一起220kV变压器压力释放阀异常动作的缺陷处理及原因分析
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220kV 变 电 站 1 号 主 变 型 号 为 SFSZ10 -K 180000/220， 绕 组 联 结 组 ：YNyn0d11， 额 定 容 量 ：
+10
180MVA/180MVA/60MVA，额定电压：(220-6 ×1.5％)/
第8期
唐 捷、李长庚、胡秀珍：一起 220kV 变压器压力释放阀异常动作的缺陷处理及原因分析
预试 2008-6-12
26
64
17.3 1.94 0.22 0.26
0
113.89 379.23 2.42
2008-6-23
25
喷油后
2008-6-25
27
65
20.1 2.01 0
0
0
146.17 542.85 2.01
60
25.94 2.67 0
0.36
0
164.75 812.8
3.03
μL/L
同变电部有关人员赶赴变电站进行缺陷处理， 并联
根据主变实际油位与对照 “主变油平均温度－
表 1 1 号主变喷油前后的色谱试验数据 Table 1 Chromatographic data before and after oil spray of mian transformer
试验性质 试验日期 测试温度/℃ 测试湿度/% 氢 甲烷 乙烷 乙烯 乙炔 一氧化碳 二氧化碳 总烃
关键词：变压器；压力释放阀；动作
中图分类号：TM403.5
文献标识码：B
文章编号：1001－8425（2009）08－0056－04
Fault Treatment and Analysis of Abnormal Action of Pressure Relief Device in 220kV Transformer
第 46 卷 第 8 期 2009 年 8 月
TRANSFORMER
Vol．46 No．8 August 2009
一起 220kV 变压器压力释放阀异常动作的 缺陷处理及Leabharlann Baidu因分析
唐 捷，李长庚，胡秀珍
（广东电网公司韶关供电局，广东 韶关 512026）
摘要：介绍了某 220kV 变电站发生的一起主变压力释放阀异常动作缺陷及其处理过程，提出了预防措施。
在将 1 号主变由运行转检修后， 可连接一条透
明管到主变本体取油样阀口处， 此时储油柜胶囊内
部与透明管外部均为一个大气压， 因此可利用等压
原理测量出主变实际油位：油温在 40℃时主变油位
图 4 1 号主变油平均温度-油位关系曲线
大约为 8 格，而本体油位表指示为 5，由此可判断主
Fig.4 Curve of oil level and mean temperature in No.1 main transformer
1 引言
电力变压器是电力系统中重要的电气设备之 一，其内部一旦发生电气放电故障，会产生电弧，电 弧的高温能够分解变压器绝缘油而产生大量气体。 这些气体将使油箱内部压力急剧增大， 由于变压器 绝缘油具有不可压缩性， 因此如果在几毫秒之内不 能及时释放这个巨大的内部压力， 将可能使油箱破 裂而酿成火灾事故。 变压器压力释放阀就是为了解 决这个问题而设计产生的， 其内部结构剖面图如图 1 所示。 压力释放阀装设在变压器油箱顶盖上部， 220kV 主变配置两个压 力 释 放 阀 ，110kV 主 变 则 配 置一个压力释放阀。当油箱内部压力达到危险值时， 压 力 释 放 阀 一 般 可 在 2ms 之 内 动 作 以 释 放 油 箱 内
压力释放阀更换完毕后， 打开主变本体油箱与 储油柜之间油管上的蝶阀和主变升高座上的放气 塞， 注意控制储油柜内绝缘油流入主变本体油箱的 速度，待升高座上放气塞有油排出即可将其关闭。拆 下主变本体呼吸器的吸湿剂及油杯， 将真空泵连接 至呼吸器管道底部， 开启真空滤油机进行抽真空注 油， 注入的油量大致比放出的油量减去主变多余的 油量偏多，注油后对油位进行调整。通过查看图 4 中 “主变油平均温度－油位关系曲线”， 可查得抽真空 注油时主变油温对应的油位关系， 利用透明管测量 主变实际油位为：30℃时主变本体油位 4，同时调整 油位表与之保持基本一致。需要强调的是，抽真空注 油的过程中应打开储油柜顶部类似于三通阀门的闸 阀， 该闸阀将储油柜与胶囊之间的空间与胶囊内部 及主变外部空间连通， 以确保抽真空注油过程中胶 囊内、外部气压一致，保证胶囊不损坏。 3.4 检查胶囊及排气
