大型變壓器安裝技術

曹雷

【摘要】本文以熱軋變電所110KV變壓器安裝為例，通過對大型變壓器的吊裝、真空注油等方面介紹了大型變壓器的安裝主要技術及在施工中應采取的措施、安裝要求和注意事項等。

【關鍵詞】變壓器安裝；鋼絲繩選用；真空注油；安裝技術

引言

變壓器作為輸電網絡最重要的元器件之一，隨著科技的發展，其容量越來越大，功率越來越高，隨之體積和重量越來越大，在安裝方面的質量要求也越來越高。近年來冶金行業的大型變壓器安裝逐漸發展起來。下面談一下大型變壓器安裝技術和應注意的一些事項，以供參考；

1.安裝前的準備

大型變壓器器身重量輕的幾十噸重的上百噸，所以運輸和吊裝都比較困難，相對吊裝費用比較昂貴，為了最大的節約項目成本，變壓器在到達現場時應能第一時間移至變壓器室中，避免二次吊運浪費成本。所以變壓器到達現場之前的準備工作一定要做到完善。主要注意以下幾點：

1） 屋頂、樓板施工完畢、不得滲漏。

2） 室內地面的基層施工完畢，并在墻上標出地面標高。

3） 混凝土基礎及構架達到允許安裝的強度，焊接構件的質量符合要求。

4） 預埋件及預留孔符合設計，預埋件牢固。

5） 變壓器底座施工完畢，符合設計及變壓器圖紙要求。

6） 模板及施工設施拆除，場地清理干凈；

7） 具有足夠的施工用場地，道路通暢。

2.變壓器安裝前的檢查

安裝之前，要對變壓器及附件進行檢查，檢查時主要注意以下幾點：

1） 油箱及所有附件應齊全，無銹蝕及機械損傷，密封應良好。

2） 油箱箱蓋或鐘罩法蘭及封板的聯接螺栓應齊全，緊固良好，無滲漏；

3） 充油套管的油位應正常，無滲油，瓷體無損傷。

4） 充氣運輸的變壓器油箱內應為正壓，其壓力為0.01-0.03Mpa。此項技術人員一定要檢查。

5） 裝有沖擊記錄儀的設備，應檢查并記錄設備在運輸和裝卸中的受沖擊情況。

另外設備在保管期間，應經常檢查。充油保管的應檢查有無滲油，油位是否正常，外表有無銹蝕，若安裝間隔太長還需每六個月檢查一次油的絕緣強度；充氣保管的應檢查氣體壓力，并做好記錄。

3.大型變壓器的吊裝

變壓器進場后，在確認現場條件已符合安裝條件時，應將變壓器直接吊運到變壓器室前，以便于變壓器的安裝。在吊裝之前應確認好幾點：

1） 變壓器的器身重量及所對應的鋼絲繩和噸位吊車。

2） 變壓器室托運平臺安裝完畢，并與變壓器室內軌道水平。

3） 導鏈及導鏈的固定設施安裝牢固。

卸車時首先確認好運輸車輛上變壓器與就位基礎平行停放（以便于變壓器卸載時不用變換方向），注意高壓側與安裝方向一致。吊運時將鋼絲繩卡扣固定在變壓器本體的四個吊耳上，且保證鋼絲繩的長短一致，以便吊運時變壓器平穩。起吊時要有專業吊運人員指揮，平穩的放在變壓器室前臨時托運平臺上。

在這主要說一下吊裝變壓器的鋼絲繩的選擇，以越南CSVC項目110KV變壓器為例，變壓器器身加充氮總重65噸，在選擇鋼絲繩時我們按照公式一進行計算

S=G/ncosa……………………………………（公式一）

S：每處鋼絲繩承受的拉力（單位KN）

G：吊裝物的重量乘以9.8系數。（單位取KN）

a：吊裝鋼絲繩與吊裝物的夾角，實際工作中一般取30°。Cos30°=0.866

n：受力鋼絲繩的數量，如變壓器4個吊環受力則計為4根鋼絲繩。

根據公式我們可以計算出每處鋼絲繩承受的拉力為183.89KN

然后根據公式二計算出鋼絲繩的最小破斷拉力

F0=KS…………………………………………（公式二）

K：安全系數（取值6—8之間），一般我們取值為7。

計算出F0（鋼絲繩的最小破斷拉力）為1287.23KN

根據五金手冊我們可以查出公稱直徑為56mm的6*37+FC纖維芯鋼絲繩最適合本次吊裝使用。

4.110KV變壓器的安裝

變壓器的安裝主要是主體就位和附件安裝。

變壓器本體安裝用大型吊車卸車并放置到主變運輸軌道上 ，通過卷揚機或導鏈牽引至安裝部位 ，然后根據設計要求調整中心、高度、水平等。

變壓器附件安裝主要有 ：升高座、套管、儲油柜與導油導氣聯管、冷卻器、壓力釋放閥、氣體繼電器、無勵磁調壓開關等。

套管升高座安裝前先放干內部的絕緣油進行電流互感器的變比、極性、磁化特性曲線測量。試驗合格后打開變壓器與升高座相連接的法蘭封蓋 ，清洗連接面 ，粘貼密封墊 ，并將升高座吊至安裝部位的上方用校準棒校準方位后 ，穿入連接螺栓 ，然后用力矩板手對稱擰緊全部螺栓。

