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摘要:主变压器的安装质量直接决定了变电站的工作水平和供电系统工作的可靠性。针对主变压器的安装过程进行全面梳理,有助于发掘并填补短板,提升新入网设备的安装质量。本文以某供电局500kV 变电站的主变压器的安装为例,对500kV变压器安装过程和技术要求进行了详细的论述与分析。
关键词:500 kV变电站;主变压器;安装过程;技术要求
0引言
国家经济水平和国民生活水平的提升离不开电力行业做出的巨大贡献。在电力供应全流程中,变电站是其中最为重要的环节之一,而变电站中的主变压器则是整个变电站系统中的最关键的设备[1]。为保证500 kV变电站主变压器进行正常工作,应采用严谨、可靠、合理的技术和相应的手段保证或提高主变压器的安装质量,合理地提升其工作性能。其最终目的,是帮助我国电力企业进行健康生产、安全生产,最终不断提升我国电力事业的生产水平,促进根中技术要求和规格下的主变压器进行可靠运行。
1安装总工序
研究以某供电局500kV 变电站为例。该变电站主变压器组拟安装2组由我国某厂家生产的自然风冷、中压侧线端无载调压的单相自耦1000MVA 主变压器,其安装工序总流程见图1所示。
图1 500 kV变电站主变压器安装总工序
其中,设备验收阶段针对变压器及相应配件的接收和检验。主要检查项目有:变压器及附件数量、外观质量,主体冲击记录,氮气压力是否合格,产品铭牌说明书与型号规格进行比对,产品是否有破损或受潮现象,产品的绝缘油油罐是否存在漏油现象等。该环节相对直观,不在本次主要讨论内容中。
2安装前准备
2.1绝缘油处理
储油罐在运抵现场后,应先将油罐内的残油放尽,然后进行检查,确认清洁后方可储油,防止污染绝缘油[2]。如绝缘油品质不合格,应针对不同情况,采用压力式滤油机或高真空净油机进行处理。经试验合格后才能注入变压器中。
2.2附件检查、清洗与试漏
2.2.1散热器的检查、试漏与清洗
1.检查
外观各部应无脱漆、紧固件松动或变形、损坏等。风扇潜油泵及油流继电器应转动灵活无卡阻,电机绕组的绝缘电阻不低于10MΩ,通电试转时应无异常噪声、振动及过热现象,否则,应查明原因予以处理。
2.试漏
按制造厂规定的压力值用气压或油压进行密封试验(如制造厂无规定时,则用0.25MPa的压力进行试验),持续30min应无渗漏。
3.清洗
打开散热器上下油腔,检查油腔及散热管内部;用手触摸油腔及散热管内壁是否清洁,如有污物可用合格的绝缘油进行清洗。
2.2.2储油柜的清洗与试漏
1.清洗
胶囊式储油柜应拆开端盖进行清理,然后用合格的绝缘油冲洗。
2.试漏
胶囊式储油柜中的胶囊应用0.02MPa气压持续30min进行试漏(胶囊从呼吸口充气)。油位计的小胶囊可直接注油进行试漏(打开小油柜检查)。
3.其他
凡与变压器油接触的附件,都必须清理干净,然后用合格的变压器油进行冲洗,不得有锈蚀现象。
2.3注油排氮
充氮运输的变压器应将本体内的气体置换成绝缘油。置换前应将油箱内的残油排尽,打开变压器本体上部的放气孔,从变压器底部注入合格的变压器油排出气体,至绝缘油淹没铁芯为止。
2.4升高座、套管试验
(1)对升高座内附CT试验(变比、极性、伏安特性),并将所有的抽头抽出。
(2)对套管进行对地绝缘电阻及介质损失角正切值的测量。
3变压器检查
本工程变压器器身检查采用从人孔进入变压器内进行器身检查的方式(内检)。打开油箱上的两个人孔,内检人员进入油箱,按规定的内检项目及技术要求逐项检查[3]。当厂方配备有干燥空气发生器时,内检过程中要持续向油箱内吹入干燥空气,流量维持在2m3/min;未配置干燥空气发生器时,要多处打开孔盖,保证空气流通,必要时向油箱内注入氧气。器身加热采用热油循环,用高真空滤油机投2~3组加热器,控制出口油温在60℃~70℃,对变压器进行热油循环,使油温逐步升高,并达到高于环境温度10℃~15℃确认变压器、滤油机及金属管路可靠接地后方可进行上述工作。放油:使用一台滤油机从变压器底部放油,放油前应确认当天天气良好,并满足器身检查要求。放油过程中应有人监护,防止绝缘油流失及污染。放油前,应打开变压器顶部一较小的附件安装孔,装上吸湿器(或用干净白布包上吸湿剂堵在孔上),以便放油并避免潮气与器身接触。
