油浸变压器金属波纹膨胀式储油柜喷油分析

油浸变压器金属波纹膨胀式储油柜油浸变压器金属波纹膨胀式储油柜 喷油分析喷油分析 1 事故情况事故情况 2005 02 26t15 30 110kv 官家山变电站 110kv2 号主变储 油柜对外喷油 冷却器风扇未起动 变压器油温 65 主变在 运行状态 维护人员于 17 50 到达现场 此时 110kv2 号主变冷 却器风扇已强行起动 主变上层油温 53 停电后维护人员对 现场进行了检查 检查结果变压器无保护信号 也没发油位过 高信号 对主变储油柜检查中发现 因油膨胀使波纹片升高 导致储油柜内金属膨胀波纹片保护泄油阀密封阀片与储油柜柜 壳顶部挤压破损而泄油 变压器本体上部平面 高压瓷套 地 面上均有大量喷泄油迹 储油柜油位指示在 18 刻线附近 此 变压器是 2004 年 12 月安装投运的 型号为 sfsz10 50000 gyw 绝缘油总量 21945kg 冷却方式为 onan onafto 100 膨胀储油柜的型号为 bp1a iiib 总容积 1420l 外柜外形尺寸为 3240mm 950mm 1200mm 2 原因分析原因分析 经检查核实该主变无保护动作信号 取油样进行分析没有 发现异常 可排除主变内部故障 与厂方技术人员咨询后 综 合分析认为有 3 种可能性 2 1 膨胀储油柜设计选型方面 根据定货技术协议 厂方设计选型上该主变运行最高环境 温度为 35 最低环境温度为 5 通过计算公式 1 得 v f g g 其中 f a t t 式中 v 补偿容积 l f 变压器油体积补偿参数 g 变压器油的总质量 kg g 变压器油的密度 g 0 9 kg l a 变压器油的热膨胀系数 a 0 0007 t 变压器使用地区最高和最低温差值 t 变压器平均温升 t 40 由此 f 0 0007 35 5 40 0 056 v 0 056 21945 0 9 1365 l 从变压器制造厂选用的储油柜型号上来看 可以看出选择 的 bp1a 型储油柜总容积 1420l 大于此型变压器所需膨胀补偿 容积 选型应没问题 然而从储油柜内所选用的金属波纹片的片数上来看 按照 计算公式 1 n v v 其中 n 金属波纹片数 v 补偿容积 v 单波有效容积 根据制造厂资料 v 26 3 l 由此 n 1365 26 3 52 根据此变压器用油量的膨胀补偿容积至少应采用 52 片金属 波纹片 而实际只用了 46 片 少了 6 片波纹片 实际可膨胀容 积只有 46 26 3 1209 8 l 此台变压器储油柜喷油是因为泄油 阀已经被挤压使保护阀片破损造成喷油的 这说明变压器油膨 胀体积已经大于金属膨胀器容积了 储油柜的实际补偿容积不 够是此次喷油故障的一个因素 但从现场喷油量来看 这一因 素还不致造成如此大量喷油的 所以实际补偿容积不够还不是 造成喷油的主要原因 2 2 安装时变压器的注入油量方面 检修人员在安装注油时 变压器本体滤油工作刚好完毕 油温在 25 左右 变压器膨胀储油柜补充注入油的油温为 60 左右 注入的油位在 30 刻线上 油冷却后油位还会有所下降 油温与环境温度 18 平衡后油位指示在 20 刻线上 如果按本体油温 25 上升到 65 喷油时值班员观察到的油 温 进行计算 它的膨胀体积为 v a g 0 0007 40 21945 0 9 682 7 l 此体积膨胀量只占膨胀器容积的一半 安装人员安装时注入的油位为 20 刻度线 相当于总油位 的 1 3 403l 温度升高到 65 时的波纹片内储油量应为 682 7 403 1085 7 l 此储油量小于波纹片实际容量 1209 8 l 应不会造成喷油现象 2 3 运行油温过高及二次保护方面 运行油温要达到多少才能把保护泄油阀撞开呢 安装时所 加油位为 20 刻线 相当于总油位的 1 3 这样要使保护泄油 阀被撞开的膨胀容积必须大于总容积的 2 3 由 v a t g g 得 t v g a g 806 8 0 9 0 0007 21945 47 这就说明要使储油柜泄油阀被撞开 油温变化必须大于 47 可得出变压器从初始油温 25 到当时的运行油温必须要 大于 72 才可能出现这种大量的喷油现象 是什么原因造成 油温持续升高而风扇电机未起动呢 为什么储油柜喷油前未发 油位过高信号呢 对主变冷控箱的检查中发现温控起动风扇数 值虽设为 45 但风扇电机起动接触器线圈的接线松动脱出 造成了冷却器风扇失效 油温持续升高 对储油柜检查中还发 现 油位过高行程开关不能可靠断 合 造成了未发油位过高 信号 使值班员失去了监控 由此可看出 造成油温持续升高 的原因是二次保护失效 而造成储油柜保护泄油阀喷油的直接 原因就在于此 3 对策对策 1 建议设计选型时放大储油柜的膨胀余量 多增加储油柜 金属波纹片的数量 以增加油膨胀的缓冲容积 2 对变压器注油时应充分考虑到注入油的油温及环境温度 对油位的影响 合理注入到适当油位 油温与环境温度平衡后 实际油位应基本符合环境温度下的油位 以避免运行中油温异 常升高时油膨胀量大于储油柜容量而出现类似情况 3 改造主变冷却器风扇电机启动回路 增强可靠性 增加 相应监测设施 保障风扇起动回路的畅通 增加油位异常报警 信