石門水電站主變壓器改造

王矛

【摘要】為保證變壓器改造的質(zhì)量，本文從選型、技術(shù)參數(shù)確定、生產(chǎn)商選擇、監(jiān)造運輸、現(xiàn)場驗收、安裝試驗、試運行等全程進行了闡述總結(jié)，以期對同行業(yè)有所借鑒作用。

【關(guān)鍵詞】變壓器改造；選型；監(jiān)造 ；驗收；安裝；試驗 ；試運行

0、引言

陜西漢中石門水庫管理局水電站1號、2號主變壓器分別于1989年和1975年投運，均屬三相雙繞組無載調(diào)壓油浸風冷變壓器。

此次改造的原因有：

（1）投運多年，整體老化，缺陷增多，2號主變近年有溫度超標現(xiàn)象。

（2）2號主變屬小型水電站應(yīng)淘汰的機電設(shè)備產(chǎn)品。

（3）全站機組增效擴容后（總裝機容量由40.5MW增為44.73MW），原主變已不能滿足全站機組額定出力要求。

經(jīng)過努力順利完成了2臺主變的更新改造工作，取得了較好的經(jīng)濟效益，體現(xiàn)了水電站主要項目全過程質(zhì)量控制的成效。

1、原主變主要參數(shù)

兩臺主變布置在電站主廠房頂部110 kV戶外升壓站內(nèi)，帶滾輪小車。

2、新主變的選型及主要參數(shù)

1）選型

充分了解該行業(yè)技術(shù)、工藝、材料、產(chǎn)品的發(fā)展狀態(tài)，選用技術(shù)先進、耐沖性能優(yōu)良，機械強度大、抗短路能力強、低損耗、低局放、低噪音、密封性能好、少維護、安全性能穩(wěn)定的電力變壓器。

新主變須滿足全站機組增容后的出力需求，其電壓等級、中性點接地方式、安裝位置、接線方式、調(diào)壓方式、冷卻方式不變。外形尺寸、安全距離滿足現(xiàn)場條件。

原主接線方式下，兩主變長期并列運行，十分不經(jīng)濟；本次將其改為分列運行，其低壓側(cè)分別通過真空斷路器接于兩段6.3kV母線上，高壓側(cè)通過HGIS開關(guān)接于110kV單母線上。

實現(xiàn)公開招標的方式，從商務(wù)、技術(shù)、綜合評審三方面，選用性價比最優(yōu)的產(chǎn)品。

2）主要參數(shù)

3）技術(shù)要求

繞組絕緣水平應(yīng)滿足表3的規(guī)定。

繞組匝間工作場強不大于2.0 kV/mm。空載損耗和負載損耗不大于SF11系列的規(guī)定值。

環(huán)境溫度40℃，電壓及輸出容量為額定時，其溫升實測值不應(yīng)超限：繞組（用電阻法測量）≤65K，頂層油（用溫度傳感器測量）≤60K，鐵芯≤80K 。

變壓器滿負荷時，允許短時間過負荷能力應(yīng)滿足表4要求（環(huán)境溫度40℃），且按以上方式運行時，繞組最熱點溫度應(yīng)低于140℃。

變壓器承受短路能力應(yīng)滿足國標規(guī)定。在發(fā)電機突然甩額定負荷時變壓器應(yīng)能承受1.4倍額定電壓5s。

4）鐵芯使用高質(zhì)量、低損耗0.30mm厚的冷軋硅鋼片制成。繞組線選用無氧電解銅電磁線。

油箱結(jié)構(gòu)采用免維護設(shè)計。鐘罩和箱底之間用兩條C形等位銅板可靠地連接。油箱下部設(shè)事故放油閥供油箱和儲油柜排油。油箱油管終端管口向下。

5）主要附件要求

套管選用性能優(yōu)良的油氣瓷套管。其絕緣水平不低于主變的內(nèi)絕緣水平，額定電壓與主變額定電壓相適應(yīng)，額定電流與主變最大負載能力相一致。

冷卻系統(tǒng)有足夠的且具有一定裕度的容量使主變在額定負荷下運行，其溫升不超過規(guī)定的限值。在一組冷卻器退出運行時，可滿足帶額定負荷長期運行。

每臺主變設(shè)置兩個油面溫度測量裝置和一個繞組溫度測量裝置，及相應(yīng)的溫度顯示控制器和一個獨立的溫度測量用CT。

無載分接開關(guān)的額定電流、允許過負荷能力須和主變額定電流、允許過負荷能力相配合。

儲油柜選用金屬波紋（內(nèi)油波紋管式）密封式儲油柜，保證變壓器油與空氣完全隔絕實現(xiàn)變壓器全密封，不須加裝吸濕器。

主變設(shè)置壓力釋放閥和防震型氣體繼電器，中性點設(shè)置隔離開關(guān)和避雷器。

3、生產(chǎn)商的選擇

生產(chǎn)商的資質(zhì)證書要適合制造該類變壓器，其裝備、技術(shù)能保證制造能力、產(chǎn)品質(zhì)量和進度。其執(zhí)行合同的信譽要良好，同時其經(jīng)營管理和質(zhì)量體系運行狀態(tài)、當年的生產(chǎn)負荷狀態(tài)、同類設(shè)備的供貨業(yè)績、上年和當時的財務(wù)狀態(tài)是否良好也是要考慮的因素。

