速動(dòng)油壓繼電器和壓力釋放閥的特性及投調(diào)方

1、速動(dòng)油壓繼電器和壓力釋放閥的特性及投調(diào)方速動(dòng)油壓繼電器和壓力釋放閥是變壓器的保護(hù)裝置。兩種產(chǎn)品有何區(qū)別，如何正確選用，各自有何 特點(diǎn)，使用中如何鑒別、維護(hù)才能發(fā)揮各 自的作用，要了解這些問題，并解決好這些問題，就要了解這兩種產(chǎn)品的固有特點(diǎn)。為此，筆者對(duì)它們進(jìn)行了論述。2壓力釋放閥 變壓器用壓力釋放閥從研制成功至今已有許多年了。由于該產(chǎn)品原理先進(jìn)、動(dòng)作靈敏、結(jié)構(gòu)可靠 ，已全部取代了安全氣道、防爆膜等老式過(guò)壓保護(hù)裝置， 有效地保護(hù)了變壓器。 21 壓力釋放閥的特性 (1)快速開啟性能。運(yùn)行中的變壓器發(fā)生短路等故障時(shí)，油箱中的壓力急劇增高，油箱壓力達(dá)到釋放閥的開啟壓力值時(shí)，壓力釋壓閥可在 2ms內(nèi)自

2、動(dòng)開啟，將油箱內(nèi)的故障壓力釋放，保護(hù)油箱不因壓力過(guò)高而損壞。 (2)自動(dòng)復(fù)位功能。油箱內(nèi)故障壓力降至壓力釋放閥關(guān)閉壓力值時(shí)，壓力釋壓閥自動(dòng)關(guān)閉，使油箱壓 力高于環(huán)境壓力，防止外部空氣 、雜物的侵人，避免了變壓器油被污染。 (3)自動(dòng)發(fā)信功能。在壓力釋壓閥開啟的同時(shí)可 發(fā)送二次信號(hào)及機(jī)械報(bào)警信號(hào)，并通知運(yùn)行人員。 22 壓力釋放閥的釋壓能力 壓力釋放閥是機(jī)械式的泄壓裝置。為適應(yīng)變壓 器全密 封運(yùn)行 的特殊性 ，釋放 口徑 只能達(dá)到 b130mm，此口徑的壓力釋壓閥設(shè)計(jì)泄壓能力只能 保護(hù)變壓器內(nèi)故障壓力速率低于 15kPams時(shí)的故 障產(chǎn)生的壓力，故障壓力速率超過(guò)此限值易造成變 壓器油箱損壞。 2

3、3 選用壓力釋放閥 (1)發(fā)揮壓力釋放閥可反復(fù)泄壓的特性。變壓器 用壓力釋放閥在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，考慮到變壓器跳閘將造成較大損失，因此將壓力釋放閥設(shè)計(jì)為可自動(dòng)反復(fù)對(duì)油箱內(nèi)的故障壓力進(jìn)行泄放的保護(hù)組件。 在使用中若將其作為變壓器跳閘的保護(hù)措施，可能會(huì)造成變壓器誤跳閘，影響變壓器運(yùn)行可靠性，如二 次端子進(jìn)水短路，或儲(chǔ)油柜呼吸管道堵塞造成本體 壓力過(guò)高等故障，只需釋放部分壓力即可繼續(xù)運(yùn)行。 (2)壓力釋放閥泄壓能力是有限度的。選用壓力釋放閥要考慮到其泄壓能力，即當(dāng)變壓器故障時(shí)壓力上升速率超過(guò)壓力釋放閥的保護(hù)限值時(shí)易造成油箱內(nèi)壓力達(dá)到破壞壓力。因此選用保護(hù)裝置要全面 考慮各種因素，有針對(duì)性地去選擇合理的

