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摘 要:电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注,尤其越来越多的大容量变压器进网运行,在电力分配和传输的整个过程中,能量转换和传输的核心就是变压器。变压器不仅是电网中最为关键和最重要的设备,也是千家万户能量的必经之路,更是国民经济各行各业的支柱。变压器的运输和安装是变压器投入使用的第一步,也是非常关键的一步。只有安全运输、合理安装才能保证后续的正常使用。变压器系统施工内容主要有变压器本体就位、附件安装、油处理、注油及试验,本文以主变压器系统的安装为例进行阐述。
关键词:变压器;安装;安全;分析
中图分类号:TV734 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0129-02
一、变压器安装前的工作
变压器在安装前的工作主要有两大部分,一是装卸运输二是到达目的地之后的检查工作。每一步都是至关重要的,只有合理合格的完成每一阶段的工作,才能保证后续工作的安全进行。
(一)变压器装卸与运输
变压器的装卸及运输,必须对运输路径及两端装卸条件作充分调查,制定施工安全技术措施。
1.水路运输时,应做好下列工作
选择航道,了解吃水深度、水上及水下障碍物分布、潮汛情况以及沿途桥梁尺寸;选择船舶,了解船舶运载能力与结构,验算载重时船舶的稳定性;调查码头承重能力及起重能力,必要时应进行验算或荷重试验。
2.陆路运输用机械直接拖运时,应做好下列工作
了解道路及其沿途桥梁、涵洞、沟道等的结构、宽度、坡度、倾斜度、转角及承重情况,必要时应采取措施;调查沿途架空线、通讯线等高空障碍物的情况;变压器利用滚轮在现场铁路专用线作短途运输时,应对铁路专用线进行调查与验算,其速度不应超过0.2km/h;公路运输速度时,车速在高速公路或一级路面不超过15km/h,其他路面不超过10km/h。
3.变压器装卸时,应满足一下要求
变压器装卸时,应防止因车辆弹簧伸缩或船只沉浮而引起倾倒,应设专人观测车辆平台的升降或船只的沉浮情况。卸车地点的土质、站台、码头必须坚实;变压器在装卸和运输过程中,不应有严重冲击和振动。变压器运输时应装设冲击记录仪。冲击允许值应符合制造厂及合同的规定。以记录在运输和装卸过程中受冲击和振动情况。采用的冲击记录仪必须准确可靠。设备受冲击的轻重程度以重力加速度g表示。g值的大小,因国内尚无标准,一般由制造厂提供或由定货合同双方商定。基于国内外的资料,一般认为不小于3g为好。
(二)变压器安装前的检查与保管
1.设备到达现场后,应及时进行下列外观检查
油箱及所有附件应齐全,无锈蚀及机械损伤,密封应良好;油箱箱盖或钟罩法兰及封板的联接螺栓应齐全,紧固良好,无渗漏;浸入油中运输的附件,其油箱应无渗漏;充油套管的油位应正常,无渗油、瓷体无损伤;充气运输的变压器,油箱内应为正压,其压力为0.01~0.03MPa;装有冲击记录仪的设备,应检查并记录设备在运输和装卸中的受冲击情况。
2.设备到达现场后的保管应符合下列要求
散热器(冷却器)、连通管、安全气道、净油器等应密封;表计、风扇、潜油泵、气体继电器、气道隔板、测温装置以及绝缘材料等,应放置于干燥的室内;短尾式套管应置于干燥的室内,充油式套管卧放时应符合制造厂的规定; 本体、冷却装置等,其底部应垫高、垫平,不得水淹,干式变压器应置于干燥的室内;浸油运输的附件应保持浸油保管,其油箱应密封。
3.绝缘油的验收与保管应符合下列要求
绝缘油应储藏在密封清洁的专用油罐或容器内; 每到达现场的绝缘油均应有试验记录,并应取样进行简化分析,必要时全分析;取样数量:大罐油,每罐应取样,小桶油应按表2.2.3取样;取样试验应按现行国家标准《电力用油(变压器油、汽轮机油)取样》的规定执行。试验标准应符合现行国家标准《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》的规定;不同牌号的绝缘油,应分别储存,并有明显牌号标志。
4.变压器到达现场后,当3个月内不能安装时,应在1个月内进行下列工作
