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现在大型发电厂一般采用发电机—变压器单元接线方式,变压器是火力发电厂中大型的、主要的电气设备。作为主要的一次设备,它对电能能够稳定、优质的输出起着至关重要的作用。因此主变压器的安装质量直接影响着发电厂整个系统的运行。仅以衡水发电厂二期工程3#机组主变压为例,简述变压器安装程序和需要注意的事项,以提高大型变压器的安装质量。
一、工程概况
衡水发电厂二期工程安装两台由保定变压器厂生产的主变压
变压器总重约200余吨,其中油重37.2吨。经过与电厂协商,如果变压器在运输过程中和就位时未发生异常情况,变压器安装时器身检查可采用不吊罩进人检查的方法。如果在器身检查中未发现需要吊罩处理的异常情况,则不必吊罩,直接进行变压器附件的安装。
二、变压器安装施工程序
变压器安装过程如下:
1、电气同土建办理完变压器基础工序交接后,方可进行变压器本体就位。
2、变压器油质检测合格;立高、低压套管和中性点套管在支架上,做试验合格后可进行变压器的检查和安装工作。
3、准备工作完成后,先进行变压器排氮气,打开变压器顶部法兰;同时高、低压套管CT做试验。
4、打开变压器两侧人孔,当含氧量达到18%以上时,进行器身检查,检查完后封人孔门。
5、用吊车安装高压侧升高座、高压侧CT、高压套管及高压侧引线接引;安装低压侧升高座、套管、低压侧引线接引;安装接地套管、中性点套管及引线连接。
6、吊装散热器、压力释放装置和油枕等附件,变压器顶部管路连接。
7、将变压器顶部φ80蝶阀通过软管与真空泵相连,将变压器所有蝶阀打到开位,变压器开始抽真空至133.3Pa。注意变压器抽真空时,油枕、瓦斯继电器等应与油箱隔离,因散热器按真空设计,应一同抽真空。
8、抽真空满8小时后,可通过变压器底部φ80蝶阀向变压器内注合格变压器油至油面距油箱顶200mm。
9、连通瓦斯继电器和油枕,通过油枕补油阀对变压器补油,油位一般要比合适油位高1-2格做为变压器放气和变压器油浸入器身内的余量。
10、做变压器整体密封试验和变压器电气试验。
三、变压器安装过程中的关键工序和步骤
1、变压器器身检查。
变压器器身检查是变压器安装的关键步骤之一。因为以前变压器器身检查中曾发现过有紧固件松动、绝缘板断裂、铁芯多点接地以及油箱内部不干净、遗留杂物等情况。如不及时发现,将对今后变压器的安全运行留下重大隐患。因此,应由有经验并极其认真、负责的施工人员进入变压器内部进行器身检查。检查重点有以下几方面:
1)检查铁芯有无卷边、变形现象,漆层是否完好,并用扳手依次拧紧所有木质螺栓,力量要适宜。铁芯与线圈间应无油垢,油路畅通无阻塞。铁芯应一点接地,铁芯如多点接地将形成闭合回路,导致产生循环电流引起局部过热,甚至将铁芯烧毁,因此如发现铁芯多点接地应及时给予消除。
2)检查变压器线圈绝缘绑扎是否牢固,线圈与铁芯及铁芯与铁轭夹件间绝缘垫应完整,表面无变色、脆裂或击穿等缺陷,引出线绝缘应良好,固定可靠,避免有尖端放电隐患存在。如果引出线外包绝缘损坏,可用0.05~0.12mm电工皱纹纸或电缆纸带修补,最外层包扎白布带,并在表面涂刷绝缘漆。固定引线的支架要完好、牢固,如有裂纹,可用环氧树脂玻璃布绑扎。
3)检查器身及上下节油箱内是否有异物,油箱底部要清洁,无杂物。
在衡电二期3#主变器身检查过程中,发现木质螺栓的螺母有松动现象,给予了紧固;发现固定变压器器身的四条地脚螺栓未紧固,螺母松动。因螺母较大,最后用管钳进行了紧固,事后分析可能是在运输过程中车身振动产生的松动,在今后安装过程中应引起注意。检查中还对C相高压引出线根部绝缘布带进行了紧固处理。