4、保護(hù)組件。 (3)選擇壓力釋放閥關(guān)閉壓力、開啟壓力。壓力 釋放閥的關(guān)閉壓力是為防止變壓器油老化、受潮、污 染而設(shè)置的重要技術(shù)參數(shù)，壓力釋放閥在此壓力下 是不得滲漏 的。壓力釋放閥標(biāo)準(zhǔn)中已規(guī)定了標(biāo)準(zhǔn)值 供選用，但在選用中有的用戶希望選用高于標(biāo)準(zhǔn)值 的關(guān)閉壓力，目的是減少滲漏的幾率，這種作法將使 釋放閥每次開啟的泄壓量減少，增加開啟的頻次，這 對(duì)用戶是十分不利的。因大型變壓器油箱下部承受 的靜壓是箱蓋承受靜壓的數(shù)倍，提高了壓力釋放閥 的關(guān)閉壓力后將使下部油箱在變壓器有故障時(shí)受到 接近或高于破壞壓力的沖擊而損壞。若選用低于標(biāo) 準(zhǔn)值的關(guān)閉壓力，將使壓力釋放閥極易滲油，所以應(yīng) 按變壓器結(jié)構(gòu)形式在壓力釋放

5、閥標(biāo)準(zhǔn)中正確選擇壓 力釋放閥的關(guān)閉壓力值，而不要僅靠產(chǎn)品說(shuō)明書來(lái) 選擇，因有的產(chǎn)品說(shuō)明書的參數(shù)不符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。 壓力釋放閥的關(guān)閉壓力確定后，按照標(biāo)準(zhǔn)對(duì)應(yīng) 值選擇壓力釋放閥的開啟壓力即可。 壓力釋放閥作為變壓器故障壓力保護(hù)裝置的運(yùn) 行經(jīng)驗(yàn)證明該產(chǎn)品相對(duì)于安全氣道、防爆膜等老式 過(guò)壓保護(hù)裝置，具有滲漏少、運(yùn)行可靠及可重復(fù)使用 等優(yōu)點(diǎn)，因此得到了廣泛的應(yīng)用。但有的電力部門規(guī) 定 1lOkV以上的變壓器所用壓力釋壓閥信號(hào)接點(diǎn) 要接跳閘回路，此作法不但會(huì)增加誤動(dòng)的幾率，而且 無(wú)法杜絕發(fā)生油箱爆裂、起火事故的發(fā)生。這是由于 壓力釋壓閥自身的設(shè)計(jì)原理和結(jié)構(gòu)所決定的，為解 決此問題就要用到下列產(chǎn)品速動(dòng)油壓繼電

6、器。3速動(dòng)油壓繼電器 31 速動(dòng)油壓繼電器的保護(hù)特性 速動(dòng)油壓繼電器是為防止變壓器油箱在故障中 爆裂而研制的。速動(dòng)油壓繼電器為避免與其他保護(hù) 裝置的保護(hù)參數(shù)重復(fù)而出現(xiàn)干擾、誤動(dòng)的情況，采用 了檢測(cè)變壓器油箱內(nèi)故障壓力上升速率 (以下簡(jiǎn)稱 壓速率)作為保護(hù)參數(shù)，對(duì)應(yīng)不同的壓速率，速動(dòng)油 壓繼電器有不同的響應(yīng)時(shí)間。壓速率高，速動(dòng)油壓繼 電器動(dòng)作時(shí)間短，反之則長(zhǎng)。實(shí)現(xiàn)了動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，動(dòng)態(tài) 保護(hù)。例如變壓器油箱的壓速率為 15kPams時(shí)，速 動(dòng)油壓繼電器在檢測(cè)到此壓速率后 16ms內(nèi)即可動(dòng) 作。再比如壓速率為 10kPams，速動(dòng)油壓繼電器的 動(dòng)作時(shí)間為25ms，較壓力釋放閥的開啟時(shí)間 2ms 慢 了

7、05ms?從這兩個(gè)例子巾可以看出當(dāng)故障變壓器內(nèi)的壓速率低于壓力釋放閥保護(hù)范圍臨界值時(shí)， 速動(dòng)油壓繼電器的動(dòng)作時(shí)問較壓力釋放閥慢，此時(shí)的故障壓力由壓力釋壓閥來(lái)泄壓保護(hù)油箱。當(dāng)故障 變壓器油箱內(nèi)的壓速率達(dá)到 15kPams時(shí)，因壓速率 已超過(guò)壓力釋放閥的泄壓能力，盡管壓力釋放閥開 啟泄壓，但因泄壓量低于壓力增高量，而使油箱壓力 繼續(xù)增高，威協(xié)到油箱安全。此時(shí)如果變壓器上安裝 了速動(dòng)油壓繼電器 ，速動(dòng)油壓繼 電器在檢測(cè)到此壓 速率后會(huì)在壓力釋放閥開啟前發(fā)出信號(hào)將變壓器跳 閘，保護(hù)油箱內(nèi)壓力低于破壞壓力，使變壓器油箱不 損壞。此種設(shè)置達(dá)到了油箱壓速率臨界值以下由壓 力釋放閥泄壓保護(hù)，臨界值以上由速動(dòng)油

