什么是变压器油位指示器?

变压器油位指示器是专门用于测量和指示变压器油箱、储油罐和有载调压开关中油位的。变压器油位指示器也称为液位指示器或简称 OLI。玻璃管油位计和指针式油位计是两种传统的变压器油位指示器。

Transformer Oil Level Indicator

关于变压器油

变压器油是石油的分馏产品,主要成分为烷烃和环烷烃,是一种淡黄色透明液体,属于绝缘油。在油浸式变压器中,变压器油主要起到绝缘和冷却的作用。


为什么变压器油位指示器如此重要?

变压器油位异常主要表现为油位过高或过低。

油位过高

当变压器油位高于最高油位线时,应根据具体原因采取不同的处理方法。

如果是过载造成的,应降低负载。

如果三相电流严重不平衡,某一相电流超过额定值,应调整负载以达到基本平衡。

如果冷却器出现异常,变压器油温度会升高。油受热膨胀,导致油位升高。此时应检查冷却器是否被灰尘堵塞,​​油管上下阀门是否打开,风机和潜水泵是否正常运转,冷却介质温度是否合适等。及时处理可使冷却器恢复正常运行。

如果由于变压器过度注油导致油位过高,应将油放至适当高度。

油位过低

当变压器油位明显低于当时油温对应的油位时,油位过低。油位低于最低油位线或无法看到油时,也属于油位过低。

当变压器漏油时,或因工作原因放油后未及时补充,或变压器原本油位不高时,油位也会过低。当变压器负载突然下降或外部环境温度显著下降时,油位也会过低。

油位过低会导致气体保护动作。严重缺油时,变压器铁芯和绕组会暴露在空气中,容易受潮,降低绝缘性能,甚至可能导致绝缘击穿。

因此,当发现变压器油位过低时,应找出原因并进行处理。

如果油位过低但未发现漏油,则无需进行其他操作。操作人员应尽快报告并补充同类型的合格变压器油。

如果是由于漏油导致油位显著下降,应采取措施清除漏油并立即加油,使油位恢复正常。

如果漏油量较大,油位下降过多,会危及变压器的安全运行。应向调度部门申请停用变压器。

大型强力油循环水冷却变压器,如果发现油位过低,应检查冷却水是否有油花,以防止水渗入油中危及变压器绝缘。查明原因后,应立即补充油。

另一方面,由于季节变化,变压器油位的升高或降低属于正常现象。

夏季油位过高时,应尝试放油;冬季油位过低时,应尝试加油,以维持正常的油位,确保变压器的安全运行。因此,变压器运行时应保持正常的油位。为了监测变压器的油位,变压器的油枕上装有玻璃管油位计或磁针式油位计。

变压器运行时,正常情况下,油位会随着变压器油温的变化而变化。

检查油位时,要注意是否存在虚假油位。

当油枕呼吸器堵塞、防爆管排气口堵塞、油位计管堵塞或油位计损坏时,会出现虚假油位。

此时,虽然变压器油温、环境温度、负载等变化正常,但油位却不变化或变化异常。

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变压器油位指示器类型

变压器油位视镜

油枕是变压器中使用的储油装置。

其作用是:当变压器负载增加时,油温升高,油箱内的油膨胀,过多的油会流入油枕。

反之,当温度下降时,油枕内的油又会流入油箱。它可以自动调节油位。也就是说,油枕起到储油和补油的作用,确保油箱始终充满油。

同时,由于配备了油枕,减少了变压器与空气的接触面积。空气中吸收的水分、灰尘和氧化油脂会沉积在油枕底部的储油槽中,从而大大减缓变压器油的劣化速度。

油枕侧面装有玻璃油位计(或油位指示器),可以随时观察油枕内油位的变化。

指针式油位计

Pointer Type Oil Level Gauge

在电力系统中,35 kV 以上的油浸式变压器通常采用全封闭式设计,并配备油箱和带胶囊袋的油位计。

变压器常用的油位计分为指针式油位计和管式油位计。

指针式油位计的工作原理是:当油箱内的油位发生变化时,会引起隔膜的变化,进而带动连杆上下移动。在磁力矩的作用下,驱动磁铁指针指示油位。

管式油位计的工作原理是:当油箱内的油位发生变化时,会驱动油浮子上下移动,并通过泄压阀调节油位来指示油位。

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利用压力传感器监测变压器油箱油位

压力传感器 广泛应用于液位测量。通过测量并转换液体压力值,即可获得液位高度。在变压器油箱中,通常底部设有排油口用于排油。

为了消除机械传动和全封闭环境的苛刻要求,同时满足油箱油位的精确测量,只需在排油管末端安装 压力传感器,即可利用两点压差算法计算油箱油位高度。

在液位测量中,可以通过压力计算液位高度,液体压力的计算公式为:

Oil level detection device

P = ρgh

其中:
ρ 为液体密度;
g 为重力加速度,取值为 9.8 m/s²;
h 为液位高度。

通过安装在油位检测装置中的两个压力传感器,可以获得两个压力值 P1 和 P2,公式如下:
P1 = ρ1 gh1
P2 = ρ2 gh2
h3 = h1 – h2

对于变压器油箱内的小物体,油排放管两点间的油温差可以忽略不计,因此可以认为 ρ1 = ρ2,通过计算即可得到 h1,进而计算油位。

h1 = P1 h3 P1 – P2

其中:
P1 和 P2 为两点间的压力值;
h3 为两点间的油位高度差(该值为确定值)。

通过这种方法,可以消除油箱绝缘温度变化对测量结果的影响。

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变压器油枕非接触式在线油位监测

变压器油枕均为封闭式。现有油位计的维护和更换需要断电、开箱和放油,操作非常复杂。因此,安装非接触式变压器油枕油位监测器非常必要。

声呐测距原理:

探头通过磁铁吸附在油枕底部。探头发出的声呐波(机械波)可以穿透钢壁并在油中向上传播。当声呐波遇到油气界面时会反射回来,并被探头检测到。

通过检测发射波和返回波之间的时间差 t,结合油的声速 V,计算油位高度 h = V × t/2。

声呐测距原理是油枕油位非接触式测量的最佳解决方案。

只需通过磁铁将探头吸附在油枕底部外壁上,即可测量内部油位高度。探头不接触内部介质,真正实现了非接触式测量。

无需在油枕上开孔,安装和维护非常便捷。

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特色油位指示器类型

  • 手动油箱液位测量
  • 磁性翻转式液位计(用于油箱液位传感)
  • 浮力式油位测量
  • 静压式油位计(用于油位测量)
  • 超声波式油位测量
  • 电学式油位测量
  • 雷达式油位传感器(用于油箱液位传感)
  • 磁电式油位传感

常见问题

油位指示器 (OLI) 的开发是为了满足维护专业人员测量大型油箱、齿轮箱和储罐内油位的需求。

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液位传感器是一种用于测量液位的传感器。液位是指密封容器(例如水箱)或敞口容器(例如水箱)中液体的液面高度。测量液位的仪器称为液位传感器、液位计或液位变送器。液位传感器是一种液位测量仪器。静压式、超声波式、磁致伸缩式、雷达式和差压式是常见的 液位测量 方法。液位传感器已应用数十年,用于泄漏检测或液位测量。常见的被测介质包括水、燃料、柴油、汽油、液化气、 液氨等。

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