2、变压器高、低压套管的安装
因为高、低压套管均为瓷套管,极其易碎。因此一定要严防受到外物撞击和磕碰,尤其在高、低压套管直立于支架做实验时,一定要采取措施加以防护。
高、低压套管安装前要仔细检查,磁套表面应无裂缝、伤痕;套管、法兰颈部及均压球内壁应擦拭干净,尤其要观察高压套管的油位和低压套管是否有漏油现象。衡电二期3#主变施工中发现低压侧B相套管有漏油现象,检查发现低压套管油嘴处密封垫圈未上好,在厂家指导下重新紧固并对低压套管进行了补油(变压器油击穿电压﹥60KV)。
因高压套管的安装与地面成一定角度,因此吊装时可加装1个2吨倒链来调整高压套管的角度,也可调整呢绒钢丝绳的捆绑位置使其形成一个角度后起吊,3#主变安装时用的后一个办法。高压套管安装过程中,用8#铅丝徐徐将高压引线拉出,不得使高压引线受力扭曲。高压套管穿缆的应力锥应进入套管的均压罩内,高压套管顶部结构的安装一定要严格按厂家的规定进行,密封垫应安装正确,保证密封良好。高压套管顶部结构的密封至关重要,因为如果顶部结构密封不严,潮气就会沿引线渗入变压器,造成变压器内部绝缘击穿,就可能烧毁变压器。
变压器低压侧套管的安装较简单,但一定要注意低压侧引线的连接。因为低压侧引线为软连接且螺栓较多,接线人孔是200×300mm长方孔,施工难度较大。如稍有不慎平垫或螺母吊入变压器内,查找起来将十分困难,且影响施工进度,这也是低压侧施工的难点所在。另外还要注意低压侧母线相间及对变压器外壳的安全距离。
3、变压器抽真空、注油
我们在变压器安装中使用一台南非FLUIDEX ENGINEERING(PTY) LTD生产的型号为E160000—BMC滤油机,它的最大流量为16000L/h。
《電气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》第2.7.2条和2.7.3条规定“注油前,220KV及以上的变压器、电抗器必须进行真空处理,……,真空保持时间:220—330KV,不得少于8小时;……”;“220KV及以上的变压器、电抗器必须真空注油……”。为防止变压器器身受潮和排除器身在白天工作时所吸附的潮气,变压器从打开法兰排氮开始,16小时内(空气相对湿度≤75%时)必须抽真空。抽真空可在变压器顶部φ80蝶阀处接真空泵将变压器抽到133.3pa。真空度用麦氏真空计读数,每隔1小时记录真空度和空气相对湿度;也可从滤油机上的真空度表读数。滤油机真空表上的刻度单位是mbar,可用1mbar=100pa换算即可,只是它的读数没有麦氏真空计精确。
刚开始抽真空时,要检查变压器有无密封不严之处。正常情况下3小时内就可将真空度拉起。若真空度迟迟不能拉起,应检查是否有漏气地方,及时排除。抽真空期间必须监视变压器油箱的变形情况。
在抽真空到133.3Pa以下维持8小时后,在变压器油油质合格(耐压值大于等于45KV/2.5mm,含水量≤15ppm,tgσ≤0.5%(90℃))情况下,可进行真空注油。由变压器底部φ80蝶阀接至真空滤油机注油,油温温度保持在50℃,但注油速度不得超过1000L/min ,变压器顶部φ80蝶阀接真空泵继续抽真空。当注油到油面距油箱顶200时,关闭真空阀门,停止抽真空。
4、变压器整体密封试验
变压器整体安装完后,应进行整体密封试验。其压力为油箱盖上承受0.03MPa压力,试验持续时间24小时,应无渗漏。这时一定要注意避免压力过高,如压力过高将使压力释放器动作。