带油运输的变压器应检查油箱密封情况;测量变压器内油的绝缘强度;测量绕组的绝缘电阻(运输时不装套管的变压器可以不测);安装储油柜及吸湿器,注以合格油至储油柜规定油位,或在未装储油柜的情况下,上部抽真空后,充以0.01~0.03MPa、纯度不低于99.9%、露点低于—40℃的氮气。 充气运输的变压器应安装储油柜及吸湿器,注以合格油至储油柜规定油位;当不能及时注油时,应继续充与原充气体相同的气体保管,但必须有压力监视装置,压力应保持为0.01~0.03MPa,气体的露点应低于—40℃。
二、变压器本体及附件安装
(一)变压器安装要点
1.本体就位应做到以下几点
变压器基础的轨道应水平,轨距与轮距应配合;装有气体继电器的变压器,应使其顶盖沿气体继电器气流方向有1%~1.5%的升高坡度(制造厂规定不须安装坡度者除外)。当与封闭母线连接时,其套管中心线应与封闭母线中心线相符。
2.有载调压切换装置的安装
传动机构中的操作机构、电动机、传动齿轮和杠杆应固定牢靠,连接位置正确,且操作灵活,无卡阻现象;传动机构的摩擦部分应涂以适合当地气候条件的润滑脂;切换开关的触头及其连接线应完整无损,且接触良好;其限流电阻应完好,无断裂现象;切换装置的工作顺序应符合产品出厂要求;切换装置在极限位置时,其机械联锁与极限开关的电气联锁动作应正确;位置指示器应动作正常,指示正确。
3.冷却装置的安装
冷却装置在安装前应按制造厂规定的压力值用气压或油压进行密封试验,散热器、强迫油循环风冷却器,持续30min应无渗漏;强迫油循环水冷却器,持续1h应无渗漏,水、油系统应分别检查渗漏;冷却装置安装前应用合格的绝缘油经净油机循环冲洗干净,并将残油排尽;风扇电动机及叶片应安装牢固,并应转动灵活,无卡阻;试转时应无振动、过热;叶片应无扭曲变形或与风筒碰擦等情况,转向应正确;电动机的电源配线应采用具有耐油性能的绝缘导线;外接油管路在安装前,应进行彻底除锈并清洗干净。 4.套管的安装
套管安装前应检查瓷套表面应无裂缝、伤痕;套管、法兰颈部及均压球内壁应清擦干净;套管应经试验合格;充油套管无渗油现象,油位指示正常;充油套管的内部绝缘已确认受潮时,应予干燥处理;110kV及以上的套管应真空注油; 高压套管穿缆的应力锥应进入套管的均压罩内,其引出端头与套管顶部接线柱连接处应擦拭干净,接触紧密;高压套管与引出线接口的密封波纹盘结构(魏德迈结构)的安装应严格按制造厂的规定进行;套管顶部结构的密封垫应安装正确,密封应良好,连接引线时,不应使顶部结构松扣。
(二)变压器安装注意事项
1.变压器安装前应按规定进行吊罩检查,如发现垫块松动、压紧力不够、铁芯松散、油中含有杂质等情况,应及时联系设备厂家派人处理。
2.在变压器吊罩时,应严格按作业指导书的要求进行,必须穿专用的工作服,带入的工具要进行登记;进入内部后,不得碰伤内部的部件,如果不慎将绕组、引线、分接开关等处的绝缘破坏或工具遗留在变压器内,或不慎跌落物件、工具砸坏套管,轻则发生闪络,重则短路接地。
3.变压器安装完毕后,投运前要检查油位计是否完好,油位是否清晰且在与环境相符的油位线上。如果油位过高,在变压器投入运行带负荷后,油温上升,油膨胀很可能使油从油枕顶部的呼吸器连接管处溢出;如果油位过低,则在冬季轻负荷或短时间内停运时,可能使油位下降至油位计看不到的位置。
三、变压器安装后的基本试验
电力变压器安装后试验一般分为工厂试验和交接预防性试验两类.工厂试验主要包括工序间半成品试验、成品出厂试验、型式试验和特殊试验等; 交接预防性试验主要包括交接验收、大修、小修和故障检修试验等;这里简单讨论交接预防性试验,它的试验目的主要有绝缘试验和特性试验两部分。
(一)直流电阻测量
变压器的绕组可以看作是电感L和电阻R串联的等值电路。当有电压加在被测绕组两端时,由于电感不能突变,所以在刚加上电源时L中的电流为零,电阻中也无电流,所以电阻上没有压降,此时全部的电压都加在了电感L上,对于大型变压器来说就需要一段时间让电路达到稳定,如此才能测到比较正确的数据。由于变压器绕组具有很大的电感,在测量过程中,不能随意切断电源及拉掉接在试品两端的充电连接线。测试完毕后,应先将变压器两端短接,然后才可以切断电源。
