油枕(又称储油柜)是油浸式变压器最重要的部件之一,可分为胶囊式油枕和波纹管油枕两种。新变压器和大修后变压器一般都需要进行抽真空注油。下面以我公司常用的胶囊式油枕变压器为例简介变压器油路系统的结构及工作原理,并详细论述变压器真空排气注油的方法,供同行参考。
1、变压器油箱
800彩票变压器油箱用钢板制作而成,分为箱盖式和钟罩式两种。油箱是变压器的外壳,内部装铁心和绕组,并充满变压器油。变压器油起绝缘和散热的作用,既可加强绕组绝缘,防止绕组绝缘受潮,又可利用油温上下的对流作用散热。在油箱外还装有散热片,通过散热片把变压器油吸收的铁心和绕组产生的热量散到变压器外。变压器油是一种绝缘性能良好的矿物油,按其凝固点不同可分为10号、25号、45号三种规格, 凝固点分别为-10℃、-25℃、-45℃。应根据变压器装设点的气候条件选用合适的变压器油,如我公司所在地选用25号油即可,如在东北或西北等较寒冷地区则选用 45 号油。
2、油枕
油枕是一个装在油箱上的圆筒形容器,用油管与油箱相连,中间连接有瓦斯继电器、蝶阀等设备。油枕有两个作用: 一是减少油面与空气的接触面积,防止变压器油受潮和变质,以减缓油的劣化速度; 二是当变压器油的体积随着油的温度膨胀或缩小时,油枕起到储油或 补油的作用,以保证油箱内一直都充满油。
油枕内安装有一个紧密的、能承受较高压力的胶囊,通过胶囊将绝缘油和外界空气隔开。胶囊的气室通过呼吸管经吸湿器与大气相通,正常运行时,胶囊受大气压力作用紧紧地浮在油面上。当变压器油温升高膨胀时,油枕内的油面上升,压挤胶囊向外排气;当油温降低油面下降时,胶囊从外面吸气胀大,自动平衡胶囊内外两侧压力,从而保证油枕起到储油或补油的作用,有效防止油的绝缘老化。
胶囊式油枕的结构及油管路连接示意图如图1所示。具体结构及油管路连接方式如下: 呼吸管首端的一端连接油枕内的胶囊,首端的另一端经球阀连接油枕内部的最上端 (此处管路成三通结构),末端安装吸湿器;排气管的首端连接油枕内部的最上端,末端安装一球阀;进出油管的首端连接油枕内部的最下端,末端安装一球阀;连接变压器本体油箱的油管从油枕的下部引出,油管上安装本体瓦斯继电 器,在瓦斯继电器的两侧各安装一蝶阀。
除了本体油枕外,安装了有载调压装置的 大容量变压器还会配置1个小的油枕,即分接开关油枕。在每个油枕的一侧均安装油位计,油位计上标有11个油刻度和-30℃、+20℃、+40℃等3个温度标记,通过观察油位的实际刻度可监视油位变化。油位计上的连接齿轮的圆杆通过销子和油枕内部的圆形铝金属连杆连接,再和浮球相连接,油位指示值应与变压器本体上的温度-油位曲线相对应。油枕磁力指针式油位计如图2所示,对应的温度-油位关系曲线如图3所示。
3、真空排气注油法
下面结合我公司新旧动能转换项目新建480m2烧结变电站SFZ11-50000/35 型有载调压电力变压器注油为例,详细介绍真空排气注油方法。
3.1 变压器本体注油
新变压器从厂家运来时,有的是带油运输的,一般变压器本体油箱注油至离顶盖150mm处,其目的是确保变压器油浸没绕组和铁心;其余部分充氮气(N2),其目的是吸潮,保证氧气、水分等不侵入油箱内。有些大型电力变压器为了方便运输,会将变压器本体和油分开运输,常采用变压器内部充满氮气运输,气体压力保持在0.02MPa~0.03MPa。
新变压器各附件及油枕安装完成后,按规程要求,在进行本体注油前,应先将变压器油箱内的空气抽出,其目的一是检查变压器的密封状况是否良好,二是将油箱内的气体和水分抽到油箱外,以降低变压器内部的含气量且保持绝缘的干燥,确保变压器的绝缘性能。然后,在真空状态下用真空滤油机对变压器进行注油。这种工艺称为真空注油。
打开各散热片上下连管处的蝶阀,打开本体瓦斯继电器两侧的蝶阀,拆除本体油枕的排 气管的法兰盲板。用塑料透明管及其配置的法 兰连接本体油枕的排气管,塑料透明管的另一 侧连接真空泵。打开本体油枕上面的连接呼吸 管 “三通” 处的球阀 ( 抽真空时,打开该阀,油枕胶囊内空气和油枕内空气相通,防止抽真空时受力损坏胶囊。在停止抽真空及在变压器 正常运行时,此阀门处于关闭状态,以确保胶 囊正常呼吸),此时油枕的进出油管仍用法兰盲板堵住,油枕的吸湿器管仍用法兰盲板堵住。连接外部大储油罐与真空滤油机的进油 口,连接变压器的油箱下部的注油口与真空滤 油机的出油口。
