110kV變電站主變壓器安裝質量控制方法分析

吳冰

摘 要：電氣一次設備安裝質量是保障變電站穩定運行的必要條件。因此，研究110 kV變電站主變壓器安裝質量控制方法。從變電站一次設備定義、變電站安裝質量控制的意義以及主變壓器安裝過程中存在的問題3方面出發，剖析110 kV變電站主變壓器的安裝質量問題，并根據問題尋找對應的解決辦法，通過優化主變壓器和輸電線路設備安裝作業流程，實現一次設備安裝質量控制。

關鍵詞：變電站;電氣一次設備;主變壓器安裝;質量控制

中圖分類號：TM63;TM405 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2021）23-0040-03

Abstract： The installation quality of electrical primary equipment is a necessary condition to ensure the stable operation of substation. Therefore， the installation quality control method of main transformer in 110kV substation is studied. This paper analyzes the installation quality problems of the 110kV substation main transformer from three aspects： the definition of substation primary equipment， the significance of substation installation quality control and the problems existing in the installation process of main transformer， finds corresponding solutions according to the problems， and realizes the installation quality control of primary equipment by optimizing the installation process of the main transformer and transmission line equipment.

Keywords： substation;electrical primary equipment;installation of main transformer;quality control

在電網建設工程中，變電站建設是關鍵點，主要負責全部電力系統的電流分流[1-2]。改革開放以來，電網覆蓋率呈迅速上升的趨勢[3]。對每一個國家來說，電能影響著經濟的發展速度[4]，電力資源的安全、有效利用對國家建設具有重要意義[5]。如果變電站不能正常工作，不僅會影響整個轄區內的用電，還可能影響整個電網[6]。如果電力設備存在設計、安裝和試驗不合理的問題，則此類設備在運行中必然會存在影響電力系統穩定運行的不安全因素，有必要控制電力系統一次設備的安裝質量[7]。

本文以110 kV變電站主變壓器為研究對象，研究該變壓器安裝過程中的質量控制方法。

1 110 kV變電站主變壓器安裝質量問題剖析

1.1 變電站一次設備

變電站一次設備用于生產傳輸和分配使用電能。一次設備主要包括高壓斷路器、變壓器、母線、避雷器以及電容電抗器等。變電站一次設備的穩定運行關系到整個電力系統的穩定運行，所以對變電站一次設備進行安裝質量控制十分必要。

變電站中直接接收電力、改變及分配電力電壓的設備屬于一次設備。在變電站中，這些一次設備由電氣一次系統（電氣主接線系統）連接。110 kV變電站中的一次設備主要包括主變壓器、斷路器、隔離開關以及避雷器等。其中，主變壓器可根據實際需要增加或減少輸入電壓，并通過變壓器輸送電力。該功能可應用于電能的生產、輸送和分配。核心繞組部分和絕緣部分是最基礎的變壓器結構。考慮到安全性和可靠性，它們應用于實際變壓器的過程中會在操作的基礎上增加油箱、保護及冷卻裝置以及其他輔助設備。在一次電氣系統中，高壓斷路器的主要作用是保護整個電路中的設備。電力系統的安全、經濟和可靠必須由該設備進行保護。電力系統的輸配電線路設備出現問題時，斷路器必須能夠可靠排除現有故障，從而保證整個系統中電路中不存在故障的部分安全、穩定、不間斷運行。電氣一次設備中除了斷路器對系統電路的通斷作用外，也要阻隔高壓電源與電氣設備。電路要存在顯而易見的斷開點，該功能通過隔離開關實現。避雷器是用于一次設備過電壓保護的絕緣電器，能有效限制過電壓，與被保護設備形成一個并聯電路。

1.2 變電站安裝質量控制的意義

一旦變電站出現問題，供電區就會停電，整個電網也會受到影響，所以變電站在電網中處于關鍵地位，對設備安裝質量的要求很高。變電站工程的質量控制直接影響變電站投運后的安全性和可靠性。變電站建成得過早將存在一定的資源浪費，建成得太晚會影響輸變電配網的完整性。控制變電站設備安裝可以提高其建設質量，降低安裝成本，提升電力企業的科學性。

1.3 主變壓器安裝過程中存在的問題

變電站工程的質量和數量控制分為設備安裝準備、設備安裝建設和安裝穿梭3個階段。安裝準備階段是第一階段，如果這一階段存在質量問題，則會導致變電站設備安裝質量存在隱患。該問題產生的主要原因是管理體系不完善。變電站設備安裝過程中質量控制體系的規定相對籠統，應根據變電站設備安裝質量和技術難度的不同進行針對性管理。例如：在選擇安裝承包商和分包商方面，對安裝承包商和分包商的質量考核不夠嚴格，存在一些施工技術人員資質不足或培訓經驗不足的問題，造成設備安裝質量不合格、不規范;地方保護主義的出現造成難以保證投標過程的公平性，導致材料和設備不符合相關標準。

變電站設備安裝過程中，影響設備安裝質量控制的因素主要包括人為、材料、工程機械、環境和安裝方案等。

在質量管理中，人員是主體。人員既是管理的對象，又是管理的力量。在設備安裝質量控制過程中，需要人員完成規劃、決策、設計和安裝等多項內容，因此一次設備安裝質量控制人員至關重要。在變電站建設過程中，要充分發揮人的價值，強化對安裝質量有利的因素，弱化對安裝質量起消極作用的因素。

