压力释放阀喷油原因分析及防范措施

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摘 要：通过110kV红树站#1主变压器压力释放阀动作的处理过程，引申分析压力释放阀动作的几类原因：一是变压器内部故障；二是呼吸系统堵塞；三是变压器油位过高；四是油枕胶囊损坏；五是变压器补油时操作不当。延伸介绍了油枕胶囊的结构、压力释放阀动作与复归过程、补油的注意事项等。最后针对此次压力释放阀动作提出具体的处理思路与防范措施。

关键词：变压器；压力释放阀；喷油；防范措施

1 事故事件案例

2013年08月12日16 时 19 分，深圳中调通知110kV红树站#1主变压力释放动作，两侧开关并未跳闸，主变仍在运行中。当值值班长立即安排事故应急小组前往110kV红树变电站查明情况并处理。（1）12日16：40，运行人员到站检查，检查情况为后台显示压力释放动作信号，现场地面有大量油渍，确有喷油现象，瓦斯继电器未动作，未能确认观察窗内是否有气体。（2）运行人员现场检查为仅压力释放阀动作，但无法确认是否有内部故障。（3）12日19：35，经调度同意，运行人员将#1主变由运行状态转为检修状态，10kV 1M负荷转由#2主变代供。（4）12日20：40，继保班组确认二次保护装置正确动作；检修班组进行主变本体及压力释放阀检查，复归动作信号；油化班进行取样试验。（5）经专业班组检查主变本体及附件均正常，但油枕油位偏高，需进行放油处理。检修班组将油位降到油枕油位表二分之一处。（6）13日00：10，油化班对本体油样检测合格，一次具备可投运条件。（7）13日01：15，#1主变由检修状态转为运行状态，10kV母线恢复正常运行方式。

2 压力释放阀动作的几类原因

2.1 压力释放阀结构及动作过程。在图1中，当变压器油对密封垫圈4限定的膜盘3的面积上的压力大于弹簧7的压力时，膜盘3开始向上移动，变压器油的压力就作用在密封垫圈5上，由于作用面积增加，膜盘3上的压力快速增加，膜盘3移动到弹簧7限定的位置，变压器油排出。变压器内的压力迅速降低到正常值。膜盘3受弹簧的作用，回复到原来位置，释放阀重新密封。

2.2 红树站#1主变压器压力释放阀动作原因分析。经现场检查分析发现，主变压器确有喷油，排除了压力释放阀误发信的可能性。主变本体及其它附件外观正常，瓦斯继电器观察窗内无气体，油化试验正常，压力释放复归后无其它异常信号，同时二次设备显示压力释放动作，再无其它保护元件动作，无故障电流，说明主变内部与外部均正常。结合现场观察到的油枕油位高，主变油温高，说明本次压力释放阀动作的原因是油枕油位过高，导致胶囊无法正常平衡油箱压力，最终使得油箱压力大于压力释放阀的开启压力。

2.3 变压器内部故障引起的压力释放阀动作。当变压器发生内部故障，如短路、内部接头过热、硅钢片间绝缘损坏导致涡流过大发热等时，变压器内部由于产生大量气体或变压器油受热膨胀，导致变压器内部压力急剧增大。由于连通油枕的管道直径小，不足以让如此大的压力及时释放，当内部压力达到压力释放阀的开启压力55kPa时，压力释放阀在2ms内迅速动作，释放油箱内过大的压力，使油箱不至于变形，从而避免事故进一步扩大造成更大损失。当油箱内压力降低到压力释放阀关闭压力29.5kPa以下后，压力释放阀关闭，避免外部空气、水分进入油箱。

2.4 呼吸系统堵塞引起的压力释放阀动作。瓦斯继电器不动作原因：由呼吸系统堵塞引起的压力释放阀动作时，瓦斯继电器不动作的原因是主变内部压力生成有一定过程，这时既没有可燃气体产生，也没有一定流速的油流产生。