57
系主变厂家技术人员携带压力释放阀备品到站。
压力释放阀动作时，1 号主变高压侧有功负载约
为 127MW。 由图 3 可知，1 号主变油温 78℃，本
体油位表指示为 8.8。 对比图 4 中的主变油平均
温度－油位关系曲线可知，正常情况下主变油温
78℃时 对 应 的 油 位 约 为 7.6，1 号 主 变 本 体 油 位
2 设备缺陷情况
夏至以来，韶关各地气温急剧升高，炎热的天气 给电网安全运行带来了极大压力，某 220kV 变电站 1 号主变重载运行，油温、油位均较高。 2008 年 6 月 23 日 15 点 57 分，运行人员报告 220kV 变电站 1 号 主变压力释放动作报警发信， 靠主变储油柜侧压力 释放阀动作喷油，喷 油 量 约 10kg，喷 油 后 的 现 场 情 况如图 2 所示，1 号主变油位、 油温情况如图 3 所 示 ，1 号 主 变 油 平 均 温 度 －油 位 关 系 曲 线 如 图 4 所 示。
结论 正常 正常 正常
58
图 5 换下的旧压力释放阀 Fig.5 Replaced pressure relief device
油位关系曲线”查到的对应油位的差值，可粗略估计 需要放出的主变绝缘油数量。实际操作中，先关闭主 变本体油箱与储油柜之间油管上的蝶阀， 将储油柜 内的绝缘油封闭在储油柜内部， 然后打开本体油箱 底部的放油阀门， 将多余的主变绝缘油排入事先经 过清洁、干燥处理的容器内，直到本体油箱上层油面 低于升高座底部。在更换压力释放阀时，应注意控制 作业时间， 以免主变绝缘油长时间暴露于空气中而 造成其绝缘强度下降。 3.3 真空注油及油位调整
615kW，空载电流 0.15％；压力释放阀由美国某公司
（2）由于油位表、浮标及其联动部件出现机械误
生产。
差造成“假油位”现象。
3 缺陷处理及消缺步骤
此 外 ，对 比 图 4 中 曲 线 可 知 ，主 变 油 温 40℃时 对应的油位应为 5，主变本体油位明显过高。
在收到缺陷报告后， 我局生产技术部门迅速会 3.2 放油处理及更换压力释放阀
除主变本体发生电气故障及本体呼吸器管道发 生堵塞的可能。
现场对主变进行放油处理并更换了动作喷
油的压力释放阀及密封圈， 之后对主变进行真空注
油并调整主变油位表 ， 消 缺 工 作 于 24 日 22:00 完
成。换下的旧压力释放阀如图 5 所示。消缺过程中的
几个主要步骤如下。
3.1 主变本体实际油位测量及“假油位”现象
匀的“嗡嗡”声，无异常声响。 通过观察主变运行
时的本体呼吸器油杯有冒泡现象，散热器蝶阀均
在打开位置， 主变本体气体继电器也未动作，因
此根据现场缺陷情况可初步判断压力释放阀异
常动作是由于主变重载运行、本体油位过高或压
力释放阀故障、动作压力值偏低引起的，并可排
图 3 1 号主变油位、油温情况 Fig.3 Oil level and temperature of No.1 main transformer
为了校验拆下的旧压力释放阀的动作压力值，
第 46 卷
我局检修人员设计制造了如图 6 所示的压力 释放阀校验装置。 该装置利用一条橡胶管向封 闭的金属容器中缓慢充入干燥气体以模拟主 变绝缘油对压力释放阀的压力，通过读取压力 释放阀动作时压力表的读数来初步校验压力 释放阀是否合格。 通过现场测试，旧压力释放 阀的动作压力值基本符合压力误差范围。
TANG Jie, LI Chang蛳geng, HU Xiu蛳zhen
（Shaoguan Power Supply Bureau, Shaoguan 512026, China）