变压器绕组反向电动势可能有数千伏,会对仪器和人员构成威胁,但是成套的数字式变压器直流绕组测量仪内部都装了保护电路,所以还是很安全的。
(二)短路试验
将变压器一侧绕组(通常是低压侧)短路,而从另一侧绕组(分接头在额定电压位置上)加入额定频率的交流电压,使变压器绕组内的电流为额定值,测量所加的电压和功率,并换算到75℃时的数值,该功率就是变压器的负载损耗,所测电压就是阻抗电压,这一试验就称为变压器的短路试验。
变压器负载损耗实际就是铜损,也就是电流通过变压器绕组时产生的热量损失。它将直接影响到绕组及其他部分的温度升高。因此负载损耗的大小对变压器的经济运行有很大影响。阻抗电压(短路电压)就是短路试验时所加的电压,它是变压器并联运行的基本条件之一。当系统发生短路时,变压器的短路电流及由此产生的力取决于阻抗电压的大小。变压器在运行中负荷变化比较大时,阻抗电压直接影响网络波动。
变压器的短路试验除制造厂进行外,运行单位在大修或事故后检查,以及几台变压器要并列运行时都要做短路试验。
(三)空载试验
变压器的空载试验,是从变压器的任一绕组施加正弦波额定频率的额定电压,其他绕组开路,测量变压器的空载损耗和空载电流的试验.空载电流以实测的空载电流I0的百分数来表示,记为I0%按有定义有:
I0%= I0/IN *100%
空载损耗主要是铁芯损耗,即消耗于铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗。空载时激磁电流经过一次绕组时也要产生电阻损耗,如果激磁电流数值很小,这可以忽略不计。空载损耗和空载电流取决于变压器的容量、铁芯的构造、硅钢片的质量和铁芯的制造工艺等因素。
参考文献:
[1]220KV电力变压器安装使用说明书.沈阳特变电工
[2]《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》GBJ148-1990 中国电力出版社
[3]电气安装工程质量检验及评定标准.DL/T 5161.1-5161.17-2002 中国电力出版社
[4]工程建设标准强制性条文(电力工程部分).中国电力出版社,2006版
[5]电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范.GB 50168-1992.中国电力出版社
[6]电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范.GB 50170-1992.中国电力出版社
关键词:变压器;安装;安全;分析
中图分类号:TV734 文献标识码:A 文章编号:1674-7712 (2012) 12-0129-02
一、变压器安装前的工作
变压器在安装前的工作主要有两大部分,一是装卸运输二是到达目的地之后的检查工作。每一步都是至关重要的,只有合理合格的完成每一阶段的工作,才能保证后续工作的安全进行。
(一)变压器装卸与运输
变压器的装卸及运输,必须对运输路径及两端装卸条件作充分调查,制定施工安全技术措施。
1.水路运输时,应做好下列工作
选择航道,了解吃水深度、水上及水下障碍物分布、潮汛情况以及沿途桥梁尺寸;选择船舶,了解船舶运载能力与结构,验算载重时船舶的稳定性;调查码头承重能力及起重能力,必要时应进行验算或荷重试验。
2.陆路运输用机械直接拖运时,应做好下列工作
了解道路及其沿途桥梁、涵洞、沟道等的结构、宽度、坡度、倾斜度、转角及承重情况,必要时应采取措施;调查沿途架空线、通讯线等高空障碍物的情况;变压器利用滚轮在现场铁路专用线作短途运输时,应对铁路专用线进行调查与验算,其速度不应超过0.2km/h;公路运输速度时,车速在高速公路或一级路面不超过15km/h,其他路面不超过10km/h。
3.变压器装卸时,应满足一下要求
变压器装卸时,应防止因车辆弹簧伸缩或船只沉浮而引起倾倒,应设专人观测车辆平台的升降或船只的沉浮情况。卸车地点的土质、站台、码头必须坚实;变压器在装卸和运输过程中,不应有严重冲击和振动。变压器运输时应装设冲击记录仪。冲击允许值应符合制造厂及合同的规定。以记录在运输和装卸过程中受冲击和振动情况。采用的冲击记录仪必须准确可靠。设备受冲击的轻重程度以重力加速度g表示。g值的大小,因国内尚无标准,一般由制造厂提供或由定货合同双方商定。基于国内外的资料,一般认为不小于3g为好。