加压的方法可直接在油箱顶部φ80蝶阀加0.03MPa压力,也可在油枕油囊呼吸器处加入氮气。但后种方法的压力应从箱盖算起,故应减去油枕内油面至油箱顶盖的油压。
衡电二期3#主变整体密封试验采取后种方法。油压计算如下:
油枕油面到箱顶距离:h≈2.4米;油密度:ρ=0.89×10³kg/m³;g=9.8m/s²
因为P1=ρg h=0.89×10³×9.8×2.4=0.02MPa
所以加油压P=0.03-P1=0.03-0.02=0.01 MPa
根据物质热涨冷缩原理,变压器油面将随着温度的变化而变化。衡电二期3#主变整体密封试验从早晨9点开始,中午1点时油压升至0.016 MPa,及时调回0.01 MPa。所以变压器整体密封试验期间,必须由专人负责,时刻监视压力的变化,防止压力过高使压力释放器动作。
关闭储油柜集气室的排气门、排油阀门,打开储油柜顶部放气塞子,由储油柜下部进油阀用真空滤油机打油,向升高座和储油柜等处补油,当油枕放气塞溢出油时将放气塞旋紧,同时关闭进油阀,停止补油。然后用滤油机进出油旁路反向将油枕内的油放至油罐内,将油枕油位降至略高于环境温度油面线。打开集气室的排气阀门和所有放气塞,将残余气体放尽。
静止24小时,由调试队从变压器底部抽取油样做试验,并由各处放气塞多次放气。
上述是在变压器安装施工中的一点感受和体会,由于水平有限,文中难免出现错误和不足之处,敬请指正。
参考资料:
1、 《电气装置安装工程质量检验及评定规程》 DL/T 5161.1~5161.17—2002
2、 《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》 GBJ 148—90
3、 电力工程电气设计手册(电气一次部分) 水利电力部西北电力设计院
4、 大型变压器现场安装指导书
5、 工程建设标准强制性条文(电力工程部分)
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
一、工程概况
衡水发电厂二期工程安装两台由保定变压器厂生产的主变压
变压器总重约200余吨,其中油重37.2吨。经过与电厂协商,如果变压器在运输过程中和就位时未发生异常情况,变压器安装时器身检查可采用不吊罩进人检查的方法。如果在器身检查中未发现需要吊罩处理的异常情况,则不必吊罩,直接进行变压器附件的安装。
二、变压器安装施工程序
变压器安装过程如下:
1、电气同土建办理完变压器基础工序交接后,方可进行变压器本体就位。
2、变压器油质检测合格;立高、低压套管和中性点套管在支架上,做试验合格后可进行变压器的检查和安装工作。
3、准备工作完成后,先进行变压器排氮气,打开变压器顶部法兰;同时高、低压套管CT做试验。
4、打开变压器两侧人孔,当含氧量达到18%以上时,进行器身检查,检查完后封人孔门。
5、用吊车安装高压侧升高座、高压侧CT、高压套管及高压侧引线接引;安装低压侧升高座、套管、低压侧引线接引;安装接地套管、中性点套管及引线连接。
6、吊装散热器、压力释放装置和油枕等附件,变压器顶部管路连接。
7、将变压器顶部φ80蝶阀通过软管与真空泵相连,将变压器所有蝶阀打到开位,变压器开始抽真空至133.3Pa。注意变压器抽真空时,油枕、瓦斯继电器等应与油箱隔离,因散热器按真空设计,应一同抽真空。
8、抽真空满8小时后,可通过变压器底部φ80蝶阀向变压器内注合格变压器油至油面距油箱顶200mm。
9、连通瓦斯继电器和油枕,通过油枕补油阀对变压器补油,油位一般要比合适油位高1-2格做为变压器放气和变压器油浸入器身内的余量。