Abstract：The fault and treatment of abnormal action of pressure relief device of main transformer in 220kV substation are introduced. The preventive measures are presented. Key words：Transformer； Pressure relief device； Action
油位调整完毕后需排出储油柜与胶囊之间的空 气。首先应关闭储油柜顶部的三通闸阀，使储油柜与 胶囊之间的空间与胶囊内部及主变外部空间隔离， 然后打开储油柜顶部的放气塞， 并对胶囊进行充氮 气处理。当放气塞中有油排出时即可将其关闭，这可 说明储油柜与胶囊之间的空气已排完， 且胶囊在真 空注油时并未受损。 3.5 旧压力释放阀校验
值得注意的是， 由于变压器重载运行引起的绝 缘油高温膨胀不同于主变内部电弧放电或绕组匝间 短路、铁心多点接地、漏磁增大等局部过热引发的绝 缘油分解现象， 即不会造成主变内部气体容量急剧 增多和油流速度迅速加快， 因此喷油时主变本体气 体继电器未发生轻瓦斯报警发信和重瓦斯动作跳 闸。 4.2 反事故措施
弹簧
报警开关 盖
密封环 法兰盘
密封垫 密封环 销钉
复位手柄
压力释放 阀隔膜片
图 1 压力释放阀结构剖面图 Fig.1 Sectional view of pressure relief device
部压力。然而，当压力释放阀本体故障导致其压力动 作值偏低或主变重载运行、 油位过高时均有可能引 起压力释放阀在主变内部未发生放电缺陷时异常动 作。 本文中笔者针对某 220kV 变电站发生的一起主 变压力释放阀异常动作缺陷， 介绍了缺陷情况及消 缺处理过程， 分析了缺陷原因及消缺过程中的几个 主要步骤，利用自制校验装置校验了旧压力释放阀， 并提出了防止发生类似缺陷的反事故措施。
图 6 压力释放阀校验装置 Fig.6 Verify unit for pressure relief device
4 缺陷原因分析与反事故措施
4.1 原因分析 由前述分析可知，220kV 变电站 1 号主变压力
释放阀异常动作是由于主变本体油位表出现 “假油 位”现象，主变在 35℃的高温环境下重载运行时，随 着油温升高绝缘油体积不断膨胀， 当储油柜内部充 满油后其内部已无法为继续膨胀的绝缘油提供膨胀 空间， 持续增大的油压超过压力释放阀额定动作压 力值时造成其动作喷油。当多余的绝缘油喷出后，压 力释放阀复位，停止喷油。
在夏天的高温炎热天气，电网、设备运行压力均
第 46 卷 第 8 期 2009 年 8 月
TRANSFORMER
Vol．46 No．8 August 2009
运行维护
一起因容量不匹配导致的串联铁心 电抗器烧坏事故分析
吴红波
（北京电力设备总厂，北京 102401）
1 事故情况
2008 年上半年， 某变电站反映其 10kV 系统运 行的我厂生产的型号为 CKSC-360/10-12 树脂浇注 串联铁心电抗器烧坏。 经现场勘察后发现铁心电抗 器绕组烧坏情况严重，绕组上部浇注树脂脱落；绕组 上部铜导线漆膜大部分消失而露出本色；B 柱、C 柱 绕组上端导线上翘严重变形， 导线同时接触到上夹 件；多个压垫块震落。 据介绍，并联电容器于事故当 日 7∶18 因无功缺而投运， 当日 11∶21 因两相间短路 而自动切除。
变油位表出现“假油位”现象，与实际相差约 3 格。形 成“假油位”的原因主要有：
121/11kV， 额定电流：472A/858A/3149A， 空载损耗
（1） 由 于 胶 囊 与 变 压 器 绝 缘 油 的 接 触 面 受 其 表
95kW，负载损耗 520kW，总损耗（不包括辅助损耗） 面应力的影响而未完全平铺开，引起“假油位”现象。
图 2 1 号主变压力释放阀动作后的现场情况 Fig.2 Picture after action of pressure relief device in
明显偏高。 当天迅速取油样进行色谱分析，结果 正常，压力释放阀动作前后的变压器色谱试验数
