電力變壓器制造監(jiān)理中的常見問(wèn)題處理

申 麗（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司長(zhǎng)治供電公司，山西 長(zhǎng)治 046011）

?

電力變壓器制造監(jiān)理中的常見問(wèn)題處理

申 麗
（國(guó)網(wǎng)山西省電力公司長(zhǎng)治供電公司，山西 長(zhǎng)治 046011）

〔摘 要〕變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其產(chǎn)品質(zhì)量直接決定著電力系統(tǒng)能否安全可靠運(yùn)行，因此對(duì)變壓器制造過(guò)程進(jìn)行設(shè)備監(jiān)理是非常必要的。對(duì)220 kV電力變壓器制造監(jiān)理中的一些關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行了分析，并說(shuō)明了常見問(wèn)題的處理對(duì)策，有效預(yù)防了一些制造缺陷，提高了變壓器的制造質(zhì)量，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保障。

〔關(guān)鍵詞〕電力變壓器；制造監(jiān)理；低壓線圈；關(guān)鍵點(diǎn)

0 引言

在電力變壓器制造過(guò)程中，為了更好地監(jiān)督生產(chǎn)廠家對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，設(shè)備制造監(jiān)理得到越來(lái)越多的實(shí)施。經(jīng)過(guò)20多年的實(shí)踐證明，在電力變壓器制造過(guò)程當(dāng)中，對(duì)設(shè)備實(shí)施制造監(jiān)理，可以有效消除質(zhì)量缺陷，提高變壓器的產(chǎn)品質(zhì)量，使變壓器投運(yùn)的供電安全可靠性大大提高。

1 電力變壓器的制造監(jiān)理概要

電力變壓器的全過(guò)程監(jiān)理主要包括變壓器的選型選廠、合同談判、監(jiān)造、現(xiàn)場(chǎng)安裝和試驗(yàn)交接等。

電力系統(tǒng)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(lái)說(shuō)，電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓等級(jí)越高，電網(wǎng)的變電容量就越大，對(duì)各種電氣設(shè)備和整個(gè)電力系統(tǒng)的絕緣性能等要求也就越高，對(duì)變壓器質(zhì)量的要求也相應(yīng)提高，進(jìn)行制造監(jiān)理的比例也隨之提高。全過(guò)程監(jiān)理可以最大限度地提前發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)制造乃至圖紙中的不合理甚至錯(cuò)誤之處，及時(shí)修正可以將變壓器的質(zhì)量隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

現(xiàn)以220 kV電壓等級(jí)變壓器為例，對(duì)制造監(jiān)理中的一些關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行分析。

1.1 監(jiān)理中關(guān)鍵信息的識(shí)別

在電力變壓器的制造監(jiān)理工作中，為保證制造監(jiān)理的質(zhì)量，需要加強(qiáng)對(duì)制造過(guò)程中關(guān)鍵信息的識(shí)別。關(guān)鍵信息主要包含變壓器的監(jiān)理合同、訂貨合同、制造廠信息、監(jiān)理法規(guī)與規(guī)章、監(jiān)理方要求的其他與監(jiān)理服務(wù)相關(guān)的信息等。其中，監(jiān)理合同是監(jiān)理方實(shí)施變壓器制造過(guò)程中監(jiān)理職權(quán)的主要依據(jù)，而訂貨合同所指的是業(yè)主和變壓器制造廠家（承包方）所簽訂的合同以及其他業(yè)主要求的文件等。

1.2 主要文件的識(shí)別

在監(jiān)理服務(wù)實(shí)施之前，應(yīng)該對(duì)主要的質(zhì)量文件和技術(shù)文件予以檢查。首先，加強(qiáng)對(duì)變壓器制造廠家有關(guān)ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證書與產(chǎn)品運(yùn)行記錄的查證，對(duì)制造廠有無(wú)完善的質(zhì)量保證體系進(jìn)行充分查證。其次，對(duì)設(shè)計(jì)任務(wù)書、施工圖紙和承受短路能力計(jì)算報(bào)告的完整性進(jìn)行檢查，對(duì)設(shè)備與技術(shù)協(xié)議中的設(shè)計(jì)要求是否相符進(jìn)行核對(duì)，以確定能否進(jìn)入生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。最后，對(duì)變壓器制造廠家各工序的工藝規(guī)程、作業(yè)指導(dǎo)書和質(zhì)量檢驗(yàn)等支撐文件進(jìn)行檢查，保證制造過(guò)程中的質(zhì)量管理系統(tǒng)有序和有效運(yùn)行，產(chǎn)品質(zhì)量處于可控狀態(tài)。

