電力變壓器制造監理中的常見問題處理

申 麗（國網山西省電力公司長治供電公司，山西 長治 046011）

?

電力變壓器制造監理中的常見問題處理

申 麗
（國網山西省電力公司長治供電公司，山西 長治 046011）

〔摘 要〕變壓器是電力系統中的重要設備，其產品質量直接決定著電力系統能否安全可靠運行，因此對變壓器制造過程進行設備監理是非常必要的。對220 kV電力變壓器制造監理中的一些關鍵點進行了分析，并說明了常見問題的處理對策，有效預防了一些制造缺陷，提高了變壓器的制造質量，為電力系統的安全穩定運行提供了可靠保障。

〔關鍵詞〕電力變壓器；制造監理；低壓線圈；關鍵點

0 引言

在電力變壓器制造過程中，為了更好地監督生產廠家對各個環節的質量控制，設備制造監理得到越來越多的實施。經過20多年的實踐證明，在電力變壓器制造過程當中，對設備實施制造監理，可以有效消除質量缺陷，提高變壓器的產品質量，使變壓器投運的供電安全可靠性大大提高。

1 電力變壓器的制造監理概要

電力變壓器的全過程監理主要包括變壓器的選型選廠、合同談判、監造、現場安裝和試驗交接等。

電力系統中的變壓器既有10 kV的配電變壓器，也有35-110 kV和220-500 kV乃至1 000 kV的大型電力變壓器。通常來說，電網系統的電壓等級越高，電網的變電容量就越大，對各種電氣設備和整個電力系統的絕緣性能等要求也就越高，對變壓器質量的要求也相應提高，進行制造監理的比例也隨之提高。全過程監理可以最大限度地提前發現生產制造乃至圖紙中的不合理甚至錯誤之處，及時修正可以將變壓器的質量隱患消滅在萌芽狀態。

現以220 kV電壓等級變壓器為例，對制造監理中的一些關鍵點進行分析。

1.1 監理中關鍵信息的識別

在電力變壓器的制造監理工作中，為保證制造監理的質量，需要加強對制造過程中關鍵信息的識別。關鍵信息主要包含變壓器的監理合同、訂貨合同、制造廠信息、監理法規與規章、監理方要求的其他與監理服務相關的信息等。其中，監理合同是監理方實施變壓器制造過程中監理職權的主要依據，而訂貨合同所指的是業主和變壓器制造廠家（承包方）所簽訂的合同以及其他業主要求的文件等。

1.2 主要文件的識別

在監理服務實施之前，應該對主要的質量文件和技術文件予以檢查。首先，加強對變壓器制造廠家有關ISO9001質量管理體系認證書與產品運行記錄的查證，對制造廠有無完善的質量保證體系進行充分查證。其次，對設計任務書、施工圖紙和承受短路能力計算報告的完整性進行檢查，對設備與技術協議中的設計要求是否相符進行核對，以確定能否進入生產制造環節。最后，對變壓器制造廠家各工序的工藝規程、作業指導書和質量檢驗等支撐文件進行檢查，保證制造過程中的質量管理系統有序和有效運行，產品質量處于可控狀態。

1.3 現場見證點與停止點的識別

在變壓器的現場制造監理中，應加強對現場見證點的識別，現場見證點主要包含鐵芯質量、線圈質量、器身裝配、總裝現場和打壓試漏等。在現場見證中，鐵芯作為變壓器的磁路和骨架，其質量是主要的見證點。線圈作為變壓器的電路部分，用來完成電能的傳輸與轉換，可稱為變壓器的心臟，因而高、中、低壓線圈和調壓線圈的整體套裝等是重要見證點。在制造監理工作中，要查閱相關的變壓器器身干燥記錄，特別是干燥的最高溫度，可防止器身干燥不足或干燥過度造成絕緣損傷。在變壓器的總裝配環節，將鐘罩式的上節油箱扣住整體器身，也是個很重要的總裝現場見證點。當總裝結束之后，對電力變壓器實施打壓試漏也是重要的見證點。

除了現場見證識別之外，停止見證識別也是非常重要的監理質量見證。停止點的現場見證主要包含線圈的整體套裝、器身的干燥出爐、關鍵試驗等。當三相線圈整體套裝在鐵芯柱上后，要對鐵芯柱和線圈的整體緊實度與器身油路是否通暢等進行確認。關鍵試驗主要是指出廠試驗以及型式試驗，如：感應耐壓試驗、工頻耐壓試驗與溫升試驗等。通常情況下，這些試驗業主均會委托監理方來見證。

2 變壓器制造監理中的常見問題及處理

隨著變壓器市場競爭的不斷加劇以及個性化要求越來越多，新設計的產品也相對增多。由于變壓器所包含的零部件非常多，圖紙量也很大，對于1 臺220 kV的電力變壓器來說，一般除了通用零件圖之外，還需要有約200張的專用圖紙，每張圖紙中平均要有10-30個加工和配合尺寸，因此出錯的幾率相對較大。盡量將差錯消滅在萌芽狀態是用戶和制造廠的共同要求，加強制造監理的意義也在于此。

2.1 變壓器鐵芯多點接地

鐵芯是變壓器的磁路，也是變壓器結構的骨架，對線圈、引線和絕緣件起支撐作用。變壓器鐵芯正常的接地方法是一點接地，出現兩點及兩點以上的接地，稱為多點接地。多點接地會使鐵芯中出現環流，造成局部過熱，使得變壓器油和相鄰的紙絕緣分解和老化，嚴重的會使鐵芯燒毀。在制造監理中，一旦發現鐵芯多點接地，監理工程師要馬上提出整改要求，消除鐵芯多點接地。鐵芯多點接地有些是明顯的，而有些是隱形的，即在制造廠未發生多點接地，但在運行中卻存在形成多點接地的隱患。