No.1 main transformer
据如表 1 所示。 变压器运行时的声音为正常、均
+10
180MVA/180MVA/60MVA，额定电压：(220-6 ×1.5％)/
第8期
唐 捷、李长庚、胡秀珍：一起 220kV 变压器压力释放阀异常动作的缺陷处理及原因分析
预试 2008-6-12
26
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17.3 1.94 0.22 0.26
0
113.89 379.23 2.42
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喷油后
2008-6-25
27
65
20.1 2.01 0
0
0
146.17 542.85 2.01
60
25.94 2.67 0
0.36
0
164.75 812.8
3.03
μL/L
同变电部有关人员赶赴变电站进行缺陷处理， 并联
根据主变实际油位与对照 “主变油平均温度－
表 1 1 号主变喷油前后的色谱试验数据 Table 1 Chromatographic data before and after oil spray of mian transformer
试验性质 试验日期 测试温度/℃ 测试湿度/% 氢 甲烷 乙烷 乙烯 乙炔 一氧化碳 二氧化碳 总烃
关键词：变压器；压力释放阀；动作
中图分类号：TM403.5
文献标识码：B
文章编号：1001－8425（2009）08－0056－04
Fault Treatment and Analysis of Abnormal Action of Pressure Relief Device in 220kV Transformer
第 46 卷 第 8 期 2009 年 8 月
TRANSFORMER
Vol．46 No．8 August 2009
一起 220kV 变压器压力释放阀异常动作的 缺陷处理及Leabharlann Baidu因分析
唐 捷，李长庚，胡秀珍
（广东电网公司韶关供电局，广东 韶关 512026）
摘要：介绍了某 220kV 变电站发生的一起主变压力释放阀异常动作缺陷及其处理过程，提出了预防措施。
在将 1 号主变由运行转检修后， 可连接一条透
明管到主变本体取油样阀口处， 此时储油柜胶囊内
部与透明管外部均为一个大气压， 因此可利用等压
原理测量出主变实际油位：油温在 40℃时主变油位
图 4 1 号主变油平均温度-油位关系曲线
大约为 8 格，而本体油位表指示为 5，由此可判断主
Fig.4 Curve of oil level and mean temperature in No.1 main transformer
1 引言
电力变压器是电力系统中重要的电气设备之 一，其内部一旦发生电气放电故障，会产生电弧，电 弧的高温能够分解变压器绝缘油而产生大量气体。 这些气体将使油箱内部压力急剧增大， 由于变压器 绝缘油具有不可压缩性， 因此如果在几毫秒之内不 能及时释放这个巨大的内部压力， 将可能使油箱破 裂而酿成火灾事故。 变压器压力释放阀就是为了解 决这个问题而设计产生的， 其内部结构剖面图如图 1 所示。 压力释放阀装设在变压器油箱顶盖上部， 220kV 主变配置两个压 力 释 放 阀 ，110kV 主 变 则 配 置一个压力释放阀。当油箱内部压力达到危险值时， 压 力 释 放 阀 一 般 可 在 2ms 之 内 动 作 以 释 放 油 箱 内
压力释放阀更换完毕后， 打开主变本体油箱与 储油柜之间油管上的蝶阀和主变升高座上的放气 塞， 注意控制储油柜内绝缘油流入主变本体油箱的 速度，待升高座上放气塞有油排出即可将其关闭。拆 下主变本体呼吸器的吸湿剂及油杯， 将真空泵连接 至呼吸器管道底部， 开启真空滤油机进行抽真空注 油， 注入的油量大致比放出的油量减去主变多余的 油量偏多，注油后对油位进行调整。通过查看图 4 中 “主变油平均温度－油位关系曲线”， 可查得抽真空 注油时主变油温对应的油位关系， 利用透明管测量 主变实际油位为：30℃时主变本体油位 4，同时调整 油位表与之保持基本一致。需要强调的是，抽真空注 油的过程中应打开储油柜顶部类似于三通阀门的闸 阀， 该闸阀将储油柜与胶囊之间的空间与胶囊内部 及主变外部空间连通， 以确保抽真空注油过程中胶 囊内、外部气压一致，保证胶囊不损坏。 3.4 检查胶囊及排气