4總体复装
所有充油组件、附件及管路在安装前均应用合格的变压器油对其内部进行冲洗[4]。变压器在进行内部检查的同时,即可进行附件、组件的安装。
4.1冷却系统装配
(1)每台变压器配有13组散热器及18台冷却风扇,安装冷却器前,先按冷却装置图安装导油管及冷却器支架。
(2)打开冷却器管路上的运输盖板,检查冷却器内部无锈蚀、积水及杂物后方能进行下一步的安装。
(3)起吊风冷却器,使之处于直立状态,当发现内部有杂物时,用干净的变压器油冲洗冷却器内部至干净,再与冷却器支架及导油管路进行装配。
4.2电流互感器安装
按变压器总装配图安装高压、中性点、中压及低压套管式电流互感器[5]。在安装中压、中性点套管式电流互感器之前,应先将中压、中性点套管的均压球从套管上拧下,分别套在相应引线上。
4.3各类型套管安装程序及技术要求
4.3.1高压套管的安装程序及技术要求
(1)打开套管包装箱,检查瓷件表面应无损伤,金属部分表面无锈蚀、无漏油现象。 (2)打开套管下部导电管头上的密封盖,检查导电管内部的清洁情况,若发现内部有尘土、水滴或其他异物,必须用干净的白布擦净。
(3)套管由水平位置起吊时,按图2所示方法进行。在钢丝绳与套管瓷件相接触的部位垫上软纸板或棉布等物,防止钢丝绳损坏瓷件。起吊过程中,应避免使套管受到大的冲击,水平起吊使套管距地面高度2.5m时操作2T倒链,使套管处于垂直状态,然后按图2所示调整套管的起吊方式和角度。
(4)将高压套管起吊如图3所示位置,1名安装人员位于套管端部,将一端连有M12螺栓的铁线(16#,长20m)穿入套管的导电管内,螺栓拧入引线头上的M12螺孔中,将引线上拉穿入套管的导电管内,套管慢慢下落(下落速度≤300mm/min),一名起重人员在图中所示位置(高压电流互感器上部)严密监视套管的就位情况,并調整套管下端与500kV引线绝缘件的配合。
(5)将套管法兰与电流互感器上部法兰用螺栓紧固,并注意使套管油表向外。
(6)套管头部的结构及安装详见制造厂提供的套管安装使用说明书,套管头部安装完毕后安装均压环。
4.3.2中压套管、中性点套管的安装
(1)中压套管、中性点套管的内外表面检查及清理同高压套管的安装相同。
(2)在套管的就位过程中,保持套管与电流互感器法兰周边的间隙适当,防止碰坏套管瓷件。
(3)将套管法兰与电流互感器上部法兰用螺栓紧固,并使套管油表向外。
4.3.3低压套管的安装
打开套管包装箱,检查瓷件表面应无损伤,金属表面无锈蚀。装配前,用软布擦去表面尘土和油污。螺栓按国标要求扭紧力矩,接线板的导电接触面必须平整光滑。
4.4其他组件安装
储油柜、联管的安装按变压器总装配图进行;接地套管、压力释放器、吸湿器、气体继电器的安装按各组件安装使用说明书进行。
5真空注油
在真空注油前,应对真空注油时使用的变压器油进行脱气和过滤处理,使油质符合要求待用。
打开各组附件与本体间所有的阀门,关闭所有的放气阀。打开储油柜本体与吸湿器联管间的阀门,使储油柜胶囊内外包括储油柜和其他组件一起抽真空。启动真空泵抽真空,将油箱内抽至0.2MPa,观察有无异常现象,若无异常,将真空度提高至小于1mbar。抽真空时应对真空处理的全过程进行监控,并做好记录,发现问题及时处理。维持真空48h,方可注油。用高真空滤油机将绝缘油从下节油箱上的Φ80活门向本体注入,油温宜高于器身温度(投加热器),注油速度在4~6t/h范围内,油面距离顶盖200mm时停止注油,注油过程中应保持真空度。停止注油后,应继续抽真空2h。
6热油循环