1.3 現(xiàn)場(chǎng)見證點(diǎn)與停止點(diǎn)的識(shí)別

在變壓器的現(xiàn)場(chǎng)制造監(jiān)理中，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)見證點(diǎn)的識(shí)別，現(xiàn)場(chǎng)見證點(diǎn)主要包含鐵芯質(zhì)量、線圈質(zhì)量、器身裝配、總裝現(xiàn)場(chǎng)和打壓試漏等。在現(xiàn)場(chǎng)見證中，鐵芯作為變壓器的磁路和骨架，其質(zhì)量是主要的見證點(diǎn)。線圈作為變壓器的電路部分，用來(lái)完成電能的傳輸與轉(zhuǎn)換，可稱為變壓器的心臟，因而高、中、低壓線圈和調(diào)壓線圈的整體套裝等是重要見證點(diǎn)。在制造監(jiān)理工作中，要查閱相關(guān)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(guò)度造成絕緣損傷。在變壓器的總裝配環(huán)節(jié)，將鐘罩式的上節(jié)油箱扣住整體器身，也是個(gè)很重要的總裝現(xiàn)場(chǎng)見證點(diǎn)。當(dāng)總裝結(jié)束之后，對(duì)電力變壓器實(shí)施打壓試漏也是重要的見證點(diǎn)。

除了現(xiàn)場(chǎng)見證識(shí)別之外，停止見證識(shí)別也是非常重要的監(jiān)理質(zhì)量見證。停止點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)見證主要包含線圈的整體套裝、器身的干燥出爐、關(guān)鍵試驗(yàn)等。當(dāng)三相線圈整體套裝在鐵芯柱上后，要對(duì)鐵芯柱和線圈的整體緊實(shí)度與器身油路是否通暢等進(jìn)行確認(rèn)。關(guān)鍵試驗(yàn)主要是指出廠試驗(yàn)以及型式試驗(yàn)，如：感應(yīng)耐壓試驗(yàn)、工頻耐壓試驗(yàn)與溫升試驗(yàn)等。通常情況下，這些試驗(yàn)業(yè)主均會(huì)委托監(jiān)理方來(lái)見證。

2 變壓器制造監(jiān)理中的常見問(wèn)題及處理

隨著變壓器市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的不斷加劇以及個(gè)性化要求越來(lái)越多，新設(shè)計(jì)的產(chǎn)品也相對(duì)增多。由于變壓器所包含的零部件非常多，圖紙量也很大，對(duì)于1 臺(tái)220 kV的電力變壓器來(lái)說(shuō)，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(gè)加工和配合尺寸，因此出錯(cuò)的幾率相對(duì)較大。盡量將差錯(cuò)消滅在萌芽狀態(tài)是用戶和制造廠的共同要求，加強(qiáng)制造監(jiān)理的意義也在于此。

2.1 變壓器鐵芯多點(diǎn)接地

鐵芯是變壓器的磁路，也是變壓器結(jié)構(gòu)的骨架，對(duì)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(diǎn)接地，出現(xiàn)兩點(diǎn)及兩點(diǎn)以上的接地，稱為多點(diǎn)接地。多點(diǎn)接地會(huì)使鐵芯中出現(xiàn)環(huán)流，造成局部過(guò)熱，使得變壓器油和相鄰的紙絕緣分解和老化，嚴(yán)重的會(huì)使鐵芯燒毀。在制造監(jiān)理中，一旦發(fā)現(xiàn)鐵芯多點(diǎn)接地，監(jiān)理工程師要馬上提出整改要求，消除鐵芯多點(diǎn)接地。鐵芯多點(diǎn)接地有些是明顯的，而有些是隱形的，即在制造廠未發(fā)生多點(diǎn)接地，但在運(yùn)行中卻存在形成多點(diǎn)接地的隱患。

例如：在某變壓器鐵芯制造過(guò)程中，監(jiān)理工程師發(fā)現(xiàn)鐵芯的鐵軛為D形結(jié)構(gòu)（見圖1，其中黑色部分為夾件絕緣）。在此結(jié)構(gòu)中，鐵芯與夾件絕緣的兩側(cè)與最末級(jí)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(shù)規(guī)定要求的最低25 mm，但是此結(jié)構(gòu)容易導(dǎo)致“搭接”，即有金屬異物落在夾件絕緣上時(shí)，很容易使鐵芯疊片與夾件連通，造成多點(diǎn)接地現(xiàn)象。經(jīng)與廠家協(xié)商，廠家加大了夾件絕緣的寬度，使之延伸出鐵芯10 mm，延長(zhǎng)了爬電距離，消除了“搭接”造成多點(diǎn)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(shí)會(huì)出現(xiàn)鐵芯夾件與上下鐵軛之間的爬電距離偏小的問(wèn)題，這是一個(gè)較大的問(wèn)題。造成這種現(xiàn)象的主要原因是：在疊裝鐵芯的過(guò)程中，零件公差的累積、絕緣件的輕微位移，起立過(guò)程中受力不均產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)件變形等。在一定條件下，爬電距離小可能會(huì)引發(fā)變壓器鐵芯故障，進(jìn)而誘發(fā)更大的質(zhì)量事故，造成較大損失。