8、壓繼電器 保護(hù)，同時(shí)由于速動(dòng)油壓繼電器可對(duì)變壓器內(nèi)故障 壓速率的全程(0002 5kPams-3OkPaJIris)進(jìn)行監(jiān)控， 一旦故障壓力上升速率低于壓力釋放閥的泄壓臨界 值，而此時(shí)壓力釋放閥失效拒動(dòng)，速動(dòng)油壓繼電器同 樣可在油箱壓力安全范圍內(nèi)將變壓器跳 閘，保護(hù)變 壓器。 3。2 速動(dòng)油壓繼電器結(jié)構(gòu)特征 (1)外殼。速動(dòng)油壓繼電器結(jié)構(gòu)見圖 1。它獨(dú)立 安裝在變壓器油箱上。由于環(huán)境與變壓器油的溫差 極易造成腔體內(nèi)凝露，凝露將使控制、檢測(cè)用的金屬 件腐蝕、剝落及阻塞，破壞控制、檢測(cè)作用。為避免出 現(xiàn)這類問題，速動(dòng)油壓繼電器外殼采用鑄鋁合金制 成，由于鑄鋁合金的熱導(dǎo)率是黑色金屬的5倍6 倍，是不

9、銹鋼的近 10倍，采用此合金材料解決了運(yùn) 行中速動(dòng)油壓繼電器下腔由于油溫升降時(shí)導(dǎo)熱緩慢 與上腔形成溫差而出現(xiàn)凝露的問題，保證速動(dòng)油壓 繼電器的保護(hù)精度和工作壽命。 (2)檢測(cè)機(jī)構(gòu)。速動(dòng)油壓繼電器用彈性元件及配 套件組成可變氣室，對(duì)變壓器油箱中的壓速率進(jìn)行 檢測(cè)。檢測(cè)到壓速率后由于平衡器的作用，將使固定氣室的壓速率增高，固定氣室與可變氣室的壓速率 差會(huì)在彈性膜盒內(nèi)外產(chǎn)生壓力差來(lái)推動(dòng)發(fā)信裝置動(dòng) 作，如果變壓器油箱中的壓速率小于25kPas，由于 二室內(nèi)壓速率相同，無(wú)法在膜盒內(nèi)外建立壓差，速動(dòng) 油壓繼電器不會(huì)動(dòng)作。隨著時(shí)間的延長(zhǎng)油箱中的壓 力逐漸增加，但由于油箱中的壓速率不變，速動(dòng)油壓 繼電器不啟動(dòng)

10、，當(dāng)油箱內(nèi)壓力達(dá)到壓力釋放閥開啟 壓力，壓力釋放閥開啟泄壓。這就是速動(dòng)油壓繼電器 與壓力釋放閥保護(hù)特性的區(qū)別，避免了二者保護(hù)參 數(shù)重疊的相互干擾誤動(dòng) 。當(dāng)油箱內(nèi)壓速率超過(guò) 25kPas時(shí)，速動(dòng)油壓繼電器二室的壓速率形成的 差值在膜盒中產(chǎn)生推動(dòng)膜片移動(dòng)的壓差，推動(dòng)發(fā)信 裝置啟動(dòng)對(duì)變壓器油箱進(jìn)行保護(hù)。再有速動(dòng)油壓繼 電器是對(duì)故障壓速率的全程進(jìn)行監(jiān)控的，即油箱中 的每一壓速率，速動(dòng)油壓繼電器中固定氣室都要有 固定對(duì)應(yīng)的壓速率值。其固定氣室檢測(cè)參數(shù)的正確 與否、檢測(cè)精度的高低是決定速動(dòng)油壓繼電器能否 對(duì)變壓器進(jìn)行保護(hù)的關(guān)鍵。 目前市場(chǎng)上提供的速動(dòng)油壓繼電器，由于結(jié)構(gòu) 問題是無(wú)法檢測(cè)固定氣室的壓速率的，

