变压器运行中油位监测系统原理分析

变压器运行中油位监测系统原理分析

0变压器油位监测的意义在电气系统中运行的大型变量通常是油压机。在压力系统的运行中，压力系统的油侧应引起绝缘空气和冷却，以确保压力系统的安全稳定运行。因此,对变压器运行中的油位进行监测使其保持在合适的范围就显得比较重要。尽管在变压器投运时对变压器油按照要求量添加,并定期进行巡视检查,但变压器运行中油位的异常情况还是时有发生,严重时会引起变压器爆炸事故。结合一起变压器油位降低报警的实例进行分析,找出问题的原因,以避免类似问题的发生。1油位低报警信号检测2009年1月22日晚,SFZ9-CY-20000/220型变压器在运行中发出了油位低报警信号,工作人员现场进行了检查,油位确实偏低,变压器油枕旁的管式油表中油位浮子已经位于油表底端,但对变压器进行详细检查,并未发现漏油点。为了保证变压器的安全,立即将该变压器停运检查。2油表内油位显示SFZ9-CY-20000/220型变压器采用了全密封胶囊式储油柜系统,储油柜下部与变压器本体通过联管连通。储油柜的顶部设有排气孔和气囊连接孔,气囊通过联管与吸湿器连通。储油柜下部设有集气盒,集气盒设有排气管和注排油管,两管引出到变压器下部,终端设有碟阀和密封。储油柜下部还设有变压器油表油室,内部放有与变压器油表相连的油袋。当变压器油体积随着温度变化时,油枕内油位会随着上升下降,油枕底部油室内油袋的压力变化引起管式油表内油位的变化和指示变压器油位的变化。变压器管式油表的上部和下部设有电磁式油位报警装置,当油位浮子达到报警位置时,报警装置发出报警信号。3油压异常分析与处理3.1变压器油位的测量SFZ9-CY-20000/220型变压器在室外运行,近日天气温度变化较大,预报本地区环境昼夜温度变化达到13℃,最高温度突然降低8℃以上,实际测量本厂变压器所在地环境昼夜温度变化达到20℃,最低气温一般不低于-10℃。变压器为厂用变压器,负荷并未发生明显变化。变压器吸湿器底部油碗损坏,临时用塑料布将其包扎。SFZ9-CY-20000/220型变压器采用25号克拉玛依变压器油,油重为27000kg,油枕直径为1000mm,长度为3500mm。变压器油枕体积VZ为油的密度按0.89g/cm3计算,变压器油的体积V油为油体积平均膨胀系数为0.0007L/℃,则按温度变化20℃计算,变压器油每kg体积变化为0.0007×20÷0.89=0.0157,则整台变压器油体积变化V变为则油位随温度变化体积占油枕总体积的424.72÷2747.5=15.46%,在油表中反应油位变化应不超过0.1546×1000=154.6mm。按照变压器油枕上的标示,油位在20℃时,应在油枕中部,即距底端500mm位置;在-30℃时,应在0位置,温度变化20℃时,油位变化应为500÷50×20=200mm;温度降为-10℃时,油位应降300mm。3.2变压器油位调整在变压器停运后,23日白天温度回升后,变压器油位并没有明显变化。考虑到可能受吸湿器包扎的影响,24日将变压器吸湿器打开,变压器油位没有明显变化。采取补油措施,试着从集气盒注油管处补油。当打开碟阀后,变压器油位有了缓慢变化。试着从变压器内抽出少许油,并未发现气体,且油充足,此时变压器油位继续回升。等到下午油位稳定时,测量变压器油表中油位为320mm,测量环境温度为10℃。变压器吸湿器底部用带孔的塑料布暂时封住。晚上变压器重新投入运行,此后油位正常。3.3综合分析3.3.1变压器黄油变化引起的体积变化率的计算变压器运行中,规定顶层油温温升不超过60K,环境温度按照-10～40℃计算,则变压器运行中油温变化引起的体积变化率V1为变压器油枕体积为2747.5L,变压器油的体积为30337.1L,则变压器油温变化引起的体积变化可达到30337.1×8.6%=2619.6L,因此,油枕容量可以满足要求。3.3.2变压器油偏体积的变化处理结束后,可以看出,变压器运行中油位在环境温度为10℃时达到320mm,设此时对应的变压器油枕中油的体积为V2。为了计算此时变压器油枕中油的体积,需要先计算出包含油体积的截面为扇形的油枕体积空间VS,然后再减去VS内包含的截面为三角形的油枕体积空间V⊿,见图1,则有可见,变压器运行时,油枕中油的体积758.7L>424.72L,满足温度变化20℃时变压器油体积的变化,即单温度变化原因不足以引起此次变压器油位的大范围下降。考虑到此前变压器吸湿器被堵塞,变压器呼吸系统不能正常呼吸,则在变压器油随温度变化时,变压器气囊不能及时补充气体,导致变压器内部油与气囊之间形成一定的空间,使变压器内部压力减小,变压器油位表中油袋承受压力不能按比例变化,出现变压器油表内油位急剧下降的情况,发出了变压器油位低报警的信号。4发生假油位的原因在电力系统运行中,变压器会出现假油位现象,给运行部门造成误判,影响变压器的正常运行,以至造成不必要的损失。笔者介绍的油位降低,就是假油位的一种例子。引起假油位的原因多数是由于储油柜结构、安装、操作不当引起的。吸湿器堵塞是造成此次变压器油位假信号的原因,事后的处理过程也证实了这一点。保持变压器呼吸系统畅