速动油压继电器和压力释放阀的特性及投调方

1、速动油压继电器和压力释放阀的特性及投调方速动油压继电器和压力释放阀是变压器的保护装置。两种产品有何区别，如何正确选用，各自有何 特点，使用中如何鉴别、维护才能发挥各 自的作用，要了解这些问题，并解决好这些问题，就要了解这两种产品的固有特点。为此，笔者对它们进行了论述。2压力释放阀 变压器用压力释放阀从研制成功至今已有许多年了。由于该产品原理先进、动作灵敏、结构可靠 ，已全部取代了安全气道、防爆膜等老式过压保护装置， 有效地保护了变压器。 21 压力释放阀的特性 (1)快速开启性能。运行中的变压器发生短路等故障时，油箱中的压力急剧增高，油箱压力达到释放阀的开启压力值时，压力释压阀可在 2ms内自

2、动开启，将油箱内的故障压力释放，保护油箱不因压力过高而损坏。 (2)自动复位功能。油箱内故障压力降至压力释放阀关闭压力值时，压力释压阀自动关闭，使油箱压 力高于环境压力，防止外部空气 、杂物的侵人，避免了变压器油被污染。 (3)自动发信功能。在压力释压阀开启的同时可 发送二次信号及机械报警信号，并通知运行人员。 22 压力释放阀的释压能力 压力释放阀是机械式的泄压装置。为适应变压 器全密 封运行 的特殊性 ，释放 口径 只能达到 b130mm，此口径的压力释压阀设计泄压能力只能 保护变压器内故障压力速率低于 15kPams时的故 障产生的压力，故障压力速率超过此限值易造成变 压器油箱损坏。 2

3、3 选用压力释放阀 (1)发挥压力释放阀可反复泄压的特性。变压器 用压力释放阀在产品结构设计时，考虑到变压器跳闸将造成较大损失，因此将压力释放阀设计为可自动反复对油箱内的故障压力进行泄放的保护组件。 在使用中若将其作为变压器跳闸的保护措施，可能会造成变压器误跳闸，影响变压器运行可靠性，如二 次端子进水短路，或储油柜呼吸管道堵塞造成本体 压力过高等故障，只需释放部分压力即可继续运行。 (2)压力释放阀泄压能力是有限度的。选用压力释放阀要考虑到其泄压能力，即当变压器故障时压力上升速率超过压力释放阀的保护限值时易造成油箱内压力达到破坏压力。因此选用保护装置要全面 考虑各种因素，有针对性地去选择合理的

4、保护组件。 (3)选择压力释放阀关闭压力、开启压力。压力 释放阀的关闭压力是为防止变压器油老化、受潮、污 染而设置的重要技术参数，压力释放阀在此压力下 是不得渗漏 的。压力释放阀标准中已规定了标准值 供选用，但在选用中有的用户希望选用高于标准值 的关闭压力，目的是减少渗漏的几率，这种作法将使 释放阀每次开启的泄压量减少，增加开启的频次，这 对用户是十分不利的。因大型变压器油箱下部承受 的静压是箱盖承受静压的数倍，提高了压力释放阀 的关闭压力后将使下部油箱在变压器有故障时受到 接近或高于破坏压力的冲击而损坏。若选用低于标 准值的关闭压力，将使压力释放阀极易渗油，所以应 按变压器结构形式在压力释放

5、阀标准中正确选择压 力释放阀的关闭压力值，而不要仅靠产品说明书来 选择，因有的产品说明书的参数不符合标准规定。 压力释放阀的关闭压力确定后，按照标准对应 值选择压力释放阀的开启压力即可。 压力释放阀作为变压器故障压力保护装置的运 行经验证明该产品相对于安全气道、防爆膜等老式 过压保护装置，具有渗漏少、运行可靠及可重复使用 等优点，因此得到了广泛的应用。但有的电力部门规 定 1lOkV以上的变压器所用压力释压阀信号接点 要接跳闸回路，此作法不但会增加误动的几率，而且 无法杜绝发生油箱爆裂、起火事故的发生。这是由于 压力释压阀自身的设计原理和结构所决定的，为解 决此问题就要用到下列产品速动油压继电