为排除安装过程中器身绝缘表面吸收的潮气,必须进行热油循环。真空注油后维持真空2h,即可进行热油循环。打开冷却器、储油柜与变压器本体之间的阀门,然后接通热油循环系统的管路,通过真空滤油机进行热油循环,使热油从油箱顶盖上的80蝶阀进入油箱,从油箱下部的Φ80活门流回真空滤油机。在循环过程中,维持整个循环系统真空度≤133Pa,滤油机加热脱水缸中的温度控制在65℃±5℃范围内。热油循环的时间应不少于
72h,且总过滤油量至少达到变压器总油量5倍。
7补充注油、静放及密封性试验
热油循环结束后,将合格的变压器油从油箱下部Φ80活门注入变压器,使油位计的油面处在正常位置。补油过程中,储油柜的排气方法按其安装使用说明书要求进行。补油结束后,关闭注油阀门,利用变压器所有组件、附件及管路的所有放气塞放气,见有油溢出立即拧紧放气塞。储油柜按其安装使用说明书进行放气。密封性试验:在油箱顶部施加0.03MPa压力,并维持24h应无渗漏。密封性试验结束后,整个变压器静放72h,在此期间变压器应无渗漏。静放结束后,利用所有放气塞放气,然后调整油位至相应环境温度时的位置。
8二次接线及启动试验
(1)二次接线按厂家资料及设计图纸进行。
(2)启动试验:变压器的风冷系统应通电启动检查,检查各转动部件及其他部分有无异常,控制系统动作切换正确无误。本体试验要按照国家标准要求进行。
9结语
综上,本文对500 kV变电站主变压器的安装过程及技术要求进行了综合分析;通过案例对变压器安装过程中的安装前准备、变压器检查、总体复装、真空注油、热油循环、补充注油、静放及密封性试验、二次接线及启动试验等技术要点进行分别阐述。所得到的技术要求分析可以供其他型号或技术条件要求下的变电站主变压器安装及使用人员参考。
参考文献:
[1] 胡翔宇.500kV变电站主变压器安装过程及技术要求[J].中国高新技术企业,2017(10):101-102.
[2] 唐凯骏.500kV变电站主变压器运行及维护措施研究[J].通讯世界,2015,(18):179.
[3] 葛华.500kV变电站主变压器运行中产生的问题和维护措施[J].科技传播,2016,(17):180-181.
[4] 潘建亚.500 kV变电站主变压器的运行及维护研究[J].自动化应用,2017(12):71-72.
[5] 李耀和.500 kV变电站主变压器安装及检修方法研究[J].中国新技术新产品,2019(6):45-46.
关键词:500 kV变电站;主变压器;安装过程;技术要求
0引言
国家经济水平和国民生活水平的提升离不开电力行业做出的巨大贡献。在电力供应全流程中,变电站是其中最为重要的环节之一,而变电站中的主变压器则是整个变电站系统中的最关键的设备[1]。为保证500 kV变电站主变压器进行正常工作,应采用严谨、可靠、合理的技术和相应的手段保证或提高主变压器的安装质量,合理地提升其工作性能。其最终目的,是帮助我国电力企业进行健康生产、安全生产,最终不断提升我国电力事业的生产水平,促进根中技术要求和规格下的主变压器进行可靠运行。
1安装总工序
研究以某供电局500kV 变电站为例。该变电站主变压器组拟安装2组由我国某厂家生产的自然风冷、中压侧线端无载调压的单相自耦1000MVA 主变压器,其安装工序总流程见图1所示。
图1 500 kV变电站主变压器安装总工序
其中,设备验收阶段针对变压器及相应配件的接收和检验。主要检查项目有:变压器及附件数量、外观质量,主体冲击记录,氮气压力是否合格,产品铭牌说明书与型号规格进行比对,产品是否有破损或受潮现象,产品的绝缘油油罐是否存在漏油现象等。该环节相对直观,不在本次主要讨论内容中。
2安装前准备
2.1绝缘油处理
储油罐在运抵现场后,应先将油罐内的残油放尽,然后进行检查,确认清洁后方可储油,防止污染绝缘油[2]。如绝缘油品质不合格,应针对不同情况,采用压力式滤油机或高真空净油机进行处理。经试验合格后才能注入变压器中。
2.2附件检查、清洗与试漏
2.2.1散热器的检查、试漏与清洗
1.检查
外观各部应无脱漆、紧固件松动或变形、损坏等。风扇潜油泵及油流继电器应转动灵活无卡阻,电机绕组的绝缘电阻不低于10MΩ,通电试转时应无异常噪声、振动及过热现象,否则,应查明原因予以处理。