10、做变压器整体密封试验和变压器电气试验。
三、变压器安装过程中的关键工序和步骤
1、变压器器身检查。
变压器器身检查是变压器安装的关键步骤之一。因为以前变压器器身检查中曾发现过有紧固件松动、绝缘板断裂、铁芯多点接地以及油箱内部不干净、遗留杂物等情况。如不及时发现,将对今后变压器的安全运行留下重大隐患。因此,应由有经验并极其认真、负责的施工人员进入变压器内部进行器身检查。检查重点有以下几方面:
1)检查铁芯有无卷边、变形现象,漆层是否完好,并用扳手依次拧紧所有木质螺栓,力量要适宜。铁芯与线圈间应无油垢,油路畅通无阻塞。铁芯应一点接地,铁芯如多点接地将形成闭合回路,导致产生循环电流引起局部过热,甚至将铁芯烧毁,因此如发现铁芯多点接地应及时给予消除。
2)检查变压器线圈绝缘绑扎是否牢固,线圈与铁芯及铁芯与铁轭夹件间绝缘垫应完整,表面无变色、脆裂或击穿等缺陷,引出线绝缘应良好,固定可靠,避免有尖端放电隐患存在。如果引出线外包绝缘损坏,可用0.05~0.12mm电工皱纹纸或电缆纸带修补,最外层包扎白布带,并在表面涂刷绝缘漆。固定引线的支架要完好、牢固,如有裂纹,可用环氧树脂玻璃布绑扎。
3)检查器身及上下节油箱内是否有异物,油箱底部要清洁,无杂物。
在衡电二期3#主变器身检查过程中,发现木质螺栓的螺母有松动现象,给予了紧固;发现固定变压器器身的四条地脚螺栓未紧固,螺母松动。因螺母较大,最后用管钳进行了紧固,事后分析可能是在运输过程中车身振动产生的松动,在今后安装过程中应引起注意。检查中还对C相高压引出线根部绝缘布带进行了紧固处理。
2、变压器高、低压套管的安装
因为高、低压套管均为瓷套管,极其易碎。因此一定要严防受到外物撞击和磕碰,尤其在高、低压套管直立于支架做实验时,一定要采取措施加以防护。
高、低压套管安装前要仔细检查,磁套表面应无裂缝、伤痕;套管、法兰颈部及均压球内壁应擦拭干净,尤其要观察高压套管的油位和低压套管是否有漏油现象。衡电二期3#主变施工中发现低压侧B相套管有漏油现象,检查发现低压套管油嘴处密封垫圈未上好,在厂家指导下重新紧固并对低压套管进行了补油(变压器油击穿电压﹥60KV)。
因高压套管的安装与地面成一定角度,因此吊装时可加装1个2吨倒链来调整高压套管的角度,也可调整呢绒钢丝绳的捆绑位置使其形成一个角度后起吊,3#主变安装时用的后一个办法。高压套管安装过程中,用8#铅丝徐徐将高压引线拉出,不得使高压引线受力扭曲。高压套管穿缆的应力锥应进入套管的均压罩内,高压套管顶部结构的安装一定要严格按厂家的规定进行,密封垫应安装正确,保证密封良好。高压套管顶部结构的密封至关重要,因为如果顶部结构密封不严,潮气就会沿引线渗入变压器,造成变压器内部绝缘击穿,就可能烧毁变压器。
变压器低压侧套管的安装较简单,但一定要注意低压侧引线的连接。因为低压侧引线为软连接且螺栓较多,接线人孔是200×300mm长方孔,施工难度较大。如稍有不慎平垫或螺母吊入变压器内,查找起来将十分困难,且影响施工进度,这也是低压侧施工的难点所在。另外还要注意低压侧母线相间及对变压器外壳的安全距离。
3、变压器抽真空、注油
我们在变压器安装中使用一台南非FLUIDEX ENGINEERING(PTY) LTD生产的型号为E160000—BMC滤油机,它的最大流量为16000L/h。
