油流继电器工作原理，油流继电器故障原因分析

油流继电器的工作原理

油流继电器用于监督变压器用冷却器内油流变化情况。

将油泵开启后继电器联管内产生油流，当油流量达到一定值（动作油流量）时，继电器内的动板旋转，通过磁偶力使指示部分同步转动，信号接点接通，发出正常信号，当油流量减少到一定值（返回油流量）时，动板返回发出故障信号。

油流继电器的构成

以一种监控油泵冷却系统运行的数字油流继电器为例 ：

它包括安装在油泵管路中的油流量变送器，其特征在于它还包括油流量传感器和油流量显示控制器，其中：

A、油流量变送器包括筒、套、波轮、波轮轴、波轮架、紧固件，套装在筒的中部，波轮架固定在筒内，波轮及其波轮轴安装在波轮架上；

B、流量传感器包括支架、永磁铁、线圈、软铁探针，其中支架与套紧固在一起，支架中心设有上大下小的台阶孔，软铁探针装在支架台阶凶内，线圈缠绕在永磁铁外面，连同永磁铁一起装在支架台阶大孔内；

C、油流量显示控制器包括控制盒、显示器、电路板，其显示器安装在控制盒的面板上，电路板安装在控制盒内，显示控制电路设置在电路板上，显示控制电路由脉冲整形器，单片机CPU、电可擦控制存贮器、显示器、报警器、继电器及常规电子元器件构成；

D、控制盒与支架固接，油流量传感器线圈的导线头与显示控制电路连接。

变压器油流继电器保护动作原理

变压器如果出现短路故障，电弧引起变压器油气化，油的体积膨胀，造成流经油流继电器的流速快，油流继电器发出跳闸信号。

主变压器油流继电器故障原因分析

广电公司有两台保定变压器厂生产的SFP 7－370000/220型的主变压器。两台变压器分别在1999年10月和2000年2月投产。

投产后均发现油流继电器的指针有比较严重的抖动现象。最初运行的两、三个月内，未发现其它异常现象。但随着运行时间的延长逐步出现了油流继电器的接点时常接触不良，造成备用冷却器频繁投、退现象，极易造成潜油泵电机和风扇电机烧坏。更为严重的是2000年3月，1号主变第三组冷却器的油流继电器油管内的零件全部抖脱，有四颗M6×20的镙钉及其防松弹性垫被油流顺着油管冲得不知往向。

固然现在1号主变仍在运行，但这几颗螺钉和垫片给1号主变的安全运行造成了极大的隐患。这一现象带来了警示，立即对两台主变的所有油流继电器进行了一次仔细的检查。检查的结果令人吃惊：所有的继电器档板的轴和轴承均被严重磨损，磨损最严重的轴被磨掉了1/4，轴承被磨成了椭圆形孔，其长轴与短轴之比为1.5～2，轴承的材质为铜或铝合金，其磨下的金属粉末被冲进了变压器，这给变压器的安全运行造成了极大的威胁。

为什么这两台主变压器的油流继电器在运行时指针会抖动而其它的变压器没有这种现象呢？电厂作了如下调查和分析：

两台主变配用的潜油泵为湖南跃进机械厂生产的4B135－7/4V的盘式电机变压器潜油泵，功率为4kW，转速为1380r/min，扬程为7m，流量为135m 3 /h，配用的油流继电器是沈阳特种继电器厂生产的YJ－150/135，其联管标称直径为150mm，流量为135m 3 /h，动作油流量101＋10%，返回油流量为75＋10%。潜油泵的额定流量和油流继电器的流量是相匹配的。检查油流继电器除磨损外，未发现其它异常，而继电器磨损是由继电器动板抖动造成的。没有理由怀疑两个生产厂家的铭牌值，那么题目出在哪里呢？

继电器和油泵厂家的铭牌值应该是经过试验的，变压器厂所配的联管的直径也是150mm，从变压器厂了解到变压器出厂时并未将冷却器和变压器本体连接试运时，会不会是管路上的题目呢？

现场安装的实际情况如图1。

油泵的出口截面：100mm×100mm＝10000mm2 ，

联管的截面积： 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，

联管的流速（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＞联管的流速1.78倍，而油泵出口距油流继电器动板只有300mm，油泵出口的流速不可能立即降低到联管内的理论流速计算值，油流继电器动板上受的力只与流速有关，与流量没有关系。

继电器的动板所处的位置的实际流速大于油流继电器所要求的额定流速。这就是油流继电器运行中抖动的主要原因。如何解决呢？由于变压器和冷却器之间已经安装定位，不可能增加油泵出口和油流继电器之间的间隔，因而只能在油流继电器上打主意，想办法了。

其工作原理是：油泵起动后联管内产生油流，当油流量达到一定值（动作油流量）时，继电器内的动板旋转，通过磁偶力使指示同步转动，信号接点接通，发出正常信号。当油量减少到一定值（返回油流量）时，动板返回，发出故障信号。继电器动板只有在动板上受到的油的冲力和阻尼弹簧的反作用力平衡时才能固定在一个位置（即指针静止）。

分析一下油流继电器在高于额定流速下的工作情况，见图2。

图2动板受力分析示意图 在继电器启动时，动板受到油流的作用，带动转轴；在继电器转动至工作位置，动板由于比较薄，基本上受不到油流的冲击，故可以省略，此时只有舵板能受到油流的作用。它上面所受力＝油的流速×舵板的面积。假如舵板上所受的力小于转轴上的阻尼，动板将向下转动；假如舵板上所受的力大于转轴上的阻尼，动板将向上转动。只有舵板上所受力即是转轴上的阻力，动板才能稳定下来。

从前面的分析已经知道，动板处油的流速大于继电器额定流速，动板必然向上偏转。偏转至动板与油流方向有一定夹角φ时，动板又受到油流的冲击而使动板向下转动。如此周而复始，就使继电器发生抖动而不能正常工作。

综上分析在这种情况调整阻尼器或将舵板的面积减小就有可能使动板稳定下来，但阻尼器调到最大动板仍不能正常工作。分析舵板的作用是为了使动板稳定，并且保证由动板带动的电气接点有一定的压力，肯定不能取消，只能减少。那么减少多少为宜呢？由于现场不能正确测定动板处的流速是多少，只能用瞎子爬山法逐渐减少舵板的面积，经过多次试验，证实将舵板面积减少到原面积的2/3时，即能满足电气接点压力又能使动板稳定不发生抖动。

电厂将2台主变压器的10只油流继电器全部进行了同样的处理，全部都运行非常稳定，运行至今未发现任何一只继电器出现题目，完全达到了预定目标