2.试漏
按制造厂规定的压力值用气压或油压进行密封试验(如制造厂无规定时,则用0.25MPa的压力进行试验),持续30min应无渗漏。
3.清洗
打开散热器上下油腔,检查油腔及散热管内部;用手触摸油腔及散热管内壁是否清洁,如有污物可用合格的绝缘油进行清洗。
2.2.2储油柜的清洗与试漏
1.清洗
胶囊式储油柜应拆开端盖进行清理,然后用合格的绝缘油冲洗。
2.试漏
胶囊式储油柜中的胶囊应用0.02MPa气压持续30min进行试漏(胶囊从呼吸口充气)。油位计的小胶囊可直接注油进行试漏(打开小油柜检查)。
3.其他
凡与变压器油接触的附件,都必须清理干净,然后用合格的变压器油进行冲洗,不得有锈蚀现象。
2.3注油排氮
充氮运输的变压器应将本体内的气体置换成绝缘油。置换前应将油箱内的残油排尽,打开变压器本体上部的放气孔,从变压器底部注入合格的变压器油排出气体,至绝缘油淹没铁芯为止。
2.4升高座、套管试验
(1)对升高座内附CT试验(变比、极性、伏安特性),并将所有的抽头抽出。
(2)对套管进行对地绝缘电阻及介质损失角正切值的测量。
3变压器检查
本工程变压器器身检查采用从人孔进入变压器内进行器身检查的方式(内检)。打开油箱上的两个人孔,内检人员进入油箱,按规定的内检项目及技术要求逐项检查[3]。当厂方配备有干燥空气发生器时,内检过程中要持续向油箱内吹入干燥空气,流量维持在2m3/min;未配置干燥空气发生器时,要多处打开孔盖,保证空气流通,必要时向油箱内注入氧气。器身加热采用热油循环,用高真空滤油机投2~3组加热器,控制出口油温在60℃~70℃,对变压器进行热油循环,使油温逐步升高,并达到高于环境温度10℃~15℃确认变压器、滤油机及金属管路可靠接地后方可进行上述工作。放油:使用一台滤油机从变压器底部放油,放油前应确认当天天气良好,并满足器身检查要求。放油过程中应有人监护,防止绝缘油流失及污染。放油前,应打开变压器顶部一较小的附件安装孔,装上吸湿器(或用干净白布包上吸湿剂堵在孔上),以便放油并避免潮气与器身接触。
4總体复装
所有充油组件、附件及管路在安装前均应用合格的变压器油对其内部进行冲洗[4]。变压器在进行内部检查的同时,即可进行附件、组件的安装。
4.1冷却系统装配
(1)每台变压器配有13组散热器及18台冷却风扇,安装冷却器前,先按冷却装置图安装导油管及冷却器支架。
(2)打开冷却器管路上的运输盖板,检查冷却器内部无锈蚀、积水及杂物后方能进行下一步的安装。
(3)起吊风冷却器,使之处于直立状态,当发现内部有杂物时,用干净的变压器油冲洗冷却器内部至干净,再与冷却器支架及导油管路进行装配。
4.2电流互感器安装
按变压器总装配图安装高压、中性点、中压及低压套管式电流互感器[5]。在安装中压、中性点套管式电流互感器之前,应先将中压、中性点套管的均压球从套管上拧下,分别套在相应引线上。
4.3各类型套管安装程序及技术要求
4.3.1高压套管的安装程序及技术要求
(1)打开套管包装箱,检查瓷件表面应无损伤,金属部分表面无锈蚀、无漏油现象。 (2)打开套管下部导电管头上的密封盖,检查导电管内部的清洁情况,若发现内部有尘土、水滴或其他异物,必须用干净的白布擦净。
(3)套管由水平位置起吊时,按图2所示方法进行。在钢丝绳与套管瓷件相接触的部位垫上软纸板或棉布等物,防止钢丝绳损坏瓷件。起吊过程中,应避免使套管受到大的冲击,水平起吊使套管距地面高度2.5m时操作2T倒链,使套管处于垂直状态,然后按图2所示调整套管的起吊方式和角度。
(4)将高压套管起吊如图3所示位置,1名安装人员位于套管端部,将一端连有M12螺栓的铁线(16#,长20m)穿入套管的导电管内,螺栓拧入引线头上的M12螺孔中,将引线上拉穿入套管的导电管内,套管慢慢下落(下落速度≤300mm/min),一名起重人员在图中所示位置(高压电流互感器上部)严密监视套管的就位情况,并調整套管下端与500kV引线绝缘件的配合。
(5)将套管法兰与电流互感器上部法兰用螺栓紧固,并注意使套管油表向外。