《電气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》第2.7.2条和2.7.3条规定“注油前,220KV及以上的变压器、电抗器必须进行真空处理,……,真空保持时间:220—330KV,不得少于8小时;……”;“220KV及以上的变压器、电抗器必须真空注油……”。为防止变压器器身受潮和排除器身在白天工作时所吸附的潮气,变压器从打开法兰排氮开始,16小时内(空气相对湿度≤75%时)必须抽真空。抽真空可在变压器顶部φ80蝶阀处接真空泵将变压器抽到133.3pa。真空度用麦氏真空计读数,每隔1小时记录真空度和空气相对湿度;也可从滤油机上的真空度表读数。滤油机真空表上的刻度单位是mbar,可用1mbar=100pa换算即可,只是它的读数没有麦氏真空计精确。
刚开始抽真空时,要检查变压器有无密封不严之处。正常情况下3小时内就可将真空度拉起。若真空度迟迟不能拉起,应检查是否有漏气地方,及时排除。抽真空期间必须监视变压器油箱的变形情况。
在抽真空到133.3Pa以下维持8小时后,在变压器油油质合格(耐压值大于等于45KV/2.5mm,含水量≤15ppm,tgσ≤0.5%(90℃))情况下,可进行真空注油。由变压器底部φ80蝶阀接至真空滤油机注油,油温温度保持在50℃,但注油速度不得超过1000L/min ,变压器顶部φ80蝶阀接真空泵继续抽真空。当注油到油面距油箱顶200时,关闭真空阀门,停止抽真空。
4、变压器整体密封试验
变压器整体安装完后,应进行整体密封试验。其压力为油箱盖上承受0.03MPa压力,试验持续时间24小时,应无渗漏。这时一定要注意避免压力过高,如压力过高将使压力释放器动作。
加压的方法可直接在油箱顶部φ80蝶阀加0.03MPa压力,也可在油枕油囊呼吸器处加入氮气。但后种方法的压力应从箱盖算起,故应减去油枕内油面至油箱顶盖的油压。
衡电二期3#主变整体密封试验采取后种方法。油压计算如下:
油枕油面到箱顶距离:h≈2.4米;油密度:ρ=0.89×10³kg/m³;g=9.8m/s²
因为P1=ρg h=0.89×10³×9.8×2.4=0.02MPa
所以加油压P=0.03-P1=0.03-0.02=0.01 MPa
根据物质热涨冷缩原理,变压器油面将随着温度的变化而变化。衡电二期3#主变整体密封试验从早晨9点开始,中午1点时油压升至0.016 MPa,及时调回0.01 MPa。所以变压器整体密封试验期间,必须由专人负责,时刻监视压力的变化,防止压力过高使压力释放器动作。
关闭储油柜集气室的排气门、排油阀门,打开储油柜顶部放气塞子,由储油柜下部进油阀用真空滤油机打油,向升高座和储油柜等处补油,当油枕放气塞溢出油时将放气塞旋紧,同时关闭进油阀,停止补油。然后用滤油机进出油旁路反向将油枕内的油放至油罐内,将油枕油位降至略高于环境温度油面线。打开集气室的排气阀门和所有放气塞,将残余气体放尽。
静止24小时,由调试队从变压器底部抽取油样做试验,并由各处放气塞多次放气。
上述是在变压器安装施工中的一点感受和体会,由于水平有限,文中难免出现错误和不足之处,敬请指正。
参考资料:
1、 《电气装置安装工程质量检验及评定规程》 DL/T 5161.1~5161.17—2002
2、 《电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范》 GBJ 148—90
3、 电力工程电气设计手册(电气一次部分) 水利电力部西北电力设计院
4、 大型变压器现场安装指导书
5、 工程建设标准强制性条文(电力工程部分)
注:文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。