大型變壓器安裝技術(shù)

曹雷

【摘要】本文以熱軋變電所110KV變壓器安裝為例，通過(guò)對(duì)大型變壓器的吊裝、真空注油等方面介紹了大型變壓器的安裝主要技術(shù)及在施工中應(yīng)采取的措施、安裝要求和注意事項(xiàng)等。

【關(guān)鍵詞】變壓器安裝；鋼絲繩選用；真空注油；安裝技術(shù)

引言

變壓器作為輸電網(wǎng)絡(luò)最重要的元器件之一，隨著科技的發(fā)展，其容量越來(lái)越大，功率越來(lái)越高，隨之體積和重量越來(lái)越大，在安裝方面的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。近年來(lái)冶金行業(yè)的大型變壓器安裝逐漸發(fā)展起來(lái)。下面談一下大型變壓器安裝技術(shù)和應(yīng)注意的一些事項(xiàng)，以供參考；

1.安裝前的準(zhǔn)備

大型變壓器器身重量輕的幾十噸重的上百噸，所以運(yùn)輸和吊裝都比較困難，相對(duì)吊裝費(fèi)用比較昂貴，為了最大的節(jié)約項(xiàng)目成本，變壓器在到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)能第一時(shí)間移至變壓器室中，避免二次吊運(yùn)浪費(fèi)成本。所以變壓器到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)之前的準(zhǔn)備工作一定要做到完善。主要注意以下幾點(diǎn)：

1） 屋頂、樓板施工完畢、不得滲漏。

2） 室內(nèi)地面的基層施工完畢，并在墻上標(biāo)出地面標(biāo)高。

3） 混凝土基礎(chǔ)及構(gòu)架達(dá)到允許安裝的強(qiáng)度，焊接構(gòu)件的質(zhì)量符合要求。

4） 預(yù)埋件及預(yù)留孔符合設(shè)計(jì)，預(yù)埋件牢固。

5） 變壓器底座施工完畢，符合設(shè)計(jì)及變壓器圖紙要求。

6） 模板及施工設(shè)施拆除，場(chǎng)地清理干凈；

7） 具有足夠的施工用場(chǎng)地，道路通暢。

2.變壓器安裝前的檢查

安裝之前，要對(duì)變壓器及附件進(jìn)行檢查，檢查時(shí)主要注意以下幾點(diǎn)：

1） 油箱及所有附件應(yīng)齊全，無(wú)銹蝕及機(jī)械損傷，密封應(yīng)良好。

2） 油箱箱蓋或鐘罩法蘭及封板的聯(lián)接螺栓應(yīng)齊全，緊固良好，無(wú)滲漏；

3） 充油套管的油位應(yīng)正常，無(wú)滲油，瓷體無(wú)損傷。

4） 充氣運(yùn)輸?shù)淖儔浩饔拖鋬?nèi)應(yīng)為正壓，其壓力為0.01-0.03Mpa。此項(xiàng)技術(shù)人員一定要檢查。

5） 裝有沖擊記錄儀的設(shè)備，應(yīng)檢查并記錄設(shè)備在運(yùn)輸和裝卸中的受沖擊情況。

另外設(shè)備在保管期間，應(yīng)經(jīng)常檢查。充油保管的應(yīng)檢查有無(wú)滲油，油位是否正常，外表有無(wú)銹蝕，若安裝間隔太長(zhǎng)還需每六個(gè)月檢查一次油的絕緣強(qiáng)度；充氣保管的應(yīng)檢查氣體壓力，并做好記錄。

3.大型變壓器的吊裝

變壓器進(jìn)場(chǎng)后，在確認(rèn)現(xiàn)場(chǎng)條件已符合安裝條件時(shí)，應(yīng)將變壓器直接吊運(yùn)到變壓器室前，以便于變壓器的安裝。在吊裝之前應(yīng)確認(rèn)好幾點(diǎn)：

1） 變壓器的器身重量及所對(duì)應(yīng)的鋼絲繩和噸位吊車。

2） 變壓器室托運(yùn)平臺(tái)安裝完畢，并與變壓器室內(nèi)軌道水平。

3） 導(dǎo)鏈及導(dǎo)鏈的固定設(shè)施安裝牢固。

卸車時(shí)首先確認(rèn)好運(yùn)輸車輛上變壓器與就位基礎(chǔ)平行停放（以便于變壓器卸載時(shí)不用變換方向），注意高壓側(cè)與安裝方向一致。吊運(yùn)時(shí)將鋼絲繩卡扣固定在變壓器本體的四個(gè)吊耳上，且保證鋼絲繩的長(zhǎng)短一致，以便吊運(yùn)時(shí)變壓器平穩(wěn)。起吊時(shí)要有專業(yè)吊運(yùn)人員指揮，平穩(wěn)的放在變壓器室前臨時(shí)托運(yùn)平臺(tái)上。