6、器。3速动油压继电器 31 速动油压继电器的保护特性 速动油压继电器是为防止变压器油箱在故障中 爆裂而研制的。速动油压继电器为避免与其他保护 装置的保护参数重复而出现干扰、误动的情况，采用 了检测变压器油箱内故障压力上升速率 (以下简称 压速率)作为保护参数，对应不同的压速率，速动油 压继电器有不同的响应时间。压速率高，速动油压继 电器动作时间短，反之则长。实现了动态监测，动态 保护。例如变压器油箱的压速率为 15kPams时，速 动油压继电器在检测到此压速率后 16ms内即可动 作。再比如压速率为 10kPams，速动油压继电器的 动作时间为25ms，较压力释放阀的开启时间 2ms 慢 了

7、05ms?从这两个例子巾可以看出当故障变压器内的压速率低于压力释放阀保护范围临界值时， 速动油压继电器的动作时问较压力释放阀慢，此时的故障压力由压力释压阀来泄压保护油箱。当故障 变压器油箱内的压速率达到 15kPams时，因压速率 已超过压力释放阀的泄压能力，尽管压力释放阀开 启泄压，但因泄压量低于压力增高量，而使油箱压力 继续增高，威协到油箱安全。此时如果变压器上安装 了速动油压继电器 ，速动油压继 电器在检测到此压 速率后会在压力释放阀开启前发出信号将变压器跳 闸，保护油箱内压力低于破坏压力，使变压器油箱不 损坏。此种设置达到了油箱压速率临界值以下由压 力释放阀泄压保护，临界值以上由速动油

8、压继电器 保护，同时由于速动油压继电器可对变压器内故障 压速率的全程(0002 5kPams-3OkPaJIris)进行监控， 一旦故障压力上升速率低于压力释放阀的泄压临界 值，而此时压力释放阀失效拒动，速动油压继电器同 样可在油箱压力安全范围内将变压器跳 闸，保护变 压器。 3。2 速动油压继电器结构特征 (1)外壳。速动油压继电器结构见图 1。它独立 安装在变压器油箱上。由于环境与变压器油的温差 极易造成腔体内凝露，凝露将使控制、检测用的金属 件腐蚀、剥落及阻塞，破坏控制、检测作用。为避免出 现这类问题，速动油压继电器外壳采用铸铝合金制 成，由于铸铝合金的热导率是黑色金属的5倍6 倍，是不

9、锈钢的近 10倍，采用此合金材料解决了运 行中速动油压继电器下腔由于油温升降时导热缓慢 与上腔形成温差而出现凝露的问题，保证速动油压 继电器的保护精度和工作寿命。 (2)检测机构。速动油压继电器用弹性元件及配 套件组成可变气室，对变压器油箱中的压速率进行 检测。检测到压速率后由于平衡器的作用，将使固定气室的压速率增高，固定气室与可变气室的压速率 差会在弹性膜盒内外产生压力差来推动发信装置动 作，如果变压器油箱中的压速率小于25kPas，由于 二室内压速率相同，无法在膜盒内外建立压差，速动 油压继电器不会动作。随着时间的延长油箱中的压 力逐渐增加，但由于油箱中的压速率不变，速动油压 继电器不启动

10、，当油箱内压力达到压力释放阀开启 压力，压力释放阀开启泄压。这就是速动油压继电器 与压力释放阀保护特性的区别，避免了二者保护参 数重叠的相互干扰误动 。当油箱内压速率超过 25kPas时，速动油压继电器二室的压速率形成的 差值在膜盒中产生推动膜片移动的压差，推动发信 装置启动对变压器油箱进行保护。再有速动油压继 电器是对故障压速率的全程进行监控的，即油箱中 的每一压速率，速动油压继电器中固定气室都要有 固定对应的压速率值。其固定气室检测参数的正确 与否、检测精度的高低是决定速动油压继电器能否 对变压器进行保护的关键。 目前市场上提供的速动油压继电器，由于结构 问题是无法检测固定气室的压速率的，

11、这种作法必将使产品存在隐患。因固定气室与可变气室的参数 是依据平衡器的设计参数而固定的，三者参数中任 一参数改变都会影响产品性能。轻者使检测范围大大缩小，重者将使速动油压继电器变成压力继电器 而误动，失去速动油压继电器特有的保护特性。所以 必须对固定气室动作参数检测并根据检测结果调正 机芯件动作参数，才能保证速动油压继电器的动作 特性符合产品设计曲线规定的线性关系。 为解决速动油压继电器此不足之处，现已有可检 测速动油压继电器固定气室压速率的产品供应，此种 产品使速动油压继电器保护功能更加合理可靠。4速动油压继电器的选择 41 选择速动油压继电器与压力释放阀配合保护 变压器 速动油压继电器的作

