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1、Solar Power Generation 国网冀北检修公司 储油柜油位检测新技 术 11 新技术发展契机 2 问题统计数据 3 传统技术弊端 4新技术之三要素：新方法、新工 具、新材料 5 新技术支撑装置 6 新技术发展契机 目录 500kV变压器（电抗器）均采用油浸式结构。绝缘油是变压器内的主要绝缘介 质，是变压器安全稳定运行的最基本保障。其中油位计是变压器的重要附件之一。 目前各变压器厂家所使用油位计型号不一，指示方式五花八门。且近年以来，变压 器各附件质量堪忧，油位计亦未能幸免，油位计质量不佳、所选油位计不适配储油 柜的情况时有发生。 一、新技术发展契机 同时，变压器（电抗器）的油位
2、检查只有在基建安装时才能检查，基建安装与 验收分别在不同的时间进行，由于实际油位检查耗时较多， 施工单位因工期紧张等 原因往往在安装时忽视此项工作，极大地增加了新投设备的验收难度及新设备带缺 陷投运的风险；运行中由于油位计卡涩、浮球脱落、油位计浮杆弯曲、胶囊变形压 迫油位计浮球等情况，导致油位计不能显示实际油位，造成了部分变压器出现假油 位，油位过高导致变压器压力释放动作，油位过低将出现轻瓦斯动作、重瓦斯跳闸 ，严重影响变压器的安全稳定运行。发展一种经济有效的检查变压器的实际油位的 新方法新技术，判断变压器的油位表指示是否正确，对变压器的安全稳定运行具有 重要意义。 一、新技术发展契机 - 5
3、 - 一、新技术发展契机 - 6 - 变压器（电抗器）在运行中不断的震动，可能会造成浮球脱落，浮子杆下沉。 油位表指示在最低油位，发油位低报警信号。 一、新技术发展契机 - 7 - 有褶 皱 安装过程中，须将油全部注满，然后放至正常油位。这一过程中，胶囊与浮球 间有摩擦存在，放油过程中可能引起浮子杆弯曲，导致指示不准。 一、新技术发展契机 - 8 - 注油过程中，胶囊变形，压迫浮子杆导致指示不准。 一、新技术发展契机 二、问题统计数据 下图是关于油位缺陷的详细统计。 所辖地区涉及油位 缺陷总数 缺陷原因 假油位明显渗油轻微渗油 油温油位曲 线不准确 北京地区74210 唐山126321 张家口
4、62211 承德84121 合计3316863 百分比49%24%18%9% 从饼状图看出，因假油位造成低油位缺陷高达49%， 假油位缺陷严重 影响电气设备的正常稳定运行，发展能够快速辨别、检测实际油位新技术， 迫在眉睫。 三、传统技术弊端 以往的检查方法是采用顶油排气。做法是用滤油机向变压器储油柜内注油，待 储油柜内的油全部充满后再撤油至正常位置。通过此过程来检查油位计的指示。这 样做需要使用滤油机、备用油等。因此，需要的设备、材料较多，同时又对备用油 有着较高的要求。此种方法不仅工作量大，操作不方便，而且需要严格控制油的标 号与各项指标。一方面，此种方法还是单一的依靠油位计指示来判断油位。
5、另一方 面，储油柜内的油充满后，在撤油过程中还有可能将油位表浮子杆压弯，反而有可 能留下隐患。且需要结合停电处理，经济成本过高。 现阶段假油 位检测 申请主变、 高抗停电 储油柜撤油 拆除油位表 检查 储油柜注油顶油排气 所需工时（ 小时） 4Day2h1h2h1h 因此，一种储油柜油位检测新技术，能够于现场方便快捷的检测出储 油柜的真实油位，帮助巡视人员和检修人员及时发现油位指示问题，避免错误检修 ，刻不容缓。 （一）新方法 四、新技术之三要素：新方法、新工具、新材料 油位检测方法 利用压力计测量内部压力测算 储油柜油位 利用红外测温仪观测储油柜油位 利用连通器原理观测储油柜油位 四、新技术