材料是變電站一次設備安裝質量的物質基礎，包括安裝過程中所需要的各種材料結構件和設備半成品等。材料質量會影響一次設備安裝質量的參數和效果。

工程機械是指幫助人們減輕工作難度的機械和機構，主要包括運輸、操作工具以及安全測量設備等。設備能夠穩定運行，其安全性和可靠性影響一次設備安裝的施工質量。

環境因素對電氣一次設備安裝質量因素的特征起著重要作用，主要包括工程環境因素（如工程位置及地形、地貌、水文、氣象等）、項目管理環境因素（如建設單一質量管理體系、質量管理體系等）和工程工作環境（如勞動與工作環境的結合、制造工業場所以及勞動保護等）3大類。

安裝方案包括設備安裝周期中采用的技術方案、組織措施、工藝流程、安裝組織和檢測設計。同時，要全面運用和推廣新的技術和方法，不斷提高技術水平，提高電氣一次設備安裝質量控制。

因此，要綜合考慮現場工藝和結構形式，合理選擇變電所安裝設備的型號和性能，以滿足工藝質量的要求。目前，在我國電力建設過程中，倉促完成建設任務的情況較為常見。但是，過度倉促很容易造成沒有足夠的時間完成變電站設備電氣測試，在檢測時間不足的情況下，必然會引發許多安全隱患。

2 110 kV變電站主變壓器安裝優化

質量控制措施的實施程度低。為了保證電力設備的穩定運行，我國電力行業有關部門要求對電力設備安裝質量進行控制，并對試驗的日常運行標準作了明確規定。在電氣設備的安裝質量控制過程中，提前制定合理的技術標準，嚴格按照相關的規章制度進行試驗非常必要，以有效提高安裝過程的準確性，保證安裝有序進行。

2.1 變壓器安裝作業流程優化

為了能夠得到更好的效果，保證110 kV變電站主變壓器安裝質量控制方法更加高效，設計的安裝流程如圖1所示。

110 kV主變壓器電氣一次設備安裝質量控制大多在室外場地進行，易受自然環境、電磁干擾以及設備運行方式方法的影響，導致安裝時數據不準確，甚至達不到標準值。因此，必須針對電氣一次設備安裝質量控制的異常現象制定相應的對策。在操作說明書中增加主變壓器試驗異常現象及對策表，供操作人員在安裝現場進行檢查，待確定安裝異常的原因后再進行優化。

2.2 應用效果分析

結合設備停電計劃管理的相關安排，測試組選用的110 kV變壓器為高壓電器廠生產的110 kV并聯主變壓器，型號為SFSZ10-31500/110。實施階段，按照圖1變壓器設備安裝操作步驟分解圖中的相關要求進行變壓器一次設備安裝。

嚴格按照110 kV電力變壓器預防性安裝質量操作規程的使用說明，進行主變壓器繞組的直流電阻試驗，對繞組和套管的絕緣電阻和吸收比、電容性套管端屏對地絕緣電阻以及鐵芯和夾芯的絕緣電阻進行準確優化。試驗接線方法均按照操作說明書中的接線方法進行，得到的優化數據如表1所示。

主變壓器繞組絕緣電阻優化過程參照表1的要求。操作人員在優化前將變壓器繞組放電，消除電荷影響，使優化測量結果在優化開始前不會將周圍的一組鐵軛和鐵芯短路接地，同時防止升壓器向被測繞組充電。檢查兆歐表是否有合格標簽，并測試電表，確保兆歐表功能完好，避免因儀表缺陷導致優化檢測結果出現誤差。此外，建議將所有優化結果轉換為20 ℃下的絕緣電阻值，以便進行各優化結果的比較。

2.3 主變壓器安裝質量控制策略

通過優化變電站一側設備安裝質量控制上的策略，制定符合實際情況的作業指導書，通過作業指導書的步驟和要求，對整個一次設備安裝過程進行質量、安全上的控制，以有效幫助試驗人員進行高效、嚴謹、適用于各種類型的電氣測試。除110 kV主變壓器安裝優化外，包括110 kV SF6斷路器優化、電纜出口間隔優化以及110 kV電壓互感器/電流互感器優化。

根據10 kV/35 kV開關柜優化、10 kV并聯電容器組優化的安裝質量控制策略，編制了相應的操作說明。滅弧裝置及接地變壓器通過完善的質量控制措施，固化操作步驟、操作方法和操作標準，要求操作人員嚴格執行，確保各項優化任務順利完成。110 kV變電站主變壓器安裝質量控制工作期間，安裝設備的安全管理嚴格按照實施安全措施的要求，在設備優化過程中沒有發生安全生產事故。參與者的設備損壞并不是因為安全措施到位，工作組成員和儀器設備無安全問題，在安裝質量控制策略中出色實現了安全管控目標。但是，在實際電測工作中，部分帶電設備的帶電間隔距離優化現場屏蔽問題仍然不足，將在今后的安裝安全與設備操作人員的布置過程中不斷進行改進。

3 結語

從近年來國內外電氣試驗設備的發展來看，各類電氣設施的設備安裝質量技術不斷創新，一些新技術、新檢測設備不斷應用到設備的安裝質量控制方法中，推動了電氣安裝技術的日益完善，確保了電力系統的運行穩定。檢測電網安全對提高供電可靠性起著關鍵作用，而電力企業新建變電站安裝設備建設中還存在許多問題。與國外先進企業相比，國內項目管理方法相對落后，安裝質量管理的方法和措施受到設備安裝技術水平的制約，仍不能完全滿足變電站安裝質量施工的需要。在今后的基礎性工作中，要大力提高變電站設備安裝的技術管理水平，確保電力建設設備安裝的質量，以期為滿足社會電力需求做出貢獻。

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