油流繼電器的工作原理

油流繼電器用于監(jiān)督變壓器用冷卻器內(nèi)油流變化情況。

將油泵開啟后繼電器聯(lián)管內(nèi)產(chǎn)生油流，當油流量達到一定值（動作油流量）時，繼電器內(nèi)的動板旋轉(zhuǎn)，通過磁偶力使指示部分同步轉(zhuǎn)動，信號接點接通，發(fā)出正常信號，當油流量減少到一定值（返回油流量）時，動板返回發(fā)出故障信號。

油流繼電器的構(gòu)成

以一種監(jiān)控油泵冷卻系統(tǒng)運行的數(shù)字油流繼電器為例 ：

它包括安裝在油泵管路中的油流量變送器，其特征在于它還包括油流量傳感器和油流量顯示控制器，其中：

A、油流量變送器包括筒、套、波輪、波輪軸、波輪架、緊固件，套裝在筒的中部，波輪架固定在筒內(nèi)，波輪及其波輪軸安裝在波輪架上；

B、流量傳感器包括支架、永磁鐵、線圈、軟鐵探針，其中支架與套緊固在一起，支架中心設有上大下小的臺階孔，軟鐵探針裝在支架臺階兇內(nèi)，線圈纏繞在永磁鐵外面，連同永磁鐵一起裝在支架臺階大孔內(nèi)；

C、油流量顯示控制器包括控制盒、顯示器、電路板，其顯示器安裝在控制盒的面板上，電路板安裝在控制盒內(nèi)，顯示控制電路設置在電路板上，顯示控制電路由脈沖整形器，單片機CPU、電可擦控制存貯器、顯示器、報警器、繼電器及常規(guī)電子元器件構(gòu)成；

D、控制盒與支架固接，油流量傳感器線圈的導線頭與顯示控制電路連接。

變壓器油流繼電器保護動作原理

變壓器如果出現(xiàn)短路故障，電弧引起變壓器油氣化，油的體積膨脹，造成流經(jīng)油流繼電器的流速快，油流繼電器發(fā)出跳閘信號。

主變壓器油流繼電器故障原因分析

廣電公司有兩臺保定變壓器廠生產(chǎn)的SFP 7－370000/220型的主變壓器。兩臺變壓器分別在1999年10月和2000年2月投產(chǎn)。

投產(chǎn)后均發(fā)現(xiàn)油流繼電器的指針有比較嚴重的抖動現(xiàn)象。最初運行的兩、三個月內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)其它異常現(xiàn)象。但隨著運行時間的延長逐步出現(xiàn)了油流繼電器的接點時常接觸不良，造成備用冷卻器頻繁投、退現(xiàn)象，極易造成潛油泵電機和風扇電機燒壞。更為嚴重的是2000年3月，1號主變第三組冷卻器的油流繼電器油管內(nèi)的零件全部抖脫，有四顆M6×20的鏍釘及其防松彈性墊被油流順著油管沖得不知往向。

固然現(xiàn)在1號主變?nèi)栽谶\行，但這幾顆螺釘和墊片給1號主變的安全運行造成了極大的隱患。這一現(xiàn)象帶來了警示，立即對兩臺主變的所有油流繼電器進行了一次仔細的檢查。檢查的結(jié)果令人吃驚：所有的繼電器檔板的軸和軸承均被嚴重磨損，磨損最嚴重的軸被磨掉了1/4，軸承被磨成了橢圓形孔，其長軸與短軸之比為1.5～2，軸承的材質(zhì)為銅或鋁合金，其磨下的金屬粉末被沖進了變壓器，這給變壓器的安全運行造成了極大的威脅。

為什么這兩臺主變壓器的油流繼電器在運行時指針會抖動而其它的變壓器沒有這種現(xiàn)象呢？電廠作了如下調(diào)查和分析：

兩臺主變配用的潛油泵為湖南躍進機械廠生產(chǎn)的4B135－7/4V的盤式電機變壓器潛油泵，功率為4kW，轉(zhuǎn)速為1380r/min，揚程為7m，流量為135m 3 /h，配用的油流繼電器是沈陽特種繼電器廠生產(chǎn)的YJ－150/135，其聯(lián)管標稱直徑為150mm，流量為135m 3 /h，動作油流量101＋10%，返回油流量為75＋10%。潛油泵的額定流量和油流繼電器的流量是相匹配的。檢查油流繼電器除磨損外，未發(fā)現(xiàn)其它異常，而繼電器磨損是由繼電器動板抖動造成的。沒有理由懷疑兩個生產(chǎn)廠家的銘牌值，那么題目出在哪里呢？

