XX换流站换流变压力释放阀动作原因分析 一、问题描述
2019年4月2日上午8时，XX换流站极1高端YY换流变A相通过“小排油”方式完成套管拉杆及端子改造、热油循环约37小时后，本体压力释放阀动作。压力释放关闭后，继续进行热油循环，4月2日12时，本体压力释放阀第二次动作，然后停止热油循环进行现场检查。 该换流变由瑞典ABB公司生产，型号为LTSH146DR，出厂日期为2012年，投运日期为2012年X月。该换流变采用胶囊式油枕，容量约为XXXL，胶囊由法国PRONAL公司生产，尺寸为5900*2920，（说明书油枕尺寸7624*2430＊1852）油枕与胶囊之间无旁通管。投运后未进行过大修，未出现异常情况，2018年年度检修检查油位正常，利用内窥镜检查胶囊无异常。该换流变是本站采用同样方式进行套管改造的第4台，目前已完成6台，剩余5台均已完成热油循环，未出现类似问题。热油循环采用全真空滤油机、上进下出对角循环方式，滤油前先对管路进行抽真空，然后缓慢打开与油箱阀门法兰。热油循环期间，油枕与本体连接法兰始终处于打开状态，并定期对油枕与本体连接管及升高座上的瓦斯继电器进行排气。 热油循环前，对油枕、升高座及本体三个位置采油样化验，发现本台换流变油中含气量、微水均较高（缺少具体数据），第二次采样进行复测（第二次采样时间节点、做了哪些工作不清楚），数据又恢复正常。
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二、现场排查及原因分析
现场检查本体油温表指示约55度，油位计指示约45%。采用连通管方式检查本体实际油位，发现油位处略高于高压套管升高座，尚未达到油枕底部。采用连通管方式检查油枕实际油位，显示油位约60%。三种方式测量的油位均不一致，判断油枕与本体连接管路堵塞、油路不通。
检查油枕与本体连接管路的球阀，指示为打开状态，重复开闭阀门，油枕、本体油位均无变化。打开油枕顶部观察孔，发现胶囊已严重变形，将油枕呼吸管连接通道完全堵住，且存在一定的压力，如图1所示，因此可以判断油枕内部存有大量气体。初步分析由于胶囊变形堵塞呼吸管，在热油循环期间，油温上升、变压器内部油膨胀，但由于呼吸管堵塞，油箱内部压力无法释放，导致压力释放法动作。
关闭油枕与本体连接管路球阀，打开油枕两端排气阀，将内部气体排尽，胶囊内部压力消失，用手下压胶囊，并向两侧小范围舒展，如图2所示，内部未发现明显油迹。恢复油枕顶部观察孔盖板，打开油枕与本体连通管路球阀，从瓦斯继电器观察窗处发现明显油流，但约5s后停止。再次检查油枕与本体油位，仍无明显变化。初步判断由于油枕严重变形，堵塞油枕与本体连接管路，导致油路不通。
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图1 油枕观察孔被胶囊完全封堵 图2 油枕排气后，胶囊小范围舒展 4月3日上午10时，为进一步检查胶囊密封情况，关闭油枕与本体连通管路球阀，打开油枕顶部两侧放气阀，利用干燥空气发生器通过呼吸管对胶囊进行充气，充气压力保持在0.02Mpa 约30min 后，油枕放气阀始终在出气，胶囊无法建压。关闭充气阀门，打开油枕观察孔法兰，胶囊有一定舒展，但仍处于严重压缩变形状态，如图3所示。
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图3 充气一段时间后的油枕胶囊
关闭油枕观察孔法兰，增加充气压力至0.03Mpa 继续重启20min 后，油枕放气阀始终在出气，胶囊仍无法建压。关闭油枕放气阀，继续对胶囊充气约10min 后，充气管侧压力上升至0.01Mpa ，且能保持住。2小时后，打开油枕放气塞，充气管路压力新降至零。初步判断
油枕存在破裂，导致与油枕箱体连通。
确保油枕与本体连接阀门处于关闭状态，通过油枕注放油管排尽油枕内部变压器油，现场检查发现油枕内部变压器油较少（具体量已无法确认），明显少于连通管方法所测试的60%、油位计指示的40%。打开油枕侧盖，拆下胶囊顶部的固定螺栓（不清楚拆之前密封情况），取出胶囊，发现胶囊内部有较多油迹，胶囊底部外侧、中间偏外约10cm处有磨损痕迹，如图4所示，其他部位未见明显异常。此外，在储油柜内油排尽、胶囊取出后，油位计指示约为30％，存在较大偏差。（无法判断热油循环之前油位显示是否准确）
a)清洗前 b)清洗后
图4 油枕胶囊外观破损情况
利用油枕顶部手孔盖对更换后的胶囊进行充气，
三、相关问题调研
1.500kV XX换流变油枕胶囊损坏原因分析
检修过程中发现胶囊破损、进油，推断原因如下：、
1)胶囊与本体之间没有连通阀门，排除了由于全真空注油完后真空破坏的可能性。（XX换流站极I高YD换流变A相，据分析为油枕
采集程序与本体之间的阀门关严，本体抽真空时导致胶囊破裂）
2) 本体呼吸器硅胶重50 kg，假如油经此进入胶囊，硅胶会吸收尽变压器油；另外，运维记录中没有油封杯中的变压器油明显减少或不见的记录，所以排除了由于在高温时呼吸器堵塞后，低温时突然呼吸畅通，外界大气压大于胶囊内部气压，把油封杯内的变压器油压入胶囊内的可能性。
压缩胶囊3)油枕排气方法不当或工作不慎，胶囊在较大气压下被内壁毛刺破坏。该相换流变的油枕胶囊于前次检修时已进行过更换，在更换胶囊后对油枕排气采用的是注油排气法，即打开油枕顶部放气塞，把胶囊充满气，再往油枕内注油，随着油面升高，油枕中的气体从放气塞不断排出。可能由于油枕放气塞较小，出气速度比进油速度慢，如果注油速度过快或工作中不慎，不仅无法排出油枕内的空气，反而随着注油量的增加，造成胶囊局部受力增大，当油枕内壁有毛刺时或某点突尖时，有可能造成胶囊破损。
多元合金4)胶囊随本体变压器油呼吸时多次上下运动，被下方油位传感器损坏。在更换已损坏的胶囊时，发现在胶囊下方装有油位传感器，且油位传感器的上端存在尖端棱角，当本体油温变化时，变压器油热胀冷缩，胶囊随着油面上下呼吸，有可能刚好撞在油位传感器的尖端上。由于广东地区昼夜温度变化快，胶囊随本体变压器油呼吸上下运动的次数，在多次和尖端物碰撞后，有可能使胶囊破损。
5) 油枕内存有空气，可能使胶囊封堵呼吸出口，压挤破坏胶囊。油枕内存有空气时，空气随变压器油温升高而急剧膨胀，并压迫胶囊
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