(6)套管头部的结构及安装详见制造厂提供的套管安装使用说明书,套管头部安装完毕后安装均压环。
4.3.2中压套管、中性点套管的安装
(1)中压套管、中性点套管的内外表面检查及清理同高压套管的安装相同。
(2)在套管的就位过程中,保持套管与电流互感器法兰周边的间隙适当,防止碰坏套管瓷件。
(3)将套管法兰与电流互感器上部法兰用螺栓紧固,并使套管油表向外。
4.3.3低压套管的安装
打开套管包装箱,检查瓷件表面应无损伤,金属表面无锈蚀。装配前,用软布擦去表面尘土和油污。螺栓按国标要求扭紧力矩,接线板的导电接触面必须平整光滑。
4.4其他组件安装
储油柜、联管的安装按变压器总装配图进行;接地套管、压力释放器、吸湿器、气体继电器的安装按各组件安装使用说明书进行。
5真空注油
在真空注油前,应对真空注油时使用的变压器油进行脱气和过滤处理,使油质符合要求待用。
打开各组附件与本体间所有的阀门,关闭所有的放气阀。打开储油柜本体与吸湿器联管间的阀门,使储油柜胶囊内外包括储油柜和其他组件一起抽真空。启动真空泵抽真空,将油箱内抽至0.2MPa,观察有无异常现象,若无异常,将真空度提高至小于1mbar。抽真空时应对真空处理的全过程进行监控,并做好记录,发现问题及时处理。维持真空48h,方可注油。用高真空滤油机将绝缘油从下节油箱上的Φ80活门向本体注入,油温宜高于器身温度(投加热器),注油速度在4~6t/h范围内,油面距离顶盖200mm时停止注油,注油过程中应保持真空度。停止注油后,应继续抽真空2h。
6热油循环
为排除安装过程中器身绝缘表面吸收的潮气,必须进行热油循环。真空注油后维持真空2h,即可进行热油循环。打开冷却器、储油柜与变压器本体之间的阀门,然后接通热油循环系统的管路,通过真空滤油机进行热油循环,使热油从油箱顶盖上的80蝶阀进入油箱,从油箱下部的Φ80活门流回真空滤油机。在循环过程中,维持整个循环系统真空度≤133Pa,滤油机加热脱水缸中的温度控制在65℃±5℃范围内。热油循环的时间应不少于
72h,且总过滤油量至少达到变压器总油量5倍。
7补充注油、静放及密封性试验
热油循环结束后,将合格的变压器油从油箱下部Φ80活门注入变压器,使油位计的油面处在正常位置。补油过程中,储油柜的排气方法按其安装使用说明书要求进行。补油结束后,关闭注油阀门,利用变压器所有组件、附件及管路的所有放气塞放气,见有油溢出立即拧紧放气塞。储油柜按其安装使用说明书进行放气。密封性试验:在油箱顶部施加0.03MPa压力,并维持24h应无渗漏。密封性试验结束后,整个变压器静放72h,在此期间变压器应无渗漏。静放结束后,利用所有放气塞放气,然后调整油位至相应环境温度时的位置。
8二次接线及启动试验
(1)二次接线按厂家资料及设计图纸进行。
(2)启动试验:变压器的风冷系统应通电启动检查,检查各转动部件及其他部分有无异常,控制系统动作切换正确无误。本体试验要按照国家标准要求进行。
9结语
综上,本文对500 kV变电站主变压器的安装过程及技术要求进行了综合分析;通过案例对变压器安装过程中的安装前准备、变压器检查、总体复装、真空注油、热油循环、补充注油、静放及密封性试验、二次接线及启动试验等技术要点进行分别阐述。所得到的技术要求分析可以供其他型号或技术条件要求下的变电站主变压器安装及使用人员参考。
参考文献:
[1] 胡翔宇.500kV变电站主变压器安装过程及技术要求[J].中国高新技术企业,2017(10):101-102.
[2] 唐凯骏.500kV变电站主变压器运行及维护措施研究[J].通讯世界,2015,(18):179.
[3] 葛华.500kV变电站主变压器运行中产生的问题和维护措施[J].科技传播,2016,(17):180-181.
[4] 潘建亚.500 kV变电站主变压器的运行及维护研究[J].自动化应用,2017(12):71-72.
[5] 李耀和.500 kV变电站主变压器安装及检修方法研究[J].中国新技术新产品,2019(6):45-46.