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量，本文從選型、技術參數確定、生產商選擇、監造運輸、現場驗收、安裝試驗、試運行等全程進行了闡述總結，以期對同行業有所借鑒作用。

【關鍵詞】變壓器改造；選型；監造 ；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象。

（2）2號主變屬小型水電站應淘汰的機電設備產品。

（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，取得了較好的經濟效益，體現了水電站主要項目全過程質量控制的成效。

1、原主變主要參數

兩臺主變布置在電站主廠房頂部110 kV戶外升壓站內，帶滾輪小車。

2、新主變的選型及主要參數

1）選型

充分了解該行業技術、工藝、材料、產品的發展狀態，選用技術先進、耐沖性能優良，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、調壓方式、冷卻方式不變。外形尺寸、安全距離滿足現場條件。

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

實現公開招標的方式，從商務、技術、綜合評審三方面，選用性價比最優的產品。

2）主要參數

3）技術要求

繞組絕緣水平應滿足表3的規定。

繞組匝間工作場強不大于2.0 kV/mm?？蛰d損耗和負載損耗不大于SF11系列的規定值。

環境溫度40℃，電壓及輸出容量為額定時，其溫升實測值不應超限：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滿足表4要求（環境溫度40℃），且按以上方式運行時，繞組最熱點溫度應低于140℃。

變壓器承受短路能力應滿足國標規定。在發電機突然甩額定負荷時變壓器應能承受1.4倍額定電壓5s。

4）鐵芯使用高質量、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。

油箱結構采用免維護設計。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

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

冷卻系統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變壓器全密封，不須加裝吸濕器。

主變設置壓力釋放閥和防震型氣體繼電器，中性點設置隔離開關和避雷器。

3、生產商的選擇

生產商的資質證書要適合制造該類變壓器，其裝備、技術能保證制造能力、產品質量和進度。其執行合同的信譽要良好，同時其經營管理和質量體系運行狀態、當年的生產負荷狀態、同類設備的供貨業績、上年和當時的財務狀態是否良好也是要考慮的因素。

4、監造及運輸

確定具備豐富技術經驗、責任心強的人員駐廠監造。依據雙方的合同，進行圖紙尺寸核對、原材料檢查、附件驗收，監督變壓器的現場制造、組裝、試驗工作，查驗收集技術資料、試驗報告。監督生產商按期交貨。

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。在運輸中，有壓力監視和補氣裝置，保持正壓，氣體壓力為：0.01～ 0.03MPa。

5、現場驗收

變壓器運抵現場，本體采用液壓頂升平移技術卸車、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，沖擊允許值應符合雙方約定。

附件應齊全、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、產地、數量滿足要求。

各種技術資料，如：產品說明書、試驗報告、合格證、安裝說明書等，均應符合約定。

如有不符合的，應及時聯系生產商更換、補充，以免影響改造進度。

6、安裝

1）選擇有豐富施工經驗的專業安裝隊伍。

2）制定詳細完善的施工技術方案，明確工期、目標、質量驗收標準。

3）嚴格遵守安裝工藝標準，按照生產商的安裝使用說明書進行組裝，現場監督安裝質量和安全措施。

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曲線相對應的刻度位置）。注油時，所有放氣塞必須打開，連續冒油時再密封好。注油后靜放24小時，做油樣試驗。

7.現場試驗

依據現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，每一試驗項目結果應符合標準規定。

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，恢復常設措施，轉入空載試運行；試運行48小時，無異常，轉入負載運行24小時。

4）編寫簡易的運行規程，方便運行人員快速掌握新變壓器的運行監視要點，便于積累運行經驗。

9、改造中應注意的問題

1）新主變比原主變重量大，需復核原地基的承載力。

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3只套管的位置與6.3kV母線三相位置應一致。

4）熱油循環24小時，除去各部件及油中殘余的水份。

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

6） 破氮后的附件應盡快安裝，儲油柜安裝前不要破壞真空狀態。

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油箱間或其他部位有無放電現象，及時發現及時處理。

參考文獻：

[1]GB/T17468，電力變壓器選用導則

[2]GB/T 6451-2008，油浸式電力變壓器技術參數和要求