11、這種作法必將使產(chǎn)品存在隱患。因固定氣室與可變氣室的參數(shù) 是依據(jù)平衡器的設(shè)計(jì)參數(shù)而固定的，三者參數(shù)中任 一參數(shù)改變都會(huì)影響產(chǎn)品性能。輕者使檢測(cè)范圍大大縮小，重者將使速動(dòng)油壓繼電器變成壓力繼電器 而誤動(dòng)，失去速動(dòng)油壓繼電器特有的保護(hù)特性。所以 必須對(duì)固定氣室動(dòng)作參數(shù)檢測(cè)并根據(jù)檢測(cè)結(jié)果調(diào)正 機(jī)芯件動(dòng)作參數(shù)，才能保證速動(dòng)油壓繼電器的動(dòng)作 特性符合產(chǎn)品設(shè)計(jì)曲線規(guī)定的線性關(guān)系。 為解決速動(dòng)油壓繼電器此不足之處，現(xiàn)已有可檢 測(cè)速動(dòng)油壓繼電器固定氣室壓速率的產(chǎn)品供應(yīng)，此種 產(chǎn)品使速動(dòng)油壓繼電器保護(hù)功能更加合理可靠。4速動(dòng)油壓繼電器的選擇 41 選擇速動(dòng)油壓繼電器與壓力釋放閥配合保護(hù) 變壓器 速動(dòng)油壓繼電器的作

12、用就是防止故障變壓器油 箱爆裂起火，即當(dāng)油箱內(nèi)壓速率超過(guò)了其他保護(hù)裝置 的保護(hù)范圍而失去保護(hù)作用時(shí)，此時(shí)要保護(hù)變壓器油 箱不損壞必須選用速動(dòng)油壓繼電器，但由于速動(dòng)油壓 繼電器檢測(cè)到變壓器內(nèi)產(chǎn)生了會(huì)使油箱爆裂的壓速 率時(shí)，速動(dòng)油壓繼電器會(huì)快速將變壓器拉閘斷電。這 對(duì)變壓器內(nèi)的偶然一次性放電及外部輕微短路引起 的油箱內(nèi)壓速率超限是非連續(xù)性的，此時(shí)只要將油箱 中的壓力釋放就可防止油箱損壞，若采用拉閘斷電造 成損失太大，所以選用速動(dòng)油壓繼電器與壓力釋放閥 相互配合保護(hù)變壓器能達(dá)到最佳保護(hù)狀態(tài)。 4_2 結(jié)構(gòu)選擇 為保證速動(dòng)油壓繼電器保護(hù)特性的穩(wěn)定、可靠， 應(yīng)選擇具有高熱導(dǎo)率、高導(dǎo)溫率的鑄鋁合金殼體的

13、產(chǎn)品，避免凝露對(duì)機(jī)芯件腐蝕損壞而使速動(dòng)油壓繼 電器失去保護(hù)作用。 43 選擇檢測(cè)完善產(chǎn)品 速動(dòng)油壓繼電器作為變壓器油箱的保護(hù)裝置，其 工作壽命應(yīng)等同于變壓器。要達(dá)到此要求，產(chǎn)品不但 原理要科學(xué)、先進(jìn)，并要有完整可靠的檢測(cè)方法作為 保證產(chǎn)品質(zhì)量的手段，而速動(dòng)油壓繼電器的固定氣室 檢測(cè)到的每一壓速率值都固定對(duì)應(yīng)油箱中一固定故 障壓速率值，啟動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)，對(duì)油箱進(jìn)行保護(hù)。固定氣 室檢測(cè)的參數(shù)是否正確、精度高低是關(guān)系到速動(dòng)油壓 繼電器能否保護(hù)油箱不爆裂的關(guān)健，不僅產(chǎn)品出廠應(yīng) 檢測(cè)，掛網(wǎng)運(yùn)行后也應(yīng)定期檢測(cè)，以保護(hù)其可靠、有 效。所以，應(yīng)選擇可對(duì)固定氣室參數(shù)檢測(cè)的產(chǎn)品。5投調(diào)方式 51 安裝方式 速動(dòng)油壓繼

