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(dāng)油流量達(dá)到一定值（動(dòng)作油流量）時(shí)，繼電器內(nèi)的動(dòng)板旋轉(zhuǎn)，通過磁偶力使指示部分同步轉(zhuǎn)動(dòng)，信號(hào)接點(diǎn)接通，發(fā)出正常信號(hào)，當(dāng)油流量減少到一定值（返回油流量）時(shí)，動(dòng)板返回發(fā)出故障信號(hào)。

油流繼電器的構(gòu)成

以一種監(jiān)控油泵冷卻系統(tǒng)運(yùn)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(shè)有上大下小的臺(tái)階孔，軟鐵探針裝在支架臺(tái)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(tái)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(shè)置在電路板上，顯示控制電路由脈沖整形器，單片機(jī)CPU、電可擦控制存貯器、顯示器、報(bào)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(dǎo)線頭與顯示控制電路連接。

變壓器油流繼電器保護(hù)動(dòng)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(hào)。

主變壓器油流繼電器故障原因分析

廣電公司有兩臺(tái)保定變壓器廠生產(chǎn)的SFP 7－370000/220型的主變壓器。兩臺(tái)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(yán)重的抖動(dòng)現(xiàn)象。最初運(yùn)行的兩、三個(gè)月內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)其它異?，F(xiàn)象。但隨著運(yùn)行時(shí)間的延長逐步出現(xiàn)了油流繼電器的接點(diǎn)時(shí)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(jī)和風(fēng)扇電機(jī)燒壞。更為嚴(yán)重的是2000年3月，1號(hào)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(hào)主變?nèi)栽谶\(yùn)行，但這幾顆螺釘和墊片給1號(hào)主變的安全運(yùn)行造成了極大的隱患。這一現(xiàn)象帶來了警示，立即對兩臺(tái)主變的所有油流繼電器進(jìn)行了一次仔細(xì)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(yán)重磨損，磨損最嚴(yán)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(jìn)了變壓器，這給變壓器的安全運(yùn)行造成了極大的威脅。

為什么這兩臺(tái)主變壓器的油流繼電器在運(yùn)行時(shí)指針會(huì)抖動(dòng)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(tái)主變配用的潛油泵為湖南躍進(jìn)機(jī)械廠生產(chǎn)的4B135－7/4V的盤式電機(jī)變壓器潛油泵，功率為4kW，轉(zhuǎn)速為1380r/min，揚(yáng)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(biāo)稱直徑為150mm，流量為135m 3 /h，動(dòng)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(dòng)板抖動(dòng)造成的。沒有理由懷疑兩個(gè)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(yīng)該是經(jīng)過試驗(yàn)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(shí)并未將冷卻器和變壓器本體連接試運(yùn)時(shí)，會(huì)不會(huì)是管路上的題目呢？

現(xiàn)場安裝的實(shí)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(dòng)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(jì)算值，油流繼電器動(dòng)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(dòng)板所處的位置的實(shí)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(yùn)行中抖動(dòng)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(dòng)后聯(lián)管內(nèi)產(chǎn)生油流，當(dāng)油流量達(dá)到一定值（動(dòng)作油流量）時(shí)，繼電器內(nèi)的動(dòng)板旋轉(zhuǎn)，通過磁偶力使指示同步轉(zhuǎn)動(dòng)，信號(hào)接點(diǎn)接通，發(fā)出正常信號(hào)。當(dāng)油量減少到一定值（返回油流量）時(shí)，動(dòng)板返回，發(fā)出故障信號(hào)。繼電器動(dòng)板只有在動(dòng)板上受到的油的沖力和阻尼彈簧的反作用力平衡時(shí)才能固定在一個(gè)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(dòng)板受力分析示意圖 在繼電器啟動(dòng)時(shí)，動(dòng)板受到油流的作用，帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸；在繼電器轉(zhuǎn)動(dòng)至工作位置，動(dòng)板由于比較薄，基本上受不到油流的沖擊，故可以省略，此時(shí)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(dòng)板將向下轉(zhuǎn)動(dòng)；假如舵板上所受的力大于轉(zhuǎn)軸上的阻尼，動(dòng)板將向上轉(zhuǎn)動(dòng)。只有舵板上所受力即是轉(zhuǎn)軸上的阻力，動(dòng)板才能穩(wěn)定下來。

從前面的分析已經(jīng)知道，動(dòng)板處油的流速大于繼電器額定流速，動(dòng)板必然向上偏轉(zhuǎn)。偏轉(zhuǎn)至動(dòng)板與油流方向有一定夾角φ時(shí)，動(dòng)板又受到油流的沖擊而使動(dòng)板向下轉(zhuǎn)動(dòng)。如此周而復(fù)始，就使繼電器發(fā)生抖動(dòng)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(dòng)板穩(wěn)定下來，但阻尼器調(diào)到最大動(dòng)板仍不能正常工作。分析舵板的作用是為了使動(dòng)板穩(wěn)定，并且保證由動(dòng)板帶動(dòng)的電氣接點(diǎn)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(dòng)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(yàn)，證實(shí)將舵板面積減少到原面積的2/3時(shí)，即能滿足電氣接點(diǎn)壓力又能使動(dòng)板穩(wěn)定不發(fā)生抖動(dòng)。

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