(二)变压器安装前的检查与保管
1.设备到达现场后,应及时进行下列外观检查
油箱及所有附件应齐全,无锈蚀及机械损伤,密封应良好;油箱箱盖或钟罩法兰及封板的联接螺栓应齐全,紧固良好,无渗漏;浸入油中运输的附件,其油箱应无渗漏;充油套管的油位应正常,无渗油、瓷体无损伤;充气运输的变压器,油箱内应为正压,其压力为0.01~0.03MPa;装有冲击记录仪的设备,应检查并记录设备在运输和装卸中的受冲击情况。
2.设备到达现场后的保管应符合下列要求
散热器(冷却器)、连通管、安全气道、净油器等应密封;表计、风扇、潜油泵、气体继电器、气道隔板、测温装置以及绝缘材料等,应放置于干燥的室内;短尾式套管应置于干燥的室内,充油式套管卧放时应符合制造厂的规定; 本体、冷却装置等,其底部应垫高、垫平,不得水淹,干式变压器应置于干燥的室内;浸油运输的附件应保持浸油保管,其油箱应密封。
3.绝缘油的验收与保管应符合下列要求
绝缘油应储藏在密封清洁的专用油罐或容器内; 每到达现场的绝缘油均应有试验记录,并应取样进行简化分析,必要时全分析;取样数量:大罐油,每罐应取样,小桶油应按表2.2.3取样;取样试验应按现行国家标准《电力用油(变压器油、汽轮机油)取样》的规定执行。试验标准应符合现行国家标准《电气装置安装工程 电气设备交接试验标准》的规定;不同牌号的绝缘油,应分别储存,并有明显牌号标志。
4.变压器到达现场后,当3个月内不能安装时,应在1个月内进行下列工作
带油运输的变压器应检查油箱密封情况;测量变压器内油的绝缘强度;测量绕组的绝缘电阻(运输时不装套管的变压器可以不测);安装储油柜及吸湿器,注以合格油至储油柜规定油位,或在未装储油柜的情况下,上部抽真空后,充以0.01~0.03MPa、纯度不低于99.9%、露点低于—40℃的氮气。 充气运输的变压器应安装储油柜及吸湿器,注以合格油至储油柜规定油位;当不能及时注油时,应继续充与原充气体相同的气体保管,但必须有压力监视装置,压力应保持为0.01~0.03MPa,气体的露点应低于—40℃。
二、变压器本体及附件安装
(一)变压器安装要点
1.本体就位应做到以下几点
变压器基础的轨道应水平,轨距与轮距应配合;装有气体继电器的变压器,应使其顶盖沿气体继电器气流方向有1%~1.5%的升高坡度(制造厂规定不须安装坡度者除外)。当与封闭母线连接时,其套管中心线应与封闭母线中心线相符。
2.有载调压切换装置的安装
传动机构中的操作机构、电动机、传动齿轮和杠杆应固定牢靠,连接位置正确,且操作灵活,无卡阻现象;传动机构的摩擦部分应涂以适合当地气候条件的润滑脂;切换开关的触头及其连接线应完整无损,且接触良好;其限流电阻应完好,无断裂现象;切换装置的工作顺序应符合产品出厂要求;切换装置在极限位置时,其机械联锁与极限开关的电气联锁动作应正确;位置指示器应动作正常,指示正确。
3.冷却装置的安装
冷却装置在安装前应按制造厂规定的压力值用气压或油压进行密封试验,散热器、强迫油循环风冷却器,持续30min应无渗漏;强迫油循环水冷却器,持续1h应无渗漏,水、油系统应分别检查渗漏;冷却装置安装前应用合格的绝缘油经净油机循环冲洗干净,并将残油排尽;风扇电动机及叶片应安装牢固,并应转动灵活,无卡阻;试转时应无振动、过热;叶片应无扭曲变形或与风筒碰擦等情况,转向应正确;电动机的电源配线应采用具有耐油性能的绝缘导线;外接油管路在安装前,应进行彻底除锈并清洗干净。 4.套管的安装
套管安装前应检查瓷套表面应无裂缝、伤痕;套管、法兰颈部及均压球内壁应清擦干净;套管应经试验合格;充油套管无渗油现象,油位指示正常;充油套管的内部绝缘已确认受潮时,应予干燥处理;110kV及以上的套管应真空注油; 高压套管穿缆的应力锥应进入套管的均压罩内,其引出端头与套管顶部接线柱连接处应擦拭干净,接触紧密;高压套管与引出线接口的密封波纹盘结构(魏德迈结构)的安装应严格按制造厂的规定进行;套管顶部结构的密封垫应安装正确,密封应良好,连接引线时,不应使顶部结构松扣。
