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论述变压器油枕气囊


电力变压器在电力系统电能的发、输、配、供环节中起着重要的作用,是系统中的主 要设备。 多年来, 专家和技术人员对变压器主体及附属设备的检修和维护作了很多成功的总 结,积累了丰富的经验,但查阅了很多资料没能找到较全面一点的关于气囊的论述,为此根 据自己的实践工作并查阅了相关的一些资料,对变压器的气囊作一些探讨。 变压器的作用与工作原理。 变压器油枕气囊用来隔离变压器油与大气, 避免直接接触, 平衡变压器箱体内和外界大气的压力。当箱体内压力大时,气囊向外排气,大气压力大于箱 体内压力时则气囊吸气,从而起到呼吸作用。国内变压器储油柜发展主要有两个阶段:变压 器在 1986-1998 年主要配套使用仿日本日立的全密封隔膜式储油柜; 在 1998-2000 年主要 配套使用波纹式储油柜。 传统的油浸变压器储油柜主要有全密封形隔膜式储油柜和波纹式储 油柜, 从长久的运行绩效来看这些储油柜有着很多不足之处。 而全密封软气囊式储油柜是综 合采用国际上标准变压器制造技术设计研制, 具有良好的实用性。 被各国变压器行业广泛使 用的全密封软气囊式储油柜结构,适应于油浸式变压器、整流变压器及电抗器。如果采用胶 囊式储油柜,按规定,8000KVA 及以上的变压器须装设气囊。小容量的变压器油枕绝缘油是 通过呼吸器直接与大气相通,而大容量变压器加装气囊后,绝缘油与大气完全隔离,这样大 大延缓了绝缘油的老化。 软气囊式储油柜其原理是在储油柜壳体内装有一个耐油尼龙复合橡胶的软气囊,气囊 通过呼吸管及呼吸器与大气接触,囊外和变压器油接触,气囊浮在油面上。当变压器油箱中 的绝缘油膨胀或收缩导致储油柜油面上升或下降时, 使软气囊向外排出气体或自行吸气以平 衡软气囊内外侧压力,起到呼吸作用,从而将变压器油与空气彻底隔开,并且随变压器温度 变化灵活补偿油箱内的压力差,动作压力一般小于 10kPa(及 0.1 公斤压力),这是其他储 油柜无法比拟的,避免了变压器油箱内压增高形成密封面渗油、压力释放阀误动作、油循环 不顺畅形成死油区,能有效地防止变压器油老化,确保变压器长期地安全、可靠运行。 平时,变压器在运行、故障分析和检修中其气囊很少引起重视,而在变压器运行中的 确出现了许多与气囊有密切关系的案例: 呼吸不畅造成内压增高导致密封面渗漏。变压器渗油现象普遍存在,大多数原因是密 封垫圈老化,连接处压紧力度不合适,焊缝焊接质量不好。然而,渗漏和气囊的健康运行也 有着密切的关系。 在一个运行八年的电站, 两台 8000KVA 的双圈主变呼吸器下端的呼吸孔处 有渗油现象, 生产技术科室组织维护人员打开油枕顶端封盖后发现气囊有老化现象, 当时没 全面综合性地考虑问题,认为气囊没多大作用,可有可无,遂将气囊拆除,至此,变压器油 通过呼吸管道、呼吸器直接和大气连通。此后,拆除气囊的两台变压器多处密封面和焊缝处 渐渐出现渗油现象,而该站另一台保留气囊的 16000KVA 的三圈主变渗油现象则不明显。为 此,技术人员全面性分析、比较,才从气囊角度分析原因,认定主要是因气囊拆除后平衡油 箱内压力的能力减弱,导致箱内压力增高,最后造成多处渗油严重。

气囊呼吸道堵塞造成气体继电器动作。在变压器的运行中也出现过这样的案例:某台 110kV、63000KVA 主变压器,投运半年后,轻、重瓦斯保护动作,且压力释放阀喷油,但变

压器油耐压试验、色谱分析均正常,后经反复检查,轻、重瓦斯保护动作的原因是变压器气 囊呼吸堵塞;又如某台 220kV、120000KVA 主变压器,在气温为 33~35℃下运行,上层油温 为 75~80℃,在系统无任何冲击的情况下,重瓦斯保护突然动作跳闸,经试验和检查,证 明也是呼吸器堵塞造成。 变压器在运行中变压器油受热会分解出一些气体, 如果没加强巡视 检查及时在气体继电器或积气室的放气孔处排气, 那么气体慢慢积累起来就会加大器身内的 压力, 但此时气体的积累量又还不足以动作于气体继电器, 器身内的压力也还不足以使堵塞 的气囊呼吸道打通,此时,如果变压器负载较重,油温升高,油面也上升,箱内压力继续加 大,呼吸器堵塞处在此压力作用下突然导通造成油流冲击,最后导致重瓦斯保护动作。安全 气囊及其呼吸通道的畅通是很重要的。 在变压器的运行中我们也应该注意软气囊的密封性,包括和它连接的管路、呼吸器 的严密性。气囊与呼吸道管路的连接处是容易出现皱褶损坏的部位,在检查、检修时应重点 观察。如果呼吸系统密封不好,气囊平衡油箱内外压力的能力明显减弱,油枕会进入空气。 油枕空气积聚到一定程度时,运行的变压器油温升高,油面上升,由于油枕内空气被压缩形 成压力气,油面上升到一定位置后将不再上升,而连通管式油位计的油位会继续上升,这样 将会造成假油位。从很多站、所运行经验看,气囊密封及冷却系统密封不严往往也会导致 CO、CO2 含量较高,这为我们分析问题提供了参考方向。 气囊的检修更换。由于气囊在变压器的运行中有着不可忽视的作用,而且目前我国使 用的材料和制造工艺还不是很完善, 我们应当时常关注气囊的运行状态, 与变压器的检修周 期进行同步检查,发现有老化和损坏现象应及时更换,不可姑且用之或弃之不要,这样,我 们的变压器方可长期安全、可靠地运行。

二〇一五年三月十九日定稿 正呼吸器是电力变压器(以下简称变压器)油枕的重要部件,安装在油枕与空气连通的管道末 端。 当变压器油温升高时,油箱内的油会相应膨胀,使油枕内的油位也相应升高,此时油枕内部 分气体经呼吸器排出;当变压器油温下降时,油箱内的油会相应收缩,油枕内的油位也会相应 下降,此时油枕内部吸入部分气体。变压器通过呼吸器排出或吸入空气,形成正常的呼吸作用


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