12、用就是防止故障变压器油 箱爆裂起火，即当油箱内压速率超过了其他保护装置 的保护范围而失去保护作用时，此时要保护变压器油 箱不损坏必须选用速动油压继电器，但由于速动油压 继电器检测到变压器内产生了会使油箱爆裂的压速 率时，速动油压继电器会快速将变压器拉闸断电。这 对变压器内的偶然一次性放电及外部轻微短路引起 的油箱内压速率超限是非连续性的，此时只要将油箱 中的压力释放就可防止油箱损坏，若采用拉闸断电造 成损失太大，所以选用速动油压继电器与压力释放阀 相互配合保护变压器能达到最佳保护状态。 4_2 结构选择 为保证速动油压继电器保护特性的稳定、可靠， 应选择具有高热导率、高导温率的铸铝合金壳体的

13、产品，避免凝露对机芯件腐蚀损坏而使速动油压继 电器失去保护作用。 43 选择检测完善产品 速动油压继电器作为变压器油箱的保护装置，其 工作寿命应等同于变压器。要达到此要求，产品不但 原理要科学、先进，并要有完整可靠的检测方法作为 保证产品质量的手段，而速动油压继电器的固定气室 检测到的每一压速率值都固定对应油箱中一固定故 障压速率值，启动保护机构，对油箱进行保护。固定气 室检测的参数是否正确、精度高低是关系到速动油压 继电器能否保护油箱不爆裂的关健，不仅产品出厂应 检测，挂网运行后也应定期检测，以保护其可靠、有 效。所以，应选择可对固定气室参数检测的产品。5投调方式 51 安装方式 速动油压继

14、电器在变压器油箱内故障压力上升 速率超过压力释压阀保护范围时，可防止变压器故 障进一步扩大，保护油箱不爆裂。但由于速动油压继 电器要对全部故障压力上升速率进行监控，当油箱 内故障压力上升速率低于压力释压阀保护范围限值 时，一旦油箱压力达到压力释压阀开启压力，压力释 放阀开启泄压，若此时压力释压阀失效，速动油压继 电器可同样在油箱安全压力之下启动保护机构动作，保护变压器故障不扩大，油箱不损坏。这是由于速动油压继电器结构设计中既解决了故障压力上升速率段与压力释压阀分段保护的理论问题，同时在结构上解决了在压力释压阀保护临界值之下实现速 动油压继电器比压力释压阀延迟动作问题，使其既可分段进行保护又可作

15、为压力释压阀的替补来对变压器进行保护。为保证产品此功能应按说明书中规 定进行安装，否则难保证此功能。 5-2 定期检测 速动油压继电器作为防止变压器油箱爆裂的重 要保护组件，是要时刻监测变压器内的压速率变化 的。但由于所处环境是比较恶劣，检测精度一旦下降 将带来严重后果。因此应定期对速动油压继电器进 行检测，以使其保持最佳工作状态。 53 速动油压继 电器信号应接入跳闸回路 不少电力部门认为速动油压继电器运行经验较 少，为防止误跳闸一般将速动油压继电器接入报警回路。但据不完全调查，只要加强速动油压继电器的 校验把关工作，同时作好速动油压继电器的防误动 措施，速动油压继电器误动的几率是较小的。同

16、时， 如果将速动油压继电器信号接报警而非跳闸回路 ， 将无法发挥速动油压继电器的作用。因此，建议电力 部门应将压力释放阀接跳闸回路改成速动油压继电 器信号接入跳闸回路，以发挥速动油压继电器和压 力释放阀的各自特性，减少误动，提高供电质量。6结论 为适应我国国民经济高速发展的需要，近年来 大量高电压大容量的变压器进入城市中心。由于城 市供电的特殊性，对这些变压器安全性的要求越来 越高，尤其是变压器的防爆裂能力要高。因城市中的 变压器一旦爆裂起火造成的损失很大，而造成的恶 劣影响更大，因此防止故障变压器爆裂起火是各变 压器生产厂及电业部门的共同要求。尤其是如今变压器运行环境恶劣的状况下，仅靠提高变压器自身 抗爆裂能力来解决故障变压器的爆裂问题是无法达 到预期效果的。如有资料介绍某电厂的一台大型变 压器 ，据统计在一年 的时间里承受了 40多次外部短 路大电流的冲击，而每次短路大电流的冲击绕组温 度急剧升高，油箱内压力急剧上升，此压力必将对油 箱产生冲击，处于