[科普中国]-速动油压继电器

速动油压继电器是一种新型的变压器油箱压力继电保护装置。它是利用油箱内由于事故造成的动态压力增速来动作的。油压增长速度越快，动作越迅速；由于油压波在变压器油中的传播速度极快，所以速动油压继电器反应灵敏，动作精确，迅速发出信号并切断电源。如果在变压器上安装速动油压继电器，一旦内部发生恶性短路故障，可防止油箱爆炸。

速动油压继电器技术要求1、使用范围 适用于油浸式变压器或油浸式电抗器。

2、技术要求

（1）环境温度：-30～+50℃；

（2） 相对湿度：+20℃时，不大于95%；

（3）微动开关接线端子间及导电部分对地应能承受工频耐压2000v无绝缘体发热、击穿、闪络现象；

（4）微动开关的接点容量为：直流220v0.3a时间常数t≤5×10-3s ；交流220v0.3a功率因数cosφ≤0.6。

（5）在振动频率4-20hz（正弦波），加速度4g时，继电器接点不动作。1

速动油压继电器工作原理变压器正常运行时，因速动油压继电器安装位置低于变压器油面线，继电器油室与变压器油箱连通，油室内隔离波纹管受到较小的静油压，气室i内的弹簧对这静油压进行补偿达到平衡，速动油压继电器不动作。当变压器内部发生故障，油室内压力突然上升，压力达到动作值时，隔离波纹管受压变形，气室i内的压力升高，操作波纹管位移，微动开关动作，发出信号并切断电源使变压器退出运行。1

速动油压继电器安装及连线1、速动油压继电器通过一个50mm蝶阀安装在变压器油箱侧壁上与储油柜中油面的距离为1～3米，小型变压器安装到油箱中部即可。

2、当变压器装有循环油泵时，继电器不应装在靠近出油管的区域，以免在启动和停止油泵时，继电器出现误动作。

3、速动油压继电器必须垂直安装，放气塞在上端。

4、速动油压继电器被正确安装后，将放气塞打开，直到少量油流出，然后将放气塞拧紧。

5、速动油压继电器安装完毕后，接通信号线路，并将与之相联的蝶阀打开，即可送电运行。 1

计量特性及校准方法研究速动油压继电器计量特性1、保护特性

速动油压继电器是为防止变压器油箱在故障中爆裂而研制的，为避免速动油压继电器与其他保护装置的保护参数重复而出现干扰、误动，采用了检测变压器油箱内故障压力上升速率 ( 以下简称压速率) 作为保护参数，压速率不同，与其对应的速动油压继电器响应时间也不同。压速率低，速动油压继电器动作时间长，反之则短，以此来实现动态监测、动态保护。正常运行时，速动油压继电器的安装位置低于变压器油面线，继电器油室与变压器油箱相连，油室内隔离波纹管受到较小的静油压，继电器气室内弹簧对静油压进行补偿以达到平衡，此时继电器不会动作。

当变压器内部发生故障时，油箱内的变压器油在单位时间内的压力变化速度升高至整定限值时，速动油压继电器中的隔离波纹管受压变形，气室内的压力升高，操作波纹管发生位移，微动开关迅速动作，同时使控制回路及时发出报警信号并迅速切断电源，使变压器退出运行状态，从而实现对变压器安全运行的保护。

2、结构特征

（1）外壳。

速动油压继电器产品结构见图1，速动油压继电器独立安装于变压器油箱上部。

由于工作环境与变压器油温的温差容易造成变压器腔体内凝露，腔体内凝露会使变压器内检测、控制用的金属件腐蚀、剥落甚至阻塞，破坏变压器检测、控制作用。速动油压继电器外壳采用铸铝合金制成，铸铝合金的热导率是普通黑色金属的5倍，这就避免了出现运行中速动油压继电器下腔由于油温升降时导热缓慢与上腔形成温差而出现凝露的问题，保证速动油压继电器的保护精度和工作寿命。

