石門(mén)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(yùn)輸、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收、安裝試驗(yàn)、試運(yùn)行等全程進(jìn)行了闡述總結(jié)，以期對(duì)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(yàn)收；安裝；試驗(yàn) ；試運(yùn)行

0、引言

陜西漢中石門(mén)水庫(kù)管理局水電站1號(hào)、2號(hào)主變壓器分別于1989年和1975年投運(yùn)，均屬三相雙繞組無(wú)載調(diào)壓油浸風(fēng)冷變壓器。

此次改造的原因有：

（1）投運(yùn)多年，整體老化，缺陷增多，2號(hào)主變近年有溫度超標(biāo)現(xiàn)象。

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

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

經(jīng)過(guò)努力順利完成了2臺(tái)主變的更新改造工作，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益，體現(xiàn)了水電站主要項(xiàng)目全過(guò)程質(zhì)量控制的成效。

1、原主變主要參數(shù)

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

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?fàn)顟B(tài)，選用技術(shù)先進(jìn)、耐沖性能優(yōu)良，機(jī)械強(qiáng)度大、抗短路能力強(qiáng)、低損耗、低局放、低噪音、密封性能好、少維護(hù)、安全性能穩(wěn)定的電力變壓器。

新主變須滿(mǎn)足全站機(jī)組增容后的出力需求，其電壓等級(jí)、中性點(diǎn)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(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)條件。

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

實(shí)現(xiàn)公開(kāi)招標(biāo)的方式，從商務(wù)、技術(shù)、綜合評(píng)審三方面，選用性?xún)r(jià)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(mǎn)足表3的規(guī)定。

繞組匝間工作場(chǎng)強(qiáng)不大于2.0 kV/mm。空載損耗和負(fù)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(shí)，其溫升實(shí)測(cè)值不應(yīng)超限：繞組（用電阻法測(cè)量）≤65K，頂層油（用溫度傳感器測(cè)量）≤60K，鐵芯≤80K 。

變壓器滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)，允許短時(shí)間過(guò)負(fù)荷能力應(yīng)滿(mǎn)足表4要求（環(huán)境溫度40℃），且按以上方式運(yùn)行時(shí)，繞組最熱點(diǎn)溫度應(yīng)低于140℃。

變壓器承受短路能力應(yīng)滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)規(guī)定。在發(fā)電機(jī)突然甩額定負(fù)荷時(shí)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(wú)氧電解銅電磁線。

油箱結(jié)構(gòu)采用免維護(hù)設(shè)計(jì)。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(chǔ)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(fù)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?cè)陬~定負(fù)荷下運(yùn)行，其溫升不超過(guò)規(guī)定的限值。在一組冷卻器退出運(yùn)行時(shí)，可滿(mǎn)足帶額定負(fù)荷長(zhǎng)期運(yùn)行。

每臺(tái)主變?cè)O(shè)置兩個(gè)油面溫度測(cè)量裝置和一個(gè)繞組溫度測(cè)量裝置，及相應(yīng)的溫度顯示控制器和一個(gè)獨(dú)立的溫度測(cè)量用CT。

無(wú)載分接開(kāi)關(guān)的額定電流、允許過(guò)負(fù)荷能力須和主變額定電流、允許過(guò)負(fù)荷能力相配合。

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

主變?cè)O(shè)置壓力釋放閥和防震型氣體繼電器，中性點(diǎn)設(shè)置隔離開(kāi)關(guān)和避雷器。

3、生產(chǎn)商的選擇

生產(chǎn)商的資質(zhì)證書(shū)要適合制造該類(lèi)變壓器，其裝備、技術(shù)能保證制造能力、產(chǎn)品質(zhì)量和進(jìn)度。其執(zhí)行合同的信譽(yù)要良好，同時(shí)其經(jīng)營(yíng)管理和質(zhì)量體系運(yùn)行狀態(tài)、當(dāng)年的生產(chǎn)負(fù)荷狀態(tài)、同類(lèi)設(shè)備的供貨業(yè)績(jī)、上年和當(dāng)時(shí)的財(cái)務(wù)狀態(tài)是否良好也是要考慮的因素。

4、監(jiān)造及運(yùn)輸

確定具備豐富技術(shù)經(jīng)驗(yàn)、責(zé)任心強(qiáng)的人員駐廠監(jiān)造。依據(jù)雙方的合同，進(jìn)行圖紙尺寸核對(duì)、原材料檢查、附件驗(yàn)收，監(jiān)督變壓器的現(xiàn)場(chǎng)制造、組裝、試驗(yàn)工作，查驗(yàn)收集技術(shù)資料、試驗(yàn)報(bào)告。監(jiān)督生產(chǎn)商按期交貨。

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

5、現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收

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

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

各種技術(shù)資料，如：產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)、試驗(yàn)報(bào)告、合格證、安裝說(shuō)明書(shū)等，均應(yīng)符合約定。

如有不符合的，應(yīng)及時(shí)聯(lián)系生產(chǎn)商更換、補(bǔ)充，以免影響改造進(jìn)度。

6、安裝

1）選擇有豐富施工經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)安裝隊(duì)伍。

2）制定詳細(xì)完善的施工技術(shù)方案，明確工期、目標(biāo)、質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。

3）嚴(yán)格遵守安裝工藝標(biāo)準(zhǔn)，按照生產(chǎn)商的安裝使用說(shuō)明書(shū)進(jìn)行組裝，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督安裝質(zhì)量和安全措施。

4）升高座、套管、冷卻器、儲(chǔ)油柜、氣體繼電器、分接開(kāi)關(guān)等附件的安裝。

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

7.現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際確定試驗(yàn)項(xiàng)目有：繞組直流電阻試驗(yàn)、變比試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)、直流泄漏試驗(yàn)、介損試驗(yàn)、極性和組別測(cè)量、油耐壓及色譜試驗(yàn)、交流耐壓試驗(yàn)，每一試驗(yàn)項(xiàng)目結(jié)果應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。

8.試運(yùn)行

1）編寫(xiě)試運(yùn)行方案，明確參試人員崗位責(zé)任。

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

3）沖擊合閘完，撤銷(xiāo)臨時(shí)措施，恢復(fù)常設(shè)措施，轉(zhuǎn)入空載試運(yùn)行；試運(yùn)行48小時(shí)，無(wú)異常，轉(zhuǎn)入負(fù)載運(yùn)行24小時(shí)。

4）編寫(xiě)簡(jiǎn)易的運(yùn)行規(guī)程，方便運(yùn)行人員快速掌握新變壓器的運(yùn)行監(jiān)視要點(diǎn)，便于積累運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。

9、改造中應(yīng)注意的問(wèn)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(kāi)關(guān)間加裝支持套管，分擔(dān)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(shí)，除去各部件及油中殘余的水份。

5）打開(kāi)器身蓋板，進(jìn)行引線連接時(shí)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(chǔ)油柜安裝前不要破壞真空狀態(tài)。

7） 沖擊合閘試驗(yàn)宜在晴朗的夜晚進(jìn)行，以便觀察變壓器小車(chē)與鋼軌間或上下節(jié)油箱間或其他部位有無(wú)放電現(xiàn)象，及時(shí)發(fā)現(xiàn)及時(shí)處理。

參考文獻(xiàn)：

[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