14、電器在變壓器油箱內(nèi)故障壓力上升 速率超過(guò)壓力釋壓閥保護(hù)范圍時(shí)，可防止變壓器故 障進(jìn)一步擴(kuò)大，保護(hù)油箱不爆裂。但由于速動(dòng)油壓繼 電器要對(duì)全部故障壓力上升速率進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)油箱 內(nèi)故障壓力上升速率低于壓力釋壓閥保護(hù)范圍限值 時(shí)，一旦油箱壓力達(dá)到壓力釋壓閥開啟壓力，壓力釋 放閥開啟泄壓，若此時(shí)壓力釋壓閥失效，速動(dòng)油壓繼 電器可同樣在油箱安全壓力之下啟動(dòng)保護(hù)機(jī)構(gòu)動(dòng)作，保護(hù)變壓器故障不擴(kuò)大，油箱不損壞。這是由于速動(dòng)油壓繼電器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中既解決了故障壓力上升速率段與壓力釋壓閥分段保護(hù)的理論問題，同時(shí)在結(jié)構(gòu)上解決了在壓力釋壓閥保護(hù)臨界值之下實(shí)現(xiàn)速 動(dòng)油壓繼電器比壓力釋壓閥延遲動(dòng)作問題，使其既可分段進(jìn)行保護(hù)又可作

15、為壓力釋壓閥的替補(bǔ)來(lái)對(duì)變壓器進(jìn)行保護(hù)。為保證產(chǎn)品此功能應(yīng)按說(shuō)明書中規(guī) 定進(jìn)行安裝，否則難保證此功能。 5-2 定期檢測(cè) 速動(dòng)油壓繼電器作為防止變壓器油箱爆裂的重 要保護(hù)組件，是要時(shí)刻監(jiān)測(cè)變壓器內(nèi)的壓速率變化 的。但由于所處環(huán)境是比較惡劣，檢測(cè)精度一旦下降 將帶來(lái)嚴(yán)重后果。因此應(yīng)定期對(duì)速動(dòng)油壓繼電器進(jìn) 行檢測(cè)，以使其保持最佳工作狀態(tài)。 53 速動(dòng)油壓繼 電器信號(hào)應(yīng)接入跳閘回路 不少電力部門認(rèn)為速動(dòng)油壓繼電器運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)較 少，為防止誤跳閘一般將速動(dòng)油壓繼電器接入報(bào)警回路。但據(jù)不完全調(diào)查，只要加強(qiáng)速動(dòng)油壓繼電器的 校驗(yàn)把關(guān)工作，同時(shí)作好速動(dòng)油壓繼電器的防誤動(dòng) 措施，速動(dòng)油壓繼電器誤動(dòng)的幾率是較小的。同

16、時(shí)， 如果將速動(dòng)油壓繼電器信號(hào)接報(bào)警而非跳閘回路 ， 將無(wú)法發(fā)揮速動(dòng)油壓繼電器的作用。因此，建議電力 部門應(yīng)將壓力釋放閥接跳閘回路改成速動(dòng)油壓繼電 器信號(hào)接入跳閘回路，以發(fā)揮速動(dòng)油壓繼電器和壓 力釋放閥的各自特性，減少誤動(dòng)，提高供電質(zhì)量。6結(jié)論 為適應(yīng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要，近年來(lái) 大量高電壓大容量的變壓器進(jìn)入城市中心。由于城 市供電的特殊性，對(duì)這些變壓器安全性的要求越來(lái) 越高，尤其是變壓器的防爆裂能力要高。因城市中的 變壓器一旦爆裂起火造成的損失很大，而造成的惡 劣影響更大，因此防止故障變壓器爆裂起火是各變 壓器生產(chǎn)廠及電業(yè)部門的共同要求。尤其是如今變壓器運(yùn)行環(huán)境惡劣的狀況下，僅靠提高變壓器自身 抗爆裂能力來(lái)解決故障變壓器的爆裂問題是無(wú)法達(dá) 到預(yù)期效果的。如有資料介紹某電廠的一臺(tái)大型變 壓器 ，據(jù)統(tǒng)計(jì)在一年 的時(shí)間里承受了 40多次外部短 路大電流的沖擊，而每次短路大電流的沖擊繞組溫 度急劇升高，油箱內(nèi)壓力急劇上升，此壓力必將對(duì)油 箱產(chǎn)生沖擊，處于