儲油柜安裝前首先檢查膠囊或隔膜確認無漏氣 ；膠囊或隔膜沿長度方向與儲油柜的長軸保持平行不得有扭轉 ，膠囊或隔膜口密封良好呼吸通暢 ；油位表動作靈活 ，油位表的信號接點位置正確 ，絕緣良好。然后將儲油柜蓋板回裝 。

5.變壓器真空注油

大型變壓器的抽真空與注油是安裝過程中的重要環節，也是主要質量控制點。因為大型變壓器安裝首要目的是保證變壓器的絕緣性，而變壓器鐵芯絕緣保護又是其中的關鍵。抽真空與注油的過程施工就是為了保證變壓器鐵芯的絕緣性能。以熱軋廠110KV變壓器抽真空、注油過程為例，詳細分析如何做到變壓器注油過程中的絕緣保護。

1）當變壓器主體安裝就位后、附件安裝前（有些項目是在附件安裝完畢后，本項目主要考慮附件與主體間閥門密封性能問題）檢查其本體的密封性，密封性能良好進行抽真空。以均勻的速度抽真空 ，最初的 1h 內 ，當殘壓達到 20kPa 時無異常情況 ，則繼續抽真空到 0.3kPa，保持 8h 后 ，開始向變壓器油箱注油。抽真空過程 ，要注意油箱局部變形應小于箱壁厚的 2 倍。

2）變壓器安裝前或同時可以進行絕緣油處理 ，對于新到的絕緣油除檢查出廠試驗報告必須滿足要求外，還須進行抽樣化驗檢查 ，其主要指標有含水量、含氣量、界損和耐壓 ，油樣取樣嚴格按《電力用油（變壓器油、汽輪機油）取樣》的規定進行。試驗標準應符合《電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準》GB50150-2006的規定。

3）注油。在變壓器本體抽真空和油樣檢測工作結束后開始注油工作。注油時以 3t/h～5t/h 的速度用濾油機將油經變壓器下部油閥注入變壓器 ，距變壓器本體頂部約 80-100mm時停止 ，在整個注油過程中真空泵繼續工作，保證變壓器本體內真空狀態。

整個注油過程中要嚴格保證變壓器本體及注油、排氣管道的密封性。在實際操作中往往看不到本體內油位，以抽氣閥有油溢出為準。當抽氣閥有變壓器絕緣油抽出時停止注油。但真空泵不停止，繼續保持4h， 使真空保持在0.05Mpa左右。

一次注油完畢后，進行變壓器附件的安裝，所有附件安裝完畢后進行整體密封性檢查，檢查無誤進行二次注油。

（1） 開啟本體與附件間的開閉閥，本體內油通過連接處流向附件中。

（2） 開啟附件頂部的排氣閥，在附件注油的同時保證附件內的空氣排出，當排氣閥溢油時關閉排氣閥。

（3） 在附件注油過程中，本體下部注油閥仍以3t/h～5t/h 的速度將油注入變壓器，保證本體內鐵芯始終浸在絕緣油中。

（4） 每次只能開啟一個附件的閥門。當此附件注油完畢后，再開啟下一附件油閥及排氣閥門進行注油。

（5） 依次注油至附件中，最后向儲油柜中注油，當儲油柜油位指示器指數比環境溫度高出5-10℃時停止注油。

（6） 在儲油柜的油囊或隔膜的呼吸口注入氮氣，當有變壓器絕緣油在儲油柜頂部的排氣閥溢出時關閉排氣閥，停止膠囊充氣。

圖：膠囊充氣前

圖：膠囊充氣后

6.變壓器的整體密封試驗

變壓器完成注油工作后，對變壓器進行整體密封試驗，試驗采用氮壓法。即在儲油柜的皮囊或隔膜的呼吸口注入氮氣。接入氮氣瓶加壓至 0.03MPa，關閉充氣閥門開始靜止 ，靜止時間不少于 24h 且變壓器各密封處應無滲漏。試驗完畢后拆除加壓裝置，打開儲油柜排油閥將油位調整到標準位置。

7.變壓器調試試驗

變壓器安裝完成后，按照制造廠說明和標準規定進行變壓器的調試試驗。主要試驗項目有 ：測量繞組連同套管的直流電阻、檢查所有分接頭的電壓比、套管 CT 的極性檢查和變比測量、測量繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比、極化指數、測量繞組連同套管的介質損耗因數 tgδ、測量繞組連同套管的直流泄漏電流、繞組變形試驗、感應耐壓試驗 / 局部放電測量、絕緣油試驗以及相序檢查。當所有試驗合格后 ，可以進行合閘沖擊試驗。

8.結語

變壓器作為變電所的主要電氣設備 ，其安裝、試驗質量直接影響今后設備安全運行。因此 ，在安裝過程中必須嚴格遵循制造廠技術資料和規范要求。