2.5 变压器油位过高引起的压力释放阀动作。变压器正常运行时，随着温度升高，油体积增大，挤压胶囊通过呼吸器向外排气，平衡内部压力。当变压器油位过高时，随着温度升高，油体积增大，胶囊内空气排净，此时，胶囊不再能够通过呼吸器排气，变压器内部压力不断累积，直到达到压力释放阀开启压力，压力释放阀动作开始喷油。

2.6 油枕胶囊损坏引起的压力释放阀动作。油枕胶囊是变压器正常运行时，连通外界，平衡内部压力的唯一通道。当其损坏，如破损、未正常张开时，胶囊不能通过正常膨胀收缩来调节储油柜油面上的空间，不能起到平衡内部压力的作用。随着温度升高，油体积增大，变压器内部压力不断累积，直到达到压力释放阀开启压力，压力释放阀动作开始喷油。

2.7 变压器补油时操作不当引起的压力释放阀动作。变压器进行补油操作时，从本体油箱加油阀补油，采用胶囊充气法排出油枕内的空气，使得变压器油不接触空气，也使得变压器油的体积变化仅由胶囊膨胀缩小补偿，从而令油枕油位显示更准确。胶囊充气法的操作顺序为：打开图2序号1油枕上部放气塞或放气阀，从图2序号7呼吸器法兰处向胶囊充气，由于空气位于油枕上部，待上部放气孔或放气阀出油时，说明胶囊外的空气已经排尽，关闭放气孔或放气阀，从油枕加放油管调整油位。

如果在操作过程中，变压器胶囊和油枕没有配合好，胶囊充气后将与油枕壁紧紧贴在一起，堵住放气孔，胶囊下部的空气无法向外排出。由于放气阀见不到有油流出，操作人员会认为油枕内空气尚未排尽。当不断充气后，胶囊向下压迫油枕油面，造成变压器油向本体流动，使内部压力增大，当内部压力上升到动作值时，压力释放阀动作。

3 压力释放阀动作的处理思路

根据以上压力释放阀动作的原因，当变压器压力释放阀动作后，可以采取如下的处理思路：（1）检查变压器是否有放电声或异常声音。（2）检查瓦斯继电器是否有动作信号。若有放电声、瓦斯继电器有动作，则可初步判断为主变存在内部故障，需将变低负荷转移，将主变停电以作进一步检查处理。如无有放电声、瓦斯继电器无动作，还需进行下面的检查。（3）检查变压器的油位、油温、线温是否正常，其余部位有无漏油情况。（4）检查呼吸器是否正常呼吸。（5）如有冷却器的变压器检查冷却器是否正常工作。

检查完毕后，得出压力释放阀动作原因的初步分析，联系专业班组确认是否应立即进行停电处理。然而压力释放阀动作后只能在释放阀的本体上操作复归信号弹片进行信号复归，往往需要尽快停电进行处理。

4 防范措施

为减少变压器喷油事故的发生，可以采取以下措施：（1）提高工作人员的技术水平，提高个人业务素质，掌握更科学的检修方法，严格遵守检修规程。（2）加强巡视，注意观察油位、油温随负载和环境温度的变化情况，在巡视时应经常检查胶囊呼吸是否顺畅，呼吸器是否堵塞，油枕的油位是否正常。发现异常应及时汇报并做相应的处理。在变压器停电或检修试验时，检查变压器的呼吸器及各管道是否正常，散热器蝶阀是否在开通位置。（3）加强对呼吸系统的维护，确保变压器呼吸系统通畅。（4）加强对变压器冷却系统的维护，确保冷却器运转良好。（5）改进油枕胶囊挂点及注油工艺，防止造成胶囊卷缩不展开，导致油位显示不正确及胶囊无法正常平衡油箱压力。

5 结束语

综上所述，造成压力释放阀动作的主要原因为：（1）变压器内部故障；（2）呼吸系统堵塞；（3）变压器油位过高；（4）油枕胶囊损坏；（5）变压器补油时操作不当。由于由非变压器内部故障原因引起的压力释放阀动作后变压器往往仍能继续正常运行，《电力变压器运行规程》DL/T 572-2010建议及我局规定，变压器的压力释放阀只发信号，不投跳闸出口压板。