起动真空泵,从排气管抽真空,将空气抽出来。真空泵均匀升压,当抽气压力值至133Pa时,打开变压器油箱下部的注油口球阀,起动油泵,开始通过真空滤油机向本体油箱注油。同时,继续真空泵的抽气工作,当变压器油通过本体瓦斯继电器开始向油枕注油( 此时刻度对应的油位高于变压器高压套管和中性 点套管的放油口的高度) 且油位升高至刻度“15”时,先关闭排气管的球阀,再停止真空泵,之后关闭油箱下部的注油口球阀,再停止真空滤油机加油,拆掉连接排气管的塑料透明管及其连接法兰,关闭呼吸管“三通”处的球阀。打开排气管的球阀,拆除呼吸管的封 口堵板,解除真空。再逐一打开各散热片的放气口,打开高低压套管、压力释放阀等处的出油口,进行放气,发现出油时立即关紧。本体油枕的油位会有所降低。
再次打开变压器油箱下部的注油口球阀,重新起动加油泵,再次注油,排气管向外排气。密切关注变压器本体的油位 (参照温度-油位关系曲线),当注油至油位值升至“4.5”( 该油位应比实际的温度-油位关系曲线对应的油位略高一些,充氮灭火装置和有载分接开关及其油枕需用一部分油)时,停止注油。
3.2 有载分接开关油枕注油
将本体油枕的进出油管和有载分接开关油枕的进出油管相连(用专用的塑料透明油管,两端均配置法兰盘),将本体瓦斯继电器去本体油枕的蝶阀关闭,通过本体油枕的呼吸管,向里吹氮气,本体油枕内的油流向有载分接开关油枕。当有载分接开关的油枕油位至刻度“4”时,停止加氮气,并立即关闭有载分接开关油枕的进出油管,再打开本体瓦斯继电器去本体油枕的蝶阀,打开有载瓦斯继电器的蝶阀,对有载瓦斯继电器排气。分别打开分接开关顶盖上部的放气口及去分接开关出油管的放气口进行排气(此处为最高点) 。
3.3 胶囊吹氮气和油枕排气
注油全部结束后,用布封堵油枕呼吸管管口,对管内吹氮气,本体油枕内的胶囊开始充气,撑开,压缩油枕上侧的空气。油枕排气管出油后,立即关闭本体油枕排气管的球阀,再停吹氮气。停止吹氮气后,胶囊内的部分氮气可从呼吸管中泄出,恢复其自然状态。
3.4 安装吸湿器
注油全部结束,分别恢复油枕排气管、进出油管的球阀的盲板安装,最后进行吸湿器的安装。在油枕和大气的呼吸通道中安装吸湿器。吸湿器内部装有吸湿剂,如硅胶。吸湿器的器壁上嵌有玻璃,可从外部观察硅胶的颜色,来判断是否需要更换硅胶 ( 硅胶在干燥时呈蓝色,饱和吸湿后则呈红色) 。在吸湿剂与大气相通的通道中还安装有油封杯,位于吸湿器的下部。现场实物照片如图4所示。
800彩票吸湿器的作用是提供变压器在油温变化时胶囊内部气体排出和外部空气进入的通道,解除正常运行中因温度变化产生对油箱的压力。硅胶的作用是对在变压器温度下降时吸入的气体去潮。油封杯的作用是延长硅胶的使用寿命,把硅胶和大气隔离开,只有进入变压器油枕胶囊内的空气才能通过硅胶。
油封杯安装时,先在油封杯中加入变压器油至油杯高低刻度的中间位置,再安装在吸湿器上。油位高度应高于吸湿器下部的排气端口,这样当吸湿剂呼、吸气时,气体都会先 经过油封中油的过滤、吸潮。如果油位过高,呼、吸气时,可能使油进入上部的硅胶内,使其硅胶失效,降低吸潮效果。
3.5 注油完成后排气
变压器注油完成后,变压器内部元件可存有一些气体。变压器内部的存气分两大部分: 一部分是变压器本体器身内部绝缘件及线圈内 存有气体,另一部分是变压器附件,包括散热器、油枕、高低压套管、分接开关顶盖上部的放气口、分接开关出油管的放气口等处存有气 体。排气是变压器送电前很重要的步骤,除在对变压器注油和补油过程中必须进行排气外,在静放阶段、空载投运前也要进行排气,以确保变压器本体、各附件及油枕内部排净气。空载送电运行24h后,还需停电,再次对各散热器、高低压套管、瓦斯继电器等存气部位进行排气。
4、结语
(1) 变压器器身注油抽真空前的检查很有必要。检查变压器上所有螺栓连接部位是否紧固,连接是否正确,需要开启的阀门是否已开启,还要检查器身上有无遗漏附件和工器具等物品。拆除油箱顶盖上部的两处定位板,方可开始变压器的抽真空注油作业。
(2) 变压器器身抽真空注油工作应由变压器厂家或专业人员实施。不是所有的变压器油枕都可以进行抽真空作业,有的变压器内的储油胶囊耐受压力能力低,抽真空作业可能会将油枕胶囊抽变形,造成不必要的损失。因此,带油枕抽真空注油最好在厂家现场指导下进行。
800彩票( 3) 新变压器或经过检修、改造的变压器在投运72h内,应对变压器油位实时检查巡视,查看油位指针与温度曲线是否相符,油位是否随着油温变化而实时变化。若发现问题,则应立即处理。
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