在這主要說(shuō)一下吊裝變壓器的鋼絲繩的選擇，以越南CSVC項(xiàng)目110KV變壓器為例，變壓器器身加充氮總重65噸，在選擇鋼絲繩時(shí)我們按照公式一進(jìn)行計(jì)算

S=G/ncosa……………………………………（公式一）

S：每處鋼絲繩承受的拉力（單位KN）

G：吊裝物的重量乘以9.8系數(shù)。（單位取KN）

a：吊裝鋼絲繩與吊裝物的夾角，實(shí)際工作中一般取30°。Cos30°=0.866

n：受力鋼絲繩的數(shù)量，如變壓器4個(gè)吊環(huán)受力則計(jì)為4根鋼絲繩。

根據(jù)公式我們可以計(jì)算出每處鋼絲繩承受的拉力為183.89KN

然后根據(jù)公式二計(jì)算出鋼絲繩的最小破斷拉力

F0=KS…………………………………………（公式二）

K：安全系數(shù)（取值6—8之間），一般我們?nèi)≈禐?。

計(jì)算出F0（鋼絲繩的最小破斷拉力）為1287.23KN

根據(jù)五金手冊(cè)我們可以查出公稱直徑為56mm的6*37+FC纖維芯鋼絲繩最適合本次吊裝使用。

4.110KV變壓器的安裝

變壓器的安裝主要是主體就位和附件安裝。

變壓器本體安裝用大型吊車卸車并放置到主變運(yùn)輸軌道上 ，通過(guò)卷?yè)P(yáng)機(jī)或?qū)ф湢恳涟惭b部位 ，然后根據(jù)設(shè)計(jì)要求調(diào)整中心、高度、水平等。

變壓器附件安裝主要有 ：升高座、套管、儲(chǔ)油柜與導(dǎo)油導(dǎo)氣聯(lián)管、冷卻器、壓力釋放閥、氣體繼電器、無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓開(kāi)關(guān)等。

套管升高座安裝前先放干內(nèi)部的絕緣油進(jìn)行電流互感器的變比、極性、磁化特性曲線測(cè)量。試驗(yàn)合格后打開(kāi)變壓器與升高座相連接的法蘭封蓋 ，清洗連接面 ，粘貼密封墊 ，并將升高座吊至安裝部位的上方用校準(zhǔn)棒校準(zhǔn)方位后 ，穿入連接螺栓 ，然后用力矩板手對(duì)稱擰緊全部螺栓。

儲(chǔ)油柜安裝前首先檢查膠囊或隔膜確認(rèn)無(wú)漏氣 ；膠囊或隔膜沿長(zhǎng)度方向與儲(chǔ)油柜的長(zhǎng)軸保持平行不得有扭轉(zhuǎn) ，膠囊或隔膜口密封良好呼吸通暢 ；油位表動(dòng)作靈活 ，油位表的信號(hào)接點(diǎn)位置正確 ，絕緣良好。然后將儲(chǔ)油柜蓋板回裝 。

5.變壓器真空注油

大型變壓器的抽真空與注油是安裝過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)，也是主要質(zhì)量控制點(diǎn)。因?yàn)榇笮妥儔浩靼惭b首要目的是保證變壓器的絕緣性，而變壓器鐵芯絕緣保護(hù)又是其中的關(guān)鍵。抽真空與注油的過(guò)程施工就是為了保證變壓器鐵芯的絕緣性能。以熱軋廠110KV變壓器抽真空、注油過(guò)程為例，詳細(xì)分析如何做到變壓器注油過(guò)程中的絕緣保護(hù)。

1）當(dāng)變壓器主體安裝就位后、附件安裝前（有些項(xiàng)目是在附件安裝完畢后，本項(xiàng)目主要考慮附件與主體間閥門密封性能問(wèn)題）檢查其本體的密封性，密封性能良好進(jìn)行抽真空。以均勻的速度抽真空 ，最初的 1h 內(nèi) ，當(dāng)殘壓達(dá)到 20kPa 時(shí)無(wú)異常情況 ，則繼續(xù)抽真空到 0.3kPa，保持 8h 后 ，開(kāi)始向變壓器油箱注油。抽真空過(guò)程 ，要注意油箱局部變形應(yīng)小于箱壁厚的 2 倍。