57
系主变厂家技术人员携带压力释放阀备品到站。
压力释放阀动作时，1 号主变高压侧有功负载约
为 127MW。 由图 3 可知，1 号主变油温 78℃，本
体油位表指示为 8.8。 对比图 4 中的主变油平均
温度－油位关系曲线可知，正常情况下主变油温
78℃时 对 应 的 油 位 约 为 7.6，1 号 主 变 本 体 油 位
2 设备缺陷情况
夏至以来，韶关各地气温急剧升高，炎热的天气 给电网安全运行带来了极大压力，某 220kV 变电站 1 号主变重载运行，油温、油位均较高。 2008 年 6 月 23 日 15 点 57 分，运行人员报告 220kV 变电站 1 号 主变压力释放动作报警发信， 靠主变储油柜侧压力 释放阀动作喷油，喷 油 量 约 10kg，喷 油 后 的 现 场 情 况如图 2 所示，1 号主变油位、 油温情况如图 3 所 示 ，1 号 主 变 油 平 均 温 度 －油 位 关 系 曲 线 如 图 4 所 示。
结论 正常 正常 正常
58
图 5 换下的旧压力释放阀 Fig.5 Replaced pressure relief device
油位关系曲线”查到的对应油位的差值，可粗略估计 需要放出的主变绝缘油数量。实际操作中，先关闭主 变本体油箱与储油柜之间油管上的蝶阀， 将储油柜 内的绝缘油封闭在储油柜内部， 然后打开本体油箱 底部的放油阀门， 将多余的主变绝缘油排入事先经 过清洁、干燥处理的容器内，直到本体油箱上层油面 低于升高座底部。在更换压力释放阀时，应注意控制 作业时间， 以免主变绝缘油长时间暴露于空气中而 造成其绝缘强度下降。 3.3 真空注油及油位调整
615kW，空载电流 0.15％；压力释放阀由美国某公司
（2）由于油位表、浮标及其联动部件出现机械误
生产。
差造成“假油位”现象。
3 缺陷处理及消缺步骤
此 外 ，对 比 图 4 中 曲 线 可 知 ，主 变 油 温 40℃时 对应的油位应为 5，主变本体油位明显过高。
在收到缺陷报告后， 我局生产技术部门迅速会 3.2 放油处理及更换压力释放阀
除主变本体发生电气故障及本体呼吸器管道发 生堵塞的可能。
现场对主变进行放油处理并更换了动作喷
油的压力释放阀及密封圈， 之后对主变进行真空注
油并调整主变油位表 ， 消 缺 工 作 于 24 日 22:00 完
成。换下的旧压力释放阀如图 5 所示。消缺过程中的
几个主要步骤如下。
3.1 主变本体实际油位测量及“假油位”现象
匀的“嗡嗡”声，无异常声响。 通过观察主变运行
时的本体呼吸器油杯有冒泡现象，散热器蝶阀均
在打开位置， 主变本体气体继电器也未动作，因
此根据现场缺陷情况可初步判断压力释放阀异
常动作是由于主变重载运行、本体油位过高或压
力释放阀故障、动作压力值偏低引起的，并可排
图 3 1 号主变油位、油温情况 Fig.3 Oil level and temperature of No.1 main transformer
为了校验拆下的旧压力释放阀的动作压力值，
第 46 卷
我局检修人员设计制造了如图 6 所示的压力 释放阀校验装置。 该装置利用一条橡胶管向封 闭的金属容器中缓慢充入干燥气体以模拟主 变绝缘油对压力释放阀的压力，通过读取压力 释放阀动作时压力表的读数来初步校验压力 释放阀是否合格。 通过现场测试，旧压力释放 阀的动作压力值基本符合压力误差范围。
TANG Jie, LI Chang蛳geng, HU Xiu蛳zhen
（Shaoguan Power Supply Bureau, Shaoguan 512026, China）
