變壓器與GIS設備連接設計改進

黃谷蘭

摘 要 變壓器與GIS設備的連接配合質量直接關系到GIS設備的安全運行。本文主要闡述變壓器在與GIS連接方面的設計改進，對于提高GIS投運后的穩定運行具有一定的現實意義。

關鍵詞 變壓器;GIS設備;設計改進

電力變壓器作為電力系統中最為重要的組成部分，起到傳輸以及分配電能的重大作用。隨著科技的進步，GIS設備價格趨于合理，同時其高可靠性和免維護性，節省大量檢修維護停電時間而帶來的巨大經濟效益，使GIS設備得到廣泛的應用。變壓器和GIS設備自身的產品質量直接關系到整個電力系統的安全性，同時從整個電力系統的運行維護考慮，兩者之間的連接配合也尤其重要。

1變壓器與GIS設備連接的問題及分析

國標《GBT 22382-2017 額定電壓72.5 kV 及以上氣體絕緣金屬封閉開關設備與電力變壓器之間的直接連接》的項5.8.4對變壓器與GIS設備相連部分的公差提出了很高的要求。

之所以國標提出如此高的要求，主要是因為GIS設備帶電部分全部密封于惰性氣體SF6中，如果與變壓器的連接面質量控制不好，出現氣體泄露，將會損壞電力設備。此特殊性使其對自身的密封性、對變壓器廠家的連接配合提出了苛刻的要求。而對于有些硬連接的項目，客戶提出的要求比國標還要高，這對變壓器廠家的設計、工藝、質量控制都是一種挑戰[1]。

變壓器廠家大部分的設計允許公差，如套管法蘭高度和套管相間距，可以為±10mm。因此對于與GIS設備相連所要求的±4，±6的公差，變壓器廠家需要在現有的經驗及常規設計的基礎上改進設計、調整工藝流程、制定相關設計原則和質量控制文件，交付給客戶滿意的產品。

2設計改進

2.1 特殊設計

（1）為減少焊接變形及裝配公差，設計時要保證變壓器的油箱和箱蓋、連接部位有足夠的強度。

（2）在升高座法蘭上增加定位銷，以減小裝配誤差。

（3）尺寸標注時，選好基準，減少累積公差。

2.2 細化圖紙

設計專門的針對GIS相關尺寸的圖紙，圖紙上細化不同工序各尺寸的公差要求（如油箱廠加工公差要求、變壓器注油后加工公差要求等），以指導生產。

2.3 采取大波紋管

對于硬連接項目，變壓器升高座側設計大波紋管（如圖1所示）。大波紋管可以補償由于運輸、變壓器油溫度變化、壓力變化等引起的油箱變形而產生的應力，也可以微調連接處的位置，有力地保證變壓器與GIS設備的順利對接[2]。

2.4 配合工藝、質量部門嚴格控制各尺寸

變壓器在整個生產過程中，有加工、入廠檢查、注油前、注油后等多個工序。每個工序下的狀態不同，尺寸也會發生變化。因此尺寸的控制也要相應變化。

油箱加工工序必須對GIS套管法蘭高度和水平間距及水平度進行控制。由于油箱廠沒有密封膠條，也沒條件對變壓器油箱進行充油，所以沒辦法直接檢測GIS套管高度，只能通過控制整體鐵件的高度來控制GIS套管高度，但要注意尺寸要減掉膠條所占的高度。

入廠檢查工序中油箱沒有組裝，重點檢查各相升高座間距、各相升高座距中心線距離。

變壓器組裝完成注油前工序，檢查GIS套管法蘭的高度、水平間距、水平度及安裝孔旋轉角度等。

注油后工序，要檢查所有尺寸，需符合協議要求的公差[3]。

2.5 制定有針對性的出廠文件

（1）在正常油壓下，變壓器與GIS設備的配合尺寸在出廠前已經測量，完全滿足GIS設備安裝要求。但變壓器的就位偏差、基礎水平度、變壓器和GIS設備制造偏差、變壓器長距離運輸都有可能導致現場連接困難。現場若出現對接偏差，應當首先嘗試調整變壓器就位。因此在出廠文件中需要特別提醒：

1）就位前先檢測主變基礎的水平度，以便對接出現偏差時迅速查找原因。

2）建議變壓器先就位，GIS后就位。

3）變壓器在完成注油前與GIS設備保持斷開狀態。

（2）變壓器檢修時，在真空濾油或真空注油、放空變壓器油的狀態下，變壓器油箱內壓力會有極大的變化，引起油箱彈性變形，會導致SF6套管偏移，變壓器與GIS設備之間出現的應力有可能損壞GIS的波紋節。因此在出廠文件中要特別提醒：要在注油完成消除真空，油箱彈性變形復原后，才能連接GIS設備[4]。

3結束語

電力系統的安全運行依靠各個設備自身的可靠質量及相互間的質量配合。GIS設備所具有的特殊性，需要變壓器廠家提供可靠的質量配合。上述的設計改進對提高變壓器與GIS設備在現場的順利對接提供了一定的借鑒作用。

參考文獻

[1] 額定電壓72.5 kV 及以上氣體絕緣金屬封閉開關設備與電力變壓器之間的直接連接：GBT 22382-2017[S].北京：中國標準出版社，2017.

[2] 張暉.GIS設備與電力變壓器硬連接設計和結構的改進[J].云南水力發電，2008，24（2）：64-66.

[3] 張鴻.某110kV變電站GIS終端漏氣原因分析[J]. 設備管理與維修，2019（22）：97-99.

[4] 鄭燁，黃海.封閉式組合電器（GIS）典型故障分析及預防措施[J]. 電氣工程應用，2015，119（3）：3-6.