（2）检测机构。

速动油压继电器的可变气室由弹性元件及配套件组成，以此对变压器油箱中的压速率进行检测。平衡器检测到压速率后，将使固定气室的压速率增高，在弹性膜盒内外的压力差由可变气室与固定气室的压速率差产生，这个压速率差来推动发信装置动作。

速动油压继电器的监控对象是故障压速率，油箱中的每一压速率，速动油压继电器中固定气室都有固定对应的压速率值，实现了对故障压速率的全程监控。决定速动油压继电器能否对变压器进行保护的关键是继电器的固定气室检测参数的正确与否和检测精度的高低。速动油压继电器是防止变压器油箱爆裂的重要保护组件之一，必须实时监控变压器内的压速率变化。但由于变压器通常处于恶劣环境中，长期恶劣的工作环境势必影响变压器保护装置的检测精度，因此应定期对速动油压继电器进行检测，以使其保持最佳工作状态，保证变压器的安全稳定运行。2

速动油压继电器校准方法通过对速动继电器计量特性的研究以及在校准平台上做了大量的试验，本文提出了一种适用于电力企业的速动继电器校准方法。对变压器速动油压继电器性能进行检测，主要是对其动作特性和密封性能及接点动作有效性的校验。动作特性校验时需要设置9种压力上升速率，并测量动作响应时间。密封性能的校验时需要设定初始压力及密封时长，即采用专门的校验设备，模拟变压器发生故障时的速动油压继电器动作机理，采用微机测控技术，通过计算并控制压力突变速率，自动充放气实时采集来自传感器的信号，在规定压力突变范围内对继电器进行校验。

1、计量特性

（1）继电器动作特性应符合表1的规定。

（2）密封要求。

例行试验时，继电器整体应能承受100kPa正压力的油压试验，历时60min无渗漏现象。

（3）报警接点。

分为单组报警和两组报警接点动作试验，接点输出信号应准确有效。

（4）绝缘电阻。

在校准条件下，继电器接点端子和外壳之间的绝缘电阻不应小于20 MΩ。

（5）电气强度要求。

接线端子间及对地应能承受2kV的工频耐压试验，持续1min，不允许有击穿、闪络现象。

2、校准条件

（1）环境条件。

环境温度为(20±5)℃; 环境湿度为不大于85%RH; 校准所处的环境附近无影响读数的机械振动和外磁场。

（2）测量标准及其他设备。

校准用设备见表2中的规定。

（3）校准项目与校准方法

校准项目校准项目见表3中的规定。

1）校准前准备。

被校继电器应在校准环境条件下放置不少于2h; 继电器校验仪通电预热30min以上。

2）绝缘电阻试验。

测试时使用额定电压500V、量程不小于500MΩ的绝缘电阻表，测量接点端子与外壳之间的绝缘电阻。

3）动作特性试验 ( 包括动作接点试验)。继电器校验仪通电预热后，首先录入被检继电器的基本信息: 规格型号、出厂编号、生产厂家(制造商)、校验次数、密封压力和密封时长; 其次选择报警接点类型: 单报警、报警+静压、双报警; 然后根据继电器类型选择动作特性测试点; 以上步骤确认后，即可开始校验。结果应符合表1的规定。

4）密封性试验。

动作特性试验完成后，根据已选择好的密封压力和密封时长，确认后，继续在继电器校验仪上进行密封性能校验。继电器整体应能承受100kPa正压力的油压试验，历时60min无渗漏现象。

5）电气强度试验。

用符合规定的耐电压测试仪，在无电状态下，将耐电压测试仪与被校继电器端子连接，确认连线正确后，通电并在端子间施加2kV电压，持续1min，不得有发热、击穿、闪络现象。

6）数据保存打印。

校验全部完成后，将校验数据保存并打印。2

本词条内容贡献者为:

王伟 - 副教授 - 上海交通大学