6、之三要素：新方法、新工具、新材料 原理选择试验分析特点 压力换算 将压力计连接至储油柜注放油 阀，测量其内部油压，从而估算其 油重。 优点：成本低，人员少 缺点：油温变化大时压力源不稳定 ， 误差较大，且压力传感器密 封性要求严格。 红外测温 利用红外测温方法，使用红外 测温仪对储油柜油位进行观测。通 过变压器油与真空处成像不同检测 油位。 优点：操作简单，省时省力 缺点：储油柜金属表面对红外存在 “反光”，且表面越光洁， 其误差越大；且受光照影响 明显；设备成本较高。 连通器原理 利用连通器原理，连接油管至 储油柜注放油阀，将油管举至高于 储油柜油位处，检测储油柜油位。 优点：准确度高，检测
7、设备成本较 低。 缺点：操作稍复杂，人工成本较大 ； 且可视化程度不好，油位不 便于观测。 （二）新工具 四、新技术之三要素：新方法、新工具、新材料 油位可视化检测方案 普通油管 磁性浮子翻转磁柱 指示器 红色油标浮子 红色油标浮子 带刻度油位指示器 油位可视化工具 普通油管红色油标浮子 红色油标浮子 带刻度油位指示器 四、新技术之三要素：新方法、新工具、新材料 方案试验分析特点 普通油管+红 色浮子 使用普通油管，油管顶部 加装红色浮子，记录油位变 化。 优点：成本低，制作简单 缺点：可视化效果较差，油位难以 量化 油位指示器+ 红色浮子 使用油位指示器，量化储 油柜油位，指示器内部加装红
8、色浮子，检测油位变化。 优点：成本较低，油位可以量化， 准确度较高，制作工艺适中 缺点：可视化效果不好，远距离观 测不方便。 磁性挡板式油 位指示器+磁 性浮子 使用油位指示器，浮子内 的永久磁钢通过磁耦合传递到 磁翻柱指示器，实现油位的清 晰指示。 优点：可视化效果较好，油位可以 准确量化，准确度高。 缺点：制作工艺较复杂，成本较 高。 （三）新材料： 四、新技术之三要素：新方法、新工具、新材料 磁性浮子材料 软磁体 铁氧体 Fe2O3 铝镍钴 AlNiCo 铁铬钴 FeCrCo 硬磁体 四、新技术之三要素：新方法、新工具、新材料 磁性 材料 种类试验分析 软磁体 磁滞回线窄而陡，包围面积比
9、较小，在交变磁场的磁滞损耗 小，较容易磁化，但是撤去外力磁性基本消失，即磁剩磁和矫顽 力都较小。因此，不适用于做永久磁铁在翻板式油位计中使用。 硬磁体 铝镍钴 优点：成本较低，发展较早，性能随化学成分和制造工艺而变化 的范围较宽，故应用范围也较广。 缺点：永磁性能中等，且各种机械加工及冷或热的塑性变形效果 不佳。 铁铬钴 优点：成本适中，其力学性能可进行各种机械加工及冷或热的塑 性变形，可以制成管状、片状、浮球状或线状永磁材料而 供多种特殊应用。 缺点：永磁性能中等，不如铁氧体强。 铁氧体 优点：永磁性能较强电阻率高，特别有利于在高频和微波应用 缺点：成分需要添加一定量的钡铁氧体或锶铁氧体，成
10、本较高， 没有经济实用性。 （一）高度测算 五、新技术支撑装置 油位检测装置的高度取决于变压器、高抗的储油柜内变压器油的高度。 北京地区6座500kV变电站主变的储油柜的油面高度进行了统计和计算： 主变型号储油柜直径油面高度 - 267000/500/220 1.8m0.7m ODFPSZ-250000/5002.0m1.0m ODFSZ400/5001.8m0.7m ODFPSZ250000/5001.7m0.6m ODFS-400000/5001.9m0.8m ODFSZ-400000/5001.8m0.7m 合计11m4.5m 平均高度1.83m0.75m 根据统计、计算结果，平均500