4、監(jiān)造及運輸

確定具備豐富技術(shù)經(jīng)驗、責任心強的人員駐廠監(jiān)造。依據(jù)雙方的合同，進行圖紙尺寸核對、原材料檢查、附件驗收，監(jiān)督變壓器的現(xiàn)場制造、組裝、試驗工作，查驗收集技術(shù)資料、試驗報告。監(jiān)督生產(chǎn)商按期交貨。

變壓器充氮運輸，運輸期間安裝三維沖撞記錄儀，正確記錄運輸狀態(tài)。在運輸中，有壓力監(jiān)視和補氣裝置，保持正壓，氣體壓力為：0.01～ 0.03MPa。

5、現(xiàn)場驗收

變壓器運抵現(xiàn)場，本體采用液壓頂升平移技術(shù)卸車、就位在安裝布置圖指定位置后，對沖撞記錄儀的記錄情況進行驗收，沖擊允許值應(yīng)符合雙方約定。

附件應(yīng)齊全、無銹蝕及損傷，充油套管的油位正常、無滲油，瓷體無損傷，變壓器油的型號、產(chǎn)地、數(shù)量滿足要求。

各種技術(shù)資料，如：產(chǎn)品說明書、試驗報告、合格證、安裝說明書等，均應(yīng)符合約定。

如有不符合的，應(yīng)及時聯(lián)系生產(chǎn)商更換、補充，以免影響改造進度。

6、安裝

1）選擇有豐富施工經(jīng)驗的專業(yè)安裝隊伍。

2）制定詳細完善的施工技術(shù)方案，明確工期、目標、質(zhì)量驗收標準。

3）嚴格遵守安裝工藝標準，按照生產(chǎn)商的安裝使用說明書進行組裝，現(xiàn)場監(jiān)督安裝質(zhì)量和安全措施。

4）升高座、套管、冷卻器、儲油柜、氣體繼電器、分接開關(guān)等附件的安裝。

5）變壓器注油時，選擇晴朗天氣。將散熱器和儲油柜的閥門打開，注油至正常油位高度（變壓器H-T曲線相對應(yīng)的刻度位置）。注油時，所有放氣塞必須打開，連續(xù)冒油時再密封好。注油后靜放24小時，做油樣試驗。

7.現(xiàn)場試驗

依據(jù)現(xiàn)場實際確定試驗項目有：繞組直流電阻試驗、變比試驗、絕緣電阻試驗、直流泄漏試驗、介損試驗、極性和組別測量、油耐壓及色譜試驗、交流耐壓試驗，每一試驗項目結(jié)果應(yīng)符合標準規(guī)定。

8.試運行

1）編寫試運行方案，明確參試人員崗位責任。

2）第一次合閘后持續(xù)時間大于10min，每次合閘沖擊間隔至少5 min，合閘進行五次。

3）沖擊合閘完，撤銷臨時措施，恢復(fù)常設(shè)措施，轉(zhuǎn)入空載試運行；試運行48小時，無異常，轉(zhuǎn)入負載運行24小時。

4）編寫簡易的運行規(guī)程，方便運行人員快速掌握新變壓器的運行監(jiān)視要點，便于積累運行經(jīng)驗。

9、改造中應(yīng)注意的問題

1）新主變比原主變重量大，需復(fù)核原地基的承載力。

2）為防止套管受力超限，在高壓套管與HGIS開關(guān)間加裝支持套管，分擔套管及其接線端子板的受力。

3）低壓側(cè)3只套管的位置與6.3kV母線三相位置應(yīng)一致。

4）熱油循環(huán)24小時，除去各部件及油中殘余的水份。

5）打開器身蓋板，進行引線連接時應(yīng)防止任何異物落入油箱內(nèi)，避免造成重大事故隱患。

6） 破氮后的附件應(yīng)盡快安裝，儲油柜安裝前不要破壞真空狀態(tài)。

7） 沖擊合閘試驗宜在晴朗的夜晚進行，以便觀察變壓器小車與鋼軌間或上下節(jié)油箱間或其他部位有無放電現(xiàn)象，及時發(fā)現(xiàn)及時處理。

參考文獻：

[1]GB/T17468，電力變壓器選用導(dǎo)則

[2]GB/T 6451-2008，油浸式電力變壓器技術(shù)參數(shù)和要求