大型油浸式电力变压器储油柜应用分析

摘 要：该文在概括储油柜发展的基础上，分析了胶囊式和金属波纹管式储油柜在大型油浸式电力变压器的应用状况，提出了保证储油柜安全运行的建议与措施。

关键词：电力变压器 储油柜 应用 分析

中图分类号：TM403.5 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）09（a）-0063-02

Application Analysis of Large-scale Oil-immersed Power Transformer Conservator

WANG Wei1 ZHANG Yan2 SHAN Bo1 HANG Yi cheng2 CHEN Xin gang1 LI Yang1

（1.Shandong Electric Power Economic Research Institute， Jinan Shandong 250021，China；2.State Grid of China Technology College， Jinan Shandong 250002，China）

Abstract：This paper focuses on the analysis and comparison of the rubber bag type and metal corrugated type oil conservator in large-scale Oil-immersed power transformer application condition，some advice and measures is proposed to ensure the safety of transformer operation.

Key words：Power Transformer Conservator Application Analysis

储油柜作为油浸式电力变压器重要的保护器件，一方面使绝缘油与外界大气隔离，防止绝缘油受潮和老化，另一方面用来补偿绝缘油因温度变化产生的体积膨胀或收缩，其性能的好坏会直接关系到电力变压器的安全稳定运行[1～2]。

该文结合大型油浸式电力变压器储油柜的实际运行状况，重点分析了胶囊式和金属波纹管式储油柜的应用状况，从储油柜角度提出了保证电力变压器安全运行的措施。

1 储油柜技术的发展

1.1 敞开式储油柜

敞开式储油柜结构简单，如图1所示，其主要由柜体、注放油管、油位计、吸湿器和油面标志组成。变压器内部的绝缘油通过吸湿器与大气相通，容易受潮老化，目前在大型电力变压器已很少使用[3]。

1.2 密封式储油柜

密封式储油柜将变压器油与空气隔离，防止空气的水分和氧气进入，具有良好的防油老化的功能，按其隔离介质分类主要有隔膜式、胶囊式和金属波纹管式三种类型。

1.2.1 隔膜式储油柜

隔膜式储油柜分为上下两个部分，隔膜周边装在上下储油柜边沿之间，如图2所示，此种结构并没解决密封问题，隔膜固定处容易渗油老化；当变压器油位低时引起负压，储油柜易进入空气和水分，加速绝缘油老化；隔膜式储油柜采用连杆式铁磁油位计，是靠机械转换和传动来实现油位指示的。由于机械传动误差、错位失灵等原因，经常导致假油位现象的发生。因此隔膜式储油柜在大型电力变压器中已逐渐被淘汰。

1.2.2 胶囊式储油柜

胶囊式在上部加装一个耐油复合橡胶的软气囊，囊内通过吸湿器与大气接触，囊外和变压器油接触，当变压器油膨胀或收缩导致储油柜油面上升或下降时，使软气囊向外排气或自行吸气以平衡软气囊内外侧压力，其结构示意图如图3所示。

1.2.3 金属波纹管式储油柜

金属波纹管式储油柜利用不锈钢波纹管作为体积补偿组件，实现了变压器的全密封运行，可分为内油卧式和外油立式两种结构，前者的波纹管补偿组件为椭圆形，波纹体立式置于底盘上，如图4所示。波纹体内装变压器油，外部加防尘罩，波纹体通过上下移动自动补偿变压器油体积的变化。后者的波纹体补偿组件为圆形，卧式置于柜体上，变压器油在储油柜和波纹体之间，如图5所示。波纹体内与外界空气相通，一端为固定端；另一端为活动端，波纹体通过左右移动自动补偿变压器油体积的变化[4]。

2 电力变压器变压器储油柜的应用分析

2.1 胶囊式储油柜

从生产运行经验来看，胶囊式储油柜在生产工艺、安装调试和运行维护上都已经比较成熟，服役年限较长，积累了丰富的运行经验，安全性、经济性较好，总结起来有以下三方面需要注意：