2）變壓器安裝前或同時(shí)可以進(jìn)行絕緣油處理 ，對(duì)于新到的絕緣油除檢查出廠試驗(yàn)報(bào)告必須滿足要求外，還須進(jìn)行抽樣化驗(yàn)檢查 ，其主要指標(biāo)有含水量、含氣量、界損和耐壓 ，油樣取樣嚴(yán)格按《電力用油（變壓器油、汽輪機(jī)油）取樣》的規(guī)定進(jìn)行。試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》GB50150-2006的規(guī)定。

3）注油。在變壓器本體抽真空和油樣檢測(cè)工作結(jié)束后開(kāi)始注油工作。注油時(shí)以 3t/h～5t/h 的速度用濾油機(jī)將油經(jīng)變壓器下部油閥注入變壓器 ，距變壓器本體頂部約 80-100mm時(shí)停止 ，在整個(gè)注油過(guò)程中真空泵繼續(xù)工作，保證變壓器本體內(nèi)真空狀態(tài)。

整個(gè)注油過(guò)程中要嚴(yán)格保證變壓器本體及注油、排氣管道的密封性。在實(shí)際操作中往往看不到本體內(nèi)油位，以抽氣閥有油溢出為準(zhǔn)。當(dāng)抽氣閥有變壓器絕緣油抽出時(shí)停止注油。但真空泵不停止，繼續(xù)保持4h， 使真空保持在0.05Mpa左右。

一次注油完畢后，進(jìn)行變壓器附件的安裝，所有附件安裝完畢后進(jìn)行整體密封性檢查，檢查無(wú)誤進(jìn)行二次注油。

（1） 開(kāi)啟本體與附件間的開(kāi)閉閥，本體內(nèi)油通過(guò)連接處流向附件中。

（2） 開(kāi)啟附件頂部的排氣閥，在附件注油的同時(shí)保證附件內(nèi)的空氣排出，當(dāng)排氣閥溢油時(shí)關(guān)閉排氣閥。

（3） 在附件注油過(guò)程中，本體下部注油閥仍以3t/h～5t/h 的速度將油注入變壓器，保證本體內(nèi)鐵芯始終浸在絕緣油中。

（4） 每次只能開(kāi)啟一個(gè)附件的閥門。當(dāng)此附件注油完畢后，再開(kāi)啟下一附件油閥及排氣閥門進(jìn)行注油。

（5） 依次注油至附件中，最后向儲(chǔ)油柜中注油，當(dāng)儲(chǔ)油柜油位指示器指數(shù)比環(huán)境溫度高出5-10℃時(shí)停止注油。

（6） 在儲(chǔ)油柜的油囊或隔膜的呼吸口注入氮?dú)?，?dāng)有變壓器絕緣油在儲(chǔ)油柜頂部的排氣閥溢出時(shí)關(guān)閉排氣閥，停止膠囊充氣。

圖：膠囊充氣前

圖：膠囊充氣后

6.變壓器的整體密封試驗(yàn)

變壓器完成注油工作后，對(duì)變壓器進(jìn)行整體密封試驗(yàn)，試驗(yàn)采用氮壓法。即在儲(chǔ)油柜的皮囊或隔膜的呼吸口注入氮?dú)?。接入氮?dú)馄考訅褐?0.03MPa，關(guān)閉充氣閥門開(kāi)始靜止 ，靜止時(shí)間不少于 24h 且變壓器各密封處應(yīng)無(wú)滲漏。試驗(yàn)完畢后拆除加壓裝置，打開(kāi)儲(chǔ)油柜排油閥將油位調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)位置。

7.變壓器調(diào)試試驗(yàn)

變壓器安裝完成后，按照制造廠說(shuō)明和標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行變壓器的調(diào)試試驗(yàn)。主要試驗(yàn)項(xiàng)目有 ：測(cè)量繞組連同套管的直流電阻、檢查所有分接頭的電壓比、套管 CT 的極性檢查和變比測(cè)量、測(cè)量繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比、極化指數(shù)、測(cè)量繞組連同套管的介質(zhì)損耗因數(shù) tgδ、測(cè)量繞組連同套管的直流泄漏電流、繞組變形試驗(yàn)、感應(yīng)耐壓試驗(yàn) / 局部放電測(cè)量、絕緣油試驗(yàn)以及相序檢查。當(dāng)所有試驗(yàn)合格后 ，可以進(jìn)行合閘沖擊試驗(yàn)。

8.結(jié)語(yǔ)

變壓器作為變電所的主要電氣設(shè)備 ，其安裝、試驗(yàn)質(zhì)量直接影響今后設(shè)備安全運(yùn)行。因此 ，在安裝過(guò)程中必須嚴(yán)格遵循制造廠技術(shù)資料和規(guī)范要求。