体油面上升或下降时，胶囊收缩或膨胀，油面上部始终保持一个大气压力。如果储油柜内部存在空气，则当变压器油温及环境温度上升时，内部空气急剧膨胀，储油柜油面上部压力将大于一个大气压，而此时油位计上部仍为一个大气压，最终造成假油位。

3.2 呼吸管路不畅造成假油位

储油柜呼吸管路不畅时，胶囊就不能随油温变化可靠伸缩，从而阻碍浮球及摆杆正常浮动，造成油位计显示不准确。造成储油柜呼吸管路不畅的原因有：变压器安裝投运后，吸湿器密封垫未取出；呼吸器中硅胶颗粒太小，环境温度过高时，硅胶颗粒凝结堵塞呼吸管口；或因呼吸器联管管径较小，在呼吸过程中粉尘进入联管内堵塞管口[2]。

3.3 胶囊老化破损或内部褶皱造成假油位

当出现胶囊老化破损后，变压器油进入胶囊内部，使胶囊失去了伸缩功能，浮球及摆杆上下浮动被胶囊阻碍，不能正常显示真实油位；或当胶囊未完全伸展开存有褶皱，褶皱部分浸入油中并非正常浮在油面，也不能使浮球正常浮动，造成假油位现象。

3.4 传动机构卡涩、齿轮脱扣造成假油位

当油位计发生传动机构卡涩、齿轮脱扣等故障时，如表盘外部传动机构（磁铁带动指针及凸轮转动部分）受潮气生锈造成卡涩，或者齿轮脱扣都将大大降低油位计的主动磁铁与从动磁铁之间的磁耦合作用，从而出现假油位现象。

3.5 连杆弯曲、折断、或脱落造成假油位

连杆弯曲、折断、或脱落改变了油位计本身的设计参数，浮球连杆的浮动角度变化和油位计指示失去同步，指示不准确[3]。

3.6 浮球破损或脱落

浮球破损后，变压器油进入浮球内部，浮球下沉或脱落在油中导致摆杆不再随油面上下浮动，这种情况下油位指示可能会在较低的位置，甚至会触发“油位低”报警。

大修停机前油位显示均正常且呼吸器正常工作，大修期间进行了排油、抽真空、真空注油，并对胶囊进行了充气和油枕进行了排气工作，故可以排除原因（1）、（2）、（3），目前油位计一直稳定在1.5格，原因定位在油位计本体故障，根据以往检修经验结合多基地故障案例推测原因（4）可能性较大，原因（5）、（6）其次。

4 解决方案实施

针对本次故障，制定以下消缺措施：对油枕进行排油直至排空油枕-保持压缩空气畅通（通过在进气口设置三通阀旁路，防胶囊内充气超压）-打开油位计法兰-对油位计进行整体更换-对油枕进行抽真空-进行真空注油-破真空-调整油位验证油位计功能正常-开始热油循环。

对故障油位计进行解体检查，发现表盘外部传动机构（磁铁带动指针及凸轮转动部分）已生锈卡涩如下图1所示，内部传动机构正常，当内部传动机构带动磁铁旋转时如下图2所示，微动开关滚轮及固定螺钉生锈严重，内外部磁铁的耦合已经不足以克服生锈卡涩带动指针及凸轮转动，造成油位计指示格数不变的假油位现象。

进一步查找潮气来源，发现微动开关节点接线通过小孔引入接线盒中，与接线盒相连的引出电缆蛇皮保护管“U”型段内部有积水，潮气通过接线盒及穿线小孔进入外部传动机构使转轴生锈卡涩，手动转动转轴几次以后有锈粉末出现。

通过对故障油位计解体，发现了假油位的原因在于传动机构卡涩，验证了之前的推测，针对由于外部传动机构生锈卡涩导致假油位这一故障，制定了以下解决方案：

（1）对主变A相故障油位计进行整体更换；

（2）对主变三相油位计接线盒端部进行密封防水处理防止潮气进入内部；

（3）对主变三相油位计电缆蛇皮保护管“U”型段底部打孔，防止积水。

方案实施后持续跟踪机组功率变化期间油位随油温的变化趋势，主变三相油位正常，均符合油温-油位曲线，后续定期巡检无异常情况。

5 结论

根据上述分析，为预防油位计假油位故障，建议可以从以下几方面入手：

（1）油位计安装前对备件仔细检查，确认外观完好，传动机构动作顺畅无锈蚀卡涩，浮球及摆杆完好无破损。

（2）在工程安装期间，确认储油柜胶囊固定牢靠无松脱，空油枕状态对胶囊充气使其充分舒展。对油枕排气时，通过打开油枕顶部排气塞，采用胶囊充气的方法排尽储油柜中气体，使油枕顶部排气塞出油且无气泡，并作临时油标验证油位指示正确性。

（3）日常定期巡检时，记录油温及对应油位并核对是否与油温-油位曲线符合，建立油温-油位数据台账，横向对比A/B/C三相的油温及油位指示变化情况，发现异常及时跟踪并处理；定期检查呼吸器出气及进气情况是否良好，及时更换硅胶。

（4）梳理同类型油位计，停机大修期间，进行密封处理并对电缆蛇皮保护管“U”型段底部打孔，防止积水，必要时进行换型替代；将对实际油位的检查加入到检修规程中，通过设置临时油标，验证油位计指示刻度与油枕实际油位是否基本一致。

参考文献

[1]陈敢峰.变压器检修[M].北京：中国水利水电出版社，2004.

[2]何晓迪.变压器假油位的分析、处理及注油方法的探讨[M].电气制造，2014，第11期.

[3]于德明.变压器假油位现象的分析[M].华北电力技术，1997，第4期.

（作者单位：中广核核电运营有限公司）