(二)变压器安装注意事项
1.变压器安装前应按规定进行吊罩检查,如发现垫块松动、压紧力不够、铁芯松散、油中含有杂质等情况,应及时联系设备厂家派人处理。
2.在变压器吊罩时,应严格按作业指导书的要求进行,必须穿专用的工作服,带入的工具要进行登记;进入内部后,不得碰伤内部的部件,如果不慎将绕组、引线、分接开关等处的绝缘破坏或工具遗留在变压器内,或不慎跌落物件、工具砸坏套管,轻则发生闪络,重则短路接地。
3.变压器安装完毕后,投运前要检查油位计是否完好,油位是否清晰且在与环境相符的油位线上。如果油位过高,在变压器投入运行带负荷后,油温上升,油膨胀很可能使油从油枕顶部的呼吸器连接管处溢出;如果油位过低,则在冬季轻负荷或短时间内停运时,可能使油位下降至油位计看不到的位置。
三、变压器安装后的基本试验
电力变压器安装后试验一般分为工厂试验和交接预防性试验两类.工厂试验主要包括工序间半成品试验、成品出厂试验、型式试验和特殊试验等; 交接预防性试验主要包括交接验收、大修、小修和故障检修试验等;这里简单讨论交接预防性试验,它的试验目的主要有绝缘试验和特性试验两部分。
(一)直流电阻测量
变压器的绕组可以看作是电感L和电阻R串联的等值电路。当有电压加在被测绕组两端时,由于电感不能突变,所以在刚加上电源时L中的电流为零,电阻中也无电流,所以电阻上没有压降,此时全部的电压都加在了电感L上,对于大型变压器来说就需要一段时间让电路达到稳定,如此才能测到比较正确的数据。由于变压器绕组具有很大的电感,在测量过程中,不能随意切断电源及拉掉接在试品两端的充电连接线。测试完毕后,应先将变压器两端短接,然后才可以切断电源。
变压器绕组反向电动势可能有数千伏,会对仪器和人员构成威胁,但是成套的数字式变压器直流绕组测量仪内部都装了保护电路,所以还是很安全的。
(二)短路试验
将变压器一侧绕组(通常是低压侧)短路,而从另一侧绕组(分接头在额定电压位置上)加入额定频率的交流电压,使变压器绕组内的电流为额定值,测量所加的电压和功率,并换算到75℃时的数值,该功率就是变压器的负载损耗,所测电压就是阻抗电压,这一试验就称为变压器的短路试验。
变压器负载损耗实际就是铜损,也就是电流通过变压器绕组时产生的热量损失。它将直接影响到绕组及其他部分的温度升高。因此负载损耗的大小对变压器的经济运行有很大影响。阻抗电压(短路电压)就是短路试验时所加的电压,它是变压器并联运行的基本条件之一。当系统发生短路时,变压器的短路电流及由此产生的力取决于阻抗电压的大小。变压器在运行中负荷变化比较大时,阻抗电压直接影响网络波动。
变压器的短路试验除制造厂进行外,运行单位在大修或事故后检查,以及几台变压器要并列运行时都要做短路试验。
(三)空载试验
变压器的空载试验,是从变压器的任一绕组施加正弦波额定频率的额定电压,其他绕组开路,测量变压器的空载损耗和空载电流的试验.空载电流以实测的空载电流I0的百分数来表示,记为I0%按有定义有:
I0%= I0/IN *100%
空载损耗主要是铁芯损耗,即消耗于铁芯中的磁滞损耗和涡流损耗。空载时激磁电流经过一次绕组时也要产生电阻损耗,如果激磁电流数值很小,这可以忽略不计。空载损耗和空载电流取决于变压器的容量、铁芯的构造、硅钢片的质量和铁芯的制造工艺等因素。
参考文献:
[1]220KV电力变压器安装使用说明书.沈阳特变电工
[2]《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》GBJ148-1990 中国电力出版社
[3]电气安装工程质量检验及评定标准.DL/T 5161.1-5161.17-2002 中国电力出版社
[4]工程建设标准强制性条文(电力工程部分).中国电力出版社,2006版
[5]电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范.GB 50168-1992.中国电力出版社
[6]电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范.GB 50170-1992.中国电力出版社