繼電器和油泵廠家的銘牌值應該是經(jīng)過試驗的，變壓器廠所配的聯(lián)管的直徑也是150mm，從變壓器廠了解到變壓器出廠時并未將冷卻器和變壓器本體連接試運時，會不會是管路上的題目呢？

現(xiàn)場安裝的實際情況如圖1。

油泵的出口截面：100mm×100mm＝10000mm2 ，

聯(lián)管的截面積： LR 2 ＝3.14×（150/2） 2 ＝3.14×75 2＝17662.5mm 2

油泵出口的流速（V）＝流量（Q）÷截面（S）＝135m 3 /h/1000mm 2 ＝3.75m/s，

聯(lián)管的流速（V）＝流量（Q）÷截面（S）＝m 3 /h/（3600s×17662.5mm 2 ＝2.1m/s

油泵出口油的流速＞聯(lián)管的流速1.78倍，而油泵出口距油流繼電器動板只有300mm，油泵出口的流速不可能立即降低到聯(lián)管內(nèi)的理論流速計算值，油流繼電器動板上受的力只與流速有關(guān)，與流量沒有關(guān)系。

繼電器的動板所處的位置的實際流速大于油流繼電器所要求的額定流速。這就是油流繼電器運行中抖動的主要原因。如何解決呢？由于變壓器和冷卻器之間已經(jīng)安裝定位，不可能增加油泵出口和油流繼電器之間的間隔，因而只能在油流繼電器上打主意，想辦法了。

其工作原理是：油泵起動后聯(lián)管內(nèi)產(chǎn)生油流，當油流量達到一定值（動作油流量）時，繼電器內(nèi)的動板旋轉(zhuǎn)，通過磁偶力使指示同步轉(zhuǎn)動，信號接點接通，發(fā)出正常信號。當油量減少到一定值（返回油流量）時，動板返回，發(fā)出故障信號。繼電器動板只有在動板上受到的油的沖力和阻尼彈簧的反作用力平衡時才能固定在一個位置（即指針靜止）。

分析一下油流繼電器在高于額定流速下的工作情況，見圖2。

圖2動板受力分析示意圖 在繼電器啟動時，動板受到油流的作用，帶動轉(zhuǎn)軸；在繼電器轉(zhuǎn)動至工作位置，動板由于比較薄，基本上受不到油流的沖擊，故可以省略，此時只有舵板能受到油流的作用。它上面所受力＝油的流速×舵板的面積。假如舵板上所受的力小于轉(zhuǎn)軸上的阻尼，動板將向下轉(zhuǎn)動；假如舵板上所受的力大于轉(zhuǎn)軸上的阻尼，動板將向上轉(zhuǎn)動。只有舵板上所受力即是轉(zhuǎn)軸上的阻力，動板才能穩(wěn)定下來。

從前面的分析已經(jīng)知道，動板處油的流速大于繼電器額定流速，動板必然向上偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)至動板與油流方向有一定夾角φ時，動板又受到油流的沖擊而使動板向下轉(zhuǎn)動。如此周而復始，就使繼電器發(fā)生抖動而不能正常工作。

綜上分析在這種情況調(diào)整阻尼器或?qū)⒍姘宓拿娣e減小就有可能使動板穩(wěn)定下來，但阻尼器調(diào)到最大動板仍不能正常工作。分析舵板的作用是為了使動板穩(wěn)定，并且保證由動板帶動的電氣接點有一定的壓力，肯定不能取消，只能減少。那么減少多少為宜呢？由于現(xiàn)場不能正確測定動板處的流速是多少，只能用瞎子爬山法逐漸減少舵板的面積，經(jīng)過多次試驗，證實將舵板面積減少到原面積的2/3時，即能滿足電氣接點壓力又能使動板穩(wěn)定不發(fā)生抖動。

電廠將2臺主變壓器的10只油流繼電器全部進行了同樣的處理，全部都運行非常穩(wěn)定，運行至今未發(fā)現(xiàn)任何一只繼電器出現(xiàn)題目，完全達到了預定目標