Abstract：The fault and treatment of abnormal action of pressure relief device of main transformer in 220kV substation are introduced. The preventive measures are presented. Key words：Transformer； Pressure relief device； Action
油位调整完毕后需排出储油柜与胶囊之间的空 气。首先应关闭储油柜顶部的三通闸阀，使储油柜与 胶囊之间的空间与胶囊内部及主变外部空间隔离， 然后打开储油柜顶部的放气塞， 并对胶囊进行充氮 气处理。当放气塞中有油排出时即可将其关闭，这可 说明储油柜与胶囊之间的空气已排完， 且胶囊在真 空注油时并未受损。 3.5 旧压力释放阀校验
值得注意的是， 由于变压器重载运行引起的绝 缘油高温膨胀不同于主变内部电弧放电或绕组匝间 短路、铁心多点接地、漏磁增大等局部过热引发的绝 缘油分解现象， 即不会造成主变内部气体容量急剧 增多和油流速度迅速加快， 因此喷油时主变本体气 体继电器未发生轻瓦斯报警发信和重瓦斯动作跳 闸。 4.2 反事故措施
弹簧
报警开关 盖
密封环 法兰盘
密封垫 密封环 销钉
复位手柄
压力释放 阀隔膜片
图 1 压力释放阀结构剖面图 Fig.1 Sectional view of pressure relief device
部压力。然而，当压力释放阀本体故障导致其压力动 作值偏低或主变重载运行、 油位过高时均有可能引 起压力释放阀在主变内部未发生放电缺陷时异常动 作。 本文中笔者针对某 220kV 变电站发生的一起主 变压力释放阀异常动作缺陷， 介绍了缺陷情况及消 缺处理过程， 分析了缺陷原因及消缺过程中的几个 主要步骤，利用自制校验装置校验了旧压力释放阀， 并提出了防止发生类似缺陷的反事故措施。
图 6 压力释放阀校验装置 Fig.6 Verify unit for pressure relief device
4 缺陷原因分析与反事故措施
4.1 原因分析 由前述分析可知，220kV 变电站 1 号主变压力
释放阀异常动作是由于主变本体油位表出现 “假油 位”现象，主变在 35℃的高温环境下重载运行时，随 着油温升高绝缘油体积不断膨胀， 当储油柜内部充 满油后其内部已无法为继续膨胀的绝缘油提供膨胀 空间， 持续增大的油压超过压力释放阀额定动作压 力值时造成其动作喷油。当多余的绝缘油喷出后，压 力释放阀复位，停止喷油。
在夏天的高温炎热天气，电网、设备运行压力均
第 46 卷 第 8 期 2009 年 8 月
TRANSFORMER
Vol．46 No．8 August 2009
运行维护
一起因容量不匹配导致的串联铁心 电抗器烧坏事故分析
吴红波
（北京电力设备总厂，北京 102401）
1 事故情况
2008 年上半年， 某变电站反映其 10kV 系统运 行的我厂生产的型号为 CKSC-360/10-12 树脂浇注 串联铁心电抗器烧坏。 经现场勘察后发现铁心电抗 器绕组烧坏情况严重，绕组上部浇注树脂脱落；绕组 上部铜导线漆膜大部分消失而露出本色；B 柱、C 柱 绕组上端导线上翘严重变形， 导线同时接触到上夹 件；多个压垫块震落。 据介绍，并联电容器于事故当 日 7∶18 因无功缺而投运， 当日 11∶21 因两相间短路 而自动切除。
变油位表出现“假油位”现象，与实际相差约 3 格。形 成“假油位”的原因主要有：
121/11kV， 额定电流：472A/858A/3149A， 空载损耗
（1） 由 于 胶 囊 与 变 压 器 绝 缘 油 的 接 触 面 受 其 表
95kW，负载损耗 520kW，总损耗（不包括辅助损耗） 面应力的影响而未完全平铺开，引起“假油位”现象。
图 2 1 号主变压力释放阀动作后的现场情况 Fig.2 Picture after action of pressure relief device in
明显偏高。 当天迅速取油样进行色谱分析，结果 正常，压力释放阀动作前后的变压器色谱试验数
No.1 main transformer
据如表 1 所示。 变压器运行时的声音为正常、均