一起变压器压力释放阀动作故障的处理

0 引言

       压力释放阀是油浸式变压器本体保护的重要元器件。当油浸式变压器在运行中出现铁芯过热、绕组过热、引线过热、分接开关触头过热、匝间短路、相间短路等电气故障时，一部分变压器油汽化分解，使得变压器油箱中压力迅速增加，这时压力释放阀在2ｍｓ内迅速动作，释放压力，保护油箱不致变形或爆裂。但在实际运行中，压力释放阀自身质量问题、变压器本体经瓦斯继电器至油枕的蝶阀未开启、变压器呼吸不顺畅、变压器注油过量都会引起压力释放阀动作。

1 压力释放阀保护动作

       发生新疆天业汇合新材料有限公司100万吨／年合成气制乙二醇一期工程60万吨／年乙二醇项目安装有型号为ＳＺ11－31500／35的油浸式变压器4台。其中，314配电室＃2主变压力释放阀于2020年6月27日16时左右动作，变压器跳停。

2 历史故障处理

       本次故障发生后，调取并分析了314配电室＃2主变从安装调试到本次故障期间内曾发生的故障现象、运行记录。

       2019年6月20日314配电室＃2主变初装注油过程如下。（1）环境温度约为30℃，按变压器铭牌提供的“温度与储油柜油位关系曲线”将油位补到油位表刻度5.2处一共补入8桶＃45变压器油，对比其他3台容量相同、结构大小完全一致的变压器，在环境温度差别不大的情况下平均仅补入了约6.5桶＃45变压器油。对于多补的1.5桶变压器油，厂方的解释是可能该台变压器本体油量缺得多，补入的油回流到了变压器本体。（2）对于注油过程中油位计指针突然晃动，最终油位计指针在油位表刻度约6.0处的现象，厂方的解释是此时胶囊全部展开的油位才是真实油位，而且没超出“温度与储油柜油位关系曲线”的斜线范围，如图1所示。

       行、巡检记录：随着环境及变压器运行温度的大幅变化（期间变压器运行温度最高为52℃，最低为0℃），油位计指针一直在刻度6.0处，是严重脱离“温度与储油柜油位关系曲线”的假油位。

       2020年5月19日15时35分左右，变压器运行温度为52℃，巡检人员发现压力释放阀根部漏油严重。变压器停运检查后，发现压力释放阀根部出现裂纹。处理假油位故障时发现油位计浮球连杆初装时存在严重的安装错误。浮球连杆本应置于胶囊底部，但实际置于胶囊侧上方。安装完毕后给变压器注油的过程中，油位计浮球连杆被挤弯曲，如图2所示。

       由于连杆变形后浮球始终位于胶囊侧上方，油枕内油面升降和胶囊呼吸对浮球位置几乎没有影响，因此造成油位计指示假油位。对于压力释放阀根部出现的裂纹，厂家的解释是压力释放阀的质量问题。油位计及压力释放阀维修更换完成后给变压器注油，把从油枕放出来的8桶油经滤油机过滤后全部回注油枕，工作完成后油位指示刻度指示5.3处，满足“温度与储油柜油位关系曲线”要求。由于油位指示正常，因此忽略了对比其他变压器仍是多补了约1.5桶变压器油的不正常现象。变压器重新投入使用，直至本次压力释放阀动作发生。

3 本次故障分析与处理

       压力释放阀动作后，通过以下故障特征排除了变压器内部电气故障的可能：压力释放阀动作时，故障录波显示电流、电压、负荷曲线等电气量正常，无突变；主变差动保护、主变高低压后备保护无告警、动作信号；瓦斯继电器内无积气，无轻瓦斯、重瓦斯告警或跳闸信号；对变压器上层、下层油样进行色谱分析和绝缘耐压试验，结果为合格。

       2020年5月19日压力释放阀根部出现裂纹，严重漏油时变压器运行温度为52℃；2020年6月27日压力释放阀动作，根部出现裂纹时变压器运行温度为55℃。由此可判定随着变压器的运行温度升高，变压器油的膨胀造成了变压器内部压力增大，导致压力释放阀动作，产生裂纹。

       进一步排除了以下几种可能：新更换的压力释放阀安装前经有资质的第三方检测，压力释放阀质量问题基本可排除；检查变压器本体经瓦斯继电器至油枕的蝶阀均开启正常；通过油枕上方的排气孔用探棒按压胶囊，呼吸器有气泡冒出，管道没有堵塞。在巡检记录中发现一个假油位现象：变压器运行温度31℃时油位指示5.3，变压器运行温度35℃时油位指示5.5，变压器运行温度39℃时油位指示5.9，此后变压器温度逐步上升到压力释放阀动作时的55℃，油位指示却一直在5.9，未随变压器温度升高而变大。变压器运行温度与油位计关系见表1。

       假油位再次伴随压力释放阀根部出现裂纹，压力释放阀动作，因此一种假设相应地被提出：新更换的浮球型号连杆长度不合适，变压器实际多注油1.5桶，这两个问题使得刚注油结束时注油量满足当时的“温度与储油柜油位关系曲线”。放空油枕中变压器油，检查后确定浮球选型错误，其连杆过长，如图3所示。

       如果浮球连杆选择正确，那么环境温度31℃时根据“温度与储油柜油位关系曲线”注油6.5桶左右，油面应在白色浮球的高度。但浮球连杆选择过长，导致多注油1.5桶，实际油面高度离油枕最高点只有不到10ｃｍ。随着变压器运行后温度升高，膨胀的油挤掉了胶囊内绝大部分空气，油面上升到了极限，油位指示从刻度5.3上升到5.9就不再随变压器运行温度上升而升高。变压器油充满储油柜后，变压器油再无膨胀空间，一方面使得胶囊紧贴储油柜呼吸道孔，造成变压器处于非正常呼吸状态；另一方面随着变压器运行温度不断升高，变压器内部压力不断增大，最终导致压力释放阀动作，根部出现裂纹。

       油位计浮球连杆根据油枕规格型号截取合适长度后重新安装。回注油时，只注入了6.5桶，就满足了“温度与储油柜油位关系曲线”。变压器维护完成后于2020年7月6日18时10分正常投运，至今运行良好。

4 结语

       综上所述，压力释放阀动作是由于油位计浮球安装及选型错误造成假油位，使得变压器注油过量，受热膨胀的变压器油致使变压器内部压力增大而引起的。故障的处理过程为以后处理类似故障积累了宝贵经验：设备的安装、检维修要严格按要求进行，关键元器件的安装要双人复核；在安装、调试过程中出现异常现象时，应全面仔细分析，找出原因，对现象的解释要有理由据；元器件的选型必须准确无误；完善的日常巡检记录是处理故障的重要依据，应定期进行比较分析。