11、kV变压器储油柜油面高度为0.75m ，据此计算确定油位检测装置量程为01.1m。 其支撑外壳应有0.3m余量，故支撑外壳长度为1.1+0.3=1.4m 且支撑外壳直径定为7cm。 （二）材料选择 五、新技术支撑装置 材料重量（kg）分析 密度 (g/cm ) 厚度 (mm ) 重量计算 不锈钢7.72 7.7*3077.2*0. 2/103=4.74 优点：不生锈，耐腐蚀，成本 适中； 缺点：重量重，便携性不好 玻璃钢1.82 1.8*3077.2*0. 2/103=1.1 优点：外表美观，硬度大， 重量适中； 缺点：成本高，易磨损，加工 难度高。 复合塑料1.182 1.18*3077.2
12、*0. 2/103=0.72 优点：重量较轻，便携性好， 加工难度低，成本低， 且绝缘性能好； 缺点：易磨损，不够美观。 结合本地市场状况，对钢板、铝板、不锈钢、玻璃钢以及复合塑料从重 量、价格和可操作性性能等方面考虑，决定从不锈钢、玻璃钢、复合塑料三种 材料进行试验与分析： 根据外壳尺寸测算，装置直径d为7cm，高度h为1.4m，那么，外壳材料 面积=d*h=3.14*7*140=3077.2cm 五、新技术支撑装置 （三）指示器可视化 利用浮力原理和磁性耦合作用，当油位计中的油位升降时，油位计本 体管中的磁性浮子也随之升降，浮子内的永久磁钢通过磁耦合传递到磁翻 柱指示器，驱动蓝、白翻柱翻转
13、180，当油位上升时翻柱由白色转变为蓝 色，当油位下降时翻柱由蓝色转变为白色，指示器的蓝白交界处为容器内 部液位的实际高度，从而实现液位清晰的指示。 油位计内的磁性浮子受浮力影响，能够顺利地沿油面移动，真实地反 应油面高度；磁翻板指示器内的磁浮子受磁性耦合作用顺利翻转，可视化 效果明显，清晰地实现油位指示。 （四）外壳及整体组装 选用复合塑料制作支持外壳，内部光滑打磨，并放入磁性浮子，上下 端口采用胶粘粘合方法进行密封，底侧加装控流阀门，确保油流速度合适 正常。绑扎支持外壳与油位指示器，使之整体牢固可靠，无晃动、摇摆等 现象。 五、新技术支撑装置 六、新技术应用 - 22 - 北京地区某500
14、kV变电站1号主变有载调压油位异常信号，C相有载调压油位 表指示在最低位置。现场检查发现油位浮漂脱落，实际油位不低 六、新技术应用 承德地区某500kV变电站主变轻瓦斯告警C相故障灯亮，检查本体油枕油位， 发现主变C相本体油枕油位低，检查瓦斯继电器观察窗，发现轻瓦斯浮球下沉，瓦 斯上部观察窗能够看到清晰的油面。历次巡视油位计均显示三相油位正常一致， 本次处理缺陷时对C相补油后，经实际油位测量三相油位才相同，说明发轻瓦斯信 号时C相储油柜缺油，判断变压器在安装时可能存在三相油位不平衡的现象，但油 位计却显示三相油位一致。 - 23 - 有褶 皱 六、新技术应用 承德某500kV变电站并联电抗器C相本体压力释放阀动作。检查后发现 原因为油位表反应的油位不准确。油位计指示油位正常，而储油柜实际油位过 高，储油柜失去调节作用，变压器油膨胀后引起压力释放动作。 六、新技术应用 感谢感谢各位专家聆听各位专家聆听 敬请提出宝贵指导意见敬请提出宝贵指导意见