（1）安装施工。安装过程中排气不彻底，包括胶囊内部、储油柜壁与胶囊之间残存空气，都会导致储油柜不能充分发挥其调节功能，严重时可致使假油位、压力释放阀动作等异常情况的发生；各种阀门接口的关合状态符合要求，如放气塞在排气过程中打开，完毕后要及时关闭。针对此问题，可采用注油排气法的先进工艺，并严格规范安装调试的监督验收流程，保证变压器储油柜的安全运行。

（2）呼吸器维护。胶囊式储油柜使用呼吸器防止外界空气空的水分进入胶囊，呼吸器内硅胶失效后要及时更换，否则水分进入胶囊内会产生凝露现象，加速胶囊的老化，影响储油柜的运行寿命。

（3）油品质量监督。油位计的油和变压器本体相同，在阳光的照射下油位计的油劣化，直接降低储油柜中油的品质，污染变压器油质。

2.2 波纹管式储油柜

波纹管式储油柜在设计上具有寿命长和免维护的优点，在近年来新投产的设备上应用较多，但其运行时间较短，运行经验有待于进一步积累总结。

2010年10月，某500 kV主变C相靠近储油柜侧压力释放阀动作，轻瓦斯动作，未发跳闸信号，储油柜为外油式波纹管式结构。压力释放阀动作的直接原因是油箱内部压力增大，当时变压器无穿越性故障，无大负荷冲击，油色谱分析结果正常，排除了变压器内部绝缘故障引起内部压力快速增大的可能性；变压器油位指示正常，排除了体积增量超过储油柜限度的原因；呼吸管路堵塞或储油柜波纹管质量问题都有可能导致波纹管不动作或动作不到位，经检查储油柜呼吸功能正常，根据现场模拟试验综合判断本次异常是由产品质量问题所造成。即当油箱内油体积膨胀时，因储油柜内部运动卡涩造成波纹管不动作或动作不到位。

通过此次设备异常现象，深入分析波纹管式储油柜的结构和动作原理，有以下四点需要注意：

（1）储油柜外壳质量。波纹管与储油柜外壳之间的距离很小，当外壳圆度不够或在运输安装过程中发生碰撞产生凹陷时，波纹管在运动过程中会发生卡涩现象，卡涩严重时波纹管不动作造成假油位，不严重时会发生跳动引起油流涌动，上述现象都有可能导致压力释放阀或气体继电器动作。

（2）波纹管制造工艺水平。波纹管要求每个单元的伸缩刚性必须一致，否则易造成波纹体不均匀变形或突然变形，使气体继电器动作。

（3）油位调整不当。储油柜的有效容积要减去波纹管所占的空间，调整油位时必须按标准和变压器实际油量计算，如按照夏季高温时调整油位，到了冬季低温时油位下降到气体继电器以下，造成轻瓦斯动作发信号。

（4）波纹管自身结构。外油式波纹管在柜内横向运动，运行过程中波纹管会与波纹管内壁发生摩擦，摩擦力的大小取决于滚轮与导轨的摩擦系数和接触力，接触力与波纹管自身的重力和变压器油的浮力有关。摩擦力会形成能量储存，当摩擦力变化或消失时，波纹管会伸张或收缩，在加速度的作用下，波纹管对油的压力会变化，变压器油会产生涌动现象，对气体继电器产生影响。

3 结语

储油柜作为变压器最重要的附件之一，其状态直接影响变压器的安全可靠运行，胶囊式和波纹管式储油柜作为目前应用最为广泛的两种结构，前者运行经验丰富，经济性、安全性较高、维护工作量大。后者设计理念先进、维护工作量小，是储油柜制造技术发展的方向，但要结合运行经验在设备监督制造、安装关键点控制等环节不断完善，进而提高电力变压器的安全运行水平。

参考文献

[1] 谢毓城.电力变压器手册[M].北京：机械工业出版社，2009.

[2] 岳陈熙.胶囊式储油柜假油位故障排查及处理方法[J].变压器，2007，44（12）：67-69

[3] 温耿斌.变压储油柜的技术改造[J].华中电力，2007，20（1）：69-70.

[4] 罗军川，张星海.电力变压器反事故措施解析[M].北京：中国电力出版社，2010.