例如：在某變壓器鐵芯制造過程中，監理工程師發現鐵芯的鐵軛為D形結構（見圖1，其中黑色部分為夾件絕緣）。在此結構中，鐵芯與夾件絕緣的兩側與最末級是平齊的（見圖1（a）），這樣，鐵芯疊片與夾件間的絕緣距離只有27 mm（夾件絕緣的厚度）。這雖然滿足技術規定要求的最低25 mm，但是此結構容易導致“搭接”，即有金屬異物落在夾件絕緣上時，很容易使鐵芯疊片與夾件連通，造成多點接地現象。經與廠家協商，廠家加大了夾件絕緣的寬度，使之延伸出鐵芯10 mm，延長了爬電距離，消除了“搭接”造成多點接地的隱患（見圖1（b））。

圖1 鐵芯夾件絕緣整改

2.2 鐵芯爬電距離較小

變壓器鐵芯整體裝配起立后，有時會出現鐵芯夾件與上下鐵軛之間的爬電距離偏小的問題，這是一個較大的問題。造成這種現象的主要原因是：在疊裝鐵芯的過程中，零件公差的累積、絕緣件的輕微位移，起立過程中受力不均產生的結構件變形等。在一定條件下，爬電距離小可能會引發變壓器鐵芯故障，進而誘發更大的質量事故，造成較大損失。

例如：某型號為SSZ-180MVA/220 kV的三相三繞組自冷有載調壓電力變壓器，監理師在變壓器鐵芯裝配起立后檢查發現鐵芯夾件與上下鐵軛之間的爬電距離僅有15 mm，比協議以及技術規定要求的25 mm要小得多。根據協議規定內容，監理工程師立即將問題向制造廠提出，并且要求嚴格按照協議規定的內容執行，規范實際值。制造廠技術負責人與技術部門經過分析論證，采取了可行措施使最終爬電距離達到30 mm。這就有效地保證了鐵芯質量，防止了后期問題和事故的發生。

2.3 線圈油路不暢導致線圈溫升超標

當前變壓器制造廠家為了提高競爭力，不斷優化產品結構、節材降耗，但有時可能考慮不周，對變壓器質量產生一定的影響。

例如：某2臺50 MVA產品，監理工程師在器身裝配時查閱圖紙發現，設計的低壓10 kV線圈內徑側油道為6 mm，外徑側油道為7 mm，下部進油口油隙為7 mm，上部出油口油隙為6 mm。監理工程師對此提出質疑，認為油隙尺寸過小，可能會導致線圈溫升過高，而制造廠家卻不能提供該結構下同類型產品的溫升試驗數據。在監理工程師的要求下，該產品在總裝配完成后進行了溫升試驗，結果處于外側的高壓線圈溫升試驗值在允許范圍內，而低壓線圈溫升試驗值比計算值高出了20K，超出技術協議要求的溫升限值13K，屬于不合格產品。由于此型號產品有2臺，于是在第2臺上也進行了溫升試驗，結果油頂溫升和高壓線圈溫升與第1臺相差都在1K之內，低壓線圈比計算值高出了13K，超出溫升限值5K，同樣屬于不合格產品。2臺同樣的產品低壓線圈溫升都超標，表明計算方法或結構設計上存在缺陷，而2臺產品低壓線圈溫升相差8K，表明在制造過程中存在不可控因素。監理工程師據此向制造廠提出整改要求，同時將此情況向業主匯報。制造廠技術部門經過對產品計算方案和結構進行分析論證，找出了造成這一現象的原因。經過加大上下部進油口和出油口的油隙尺寸，并更改部分結構后，對產品重新進行溫升試驗，低壓線圈溫升合格。這表明，制造監理有效避免了產品帶病出廠，規避了產品運行中溫升過高的風險。

2.4 絕緣試驗的見證

在監理實施中，訂貨合同當中的技術協議作為主要的文件依據，其中對變壓器出廠的試驗數據是非常關注的。當出現某項試驗結果與技術協議要求不相符的時候，可要求重新試驗以達到標準。若還不能達到要求，監理工程師就應該立即向業主匯報，讓業主與制造商進行協商解決。

目前運行中的變壓器，越來越重視局部放電問題。很多變壓器都是在正常運行情況下突然發生絕緣擊穿的，局部放電對絕緣損傷的累積是引起變壓器絕緣擊穿的一個關鍵因素。因此，目前對110 kV及以上變壓器局部放電量提出了具體的要求，試驗電壓為為最高工作電壓）時，局部放電量連續水平不大于500 pC；為時，局部放電量連續水平不大于300 pC；為時，視在電荷量連續水平不大于100 pC。在220 kV變壓器制造監理中，就要著重對局部放電試驗進行跟蹤記錄。

3 結束語

電氣設備質量的好壞，直接影響著電力系統的運行安全。為保證電力設備的設計和制造質量，加強對設備制造中的監督管理是非常必要的。變壓器是電力系統中的重要電氣設備，對其制造過程實施設備制造監理，能有效預防一些制造缺陷，進而提高變壓器的制造質量，為電力系統的安全穩定運行提供可靠保障。

參考文獻：

1 中華人民共和國建設部，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局.GB50150—2006電氣裝置安裝工程電氣設備交接試驗標準［S］.北京：中國計劃出版社，2006.

收稿日期：2015-11-08；修回日期：2016-02-22。

作者簡介：

申 麗（1970-），女，工程師，主要從事變電運維檢修管理工作，email：sxczshenli@163.com。