例如：某型號(hào)為SSZ-180MVA/220 kV的三相三繞組自冷有載調(diào)壓電力變壓器，監(jiān)理師在變壓器鐵芯裝配起立后檢查發(fā)現(xiàn)鐵芯夾件與上下鐵軛之間的爬電距離僅有15 mm，比協(xié)議以及技術(shù)規(guī)定要求的25 mm要小得多。根據(jù)協(xié)議規(guī)定內(nèi)容，監(jiān)理工程師立即將問(wèn)題向制造廠提出，并且要求嚴(yán)格按照協(xié)議規(guī)定的內(nèi)容執(zhí)行，規(guī)范實(shí)際值。制造廠技術(shù)負(fù)責(zé)人與技術(shù)部門經(jīng)過(guò)分析論證，采取了可行措施使最終爬電距離達(dá)到30 mm。這就有效地保證了鐵芯質(zhì)量，防止了后期問(wèn)題和事故的發(fā)生。

2.3 線圈油路不暢導(dǎo)致線圈溫升超標(biāo)

當(dāng)前變壓器制造廠家為了提高競(jìng)爭(zhēng)力，不斷優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、節(jié)材降耗，但有時(shí)可能考慮不周，對(duì)變壓器質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。

例如：某2臺(tái)50 MVA產(chǎn)品，監(jiān)理工程師在器身裝配時(shí)查閱圖紙發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)的低壓10 kV線圈內(nèi)徑側(cè)油道為6 mm，外徑側(cè)油道為7 mm，下部進(jìn)油口油隙為7 mm，上部出油口油隙為6 mm。監(jiān)理工程師對(duì)此提出質(zhì)疑，認(rèn)為油隙尺寸過(guò)小，可能會(huì)導(dǎo)致線圈溫升過(guò)高，而制造廠家卻不能提供該結(jié)構(gòu)下同類型產(chǎn)品的溫升試驗(yàn)數(shù)據(jù)。在監(jiān)理工程師的要求下，該產(chǎn)品在總裝配完成后進(jìn)行了溫升試驗(yàn)，結(jié)果處于外側(cè)的高壓線圈溫升試驗(yàn)值在允許范圍內(nèi)，而低壓線圈溫升試驗(yàn)值比計(jì)算值高出了20K，超出技術(shù)協(xié)議要求的溫升限值13K，屬于不合格產(chǎn)品。由于此型號(hào)產(chǎn)品有2臺(tái)，于是在第2臺(tái)上也進(jìn)行了溫升試驗(yàn)，結(jié)果油頂溫升和高壓線圈溫升與第1臺(tái)相差都在1K之內(nèi)，低壓線圈比計(jì)算值高出了13K，超出溫升限值5K，同樣屬于不合格產(chǎn)品。2臺(tái)同樣的產(chǎn)品低壓線圈溫升都超標(biāo)，表明計(jì)算方法或結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在缺陷，而2臺(tái)產(chǎn)品低壓線圈溫升相差8K，表明在制造過(guò)程中存在不可控因素。監(jiān)理工程師據(jù)此向制造廠提出整改要求，同時(shí)將此情況向業(yè)主匯報(bào)。制造廠技術(shù)部門經(jīng)過(guò)對(duì)產(chǎn)品計(jì)算方案和結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析論證，找出了造成這一現(xiàn)象的原因。經(jīng)過(guò)加大上下部進(jìn)油口和出油口的油隙尺寸，并更改部分結(jié)構(gòu)后，對(duì)產(chǎn)品重新進(jìn)行溫升試驗(yàn)，低壓線圈溫升合格。這表明，制造監(jiān)理有效避免了產(chǎn)品帶病出廠，規(guī)避了產(chǎn)品運(yùn)行中溫升過(guò)高的風(fēng)險(xiǎn)。

2.4 絕緣試驗(yàn)的見證

在監(jiān)理實(shí)施中，訂貨合同當(dāng)中的技術(shù)協(xié)議作為主要的文件依據(jù)，其中對(duì)變壓器出廠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)是非常關(guān)注的。當(dāng)出現(xiàn)某項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果與技術(shù)協(xié)議要求不相符的時(shí)候，可要求重新試驗(yàn)以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。若還不能達(dá)到要求，監(jiān)理工程師就應(yīng)該立即向業(yè)主匯報(bào)，讓業(yè)主與制造商進(jìn)行協(xié)商解決。

目前運(yùn)行中的變壓器，越來(lái)越重視局部放電問(wèn)題。很多變壓器都是在正常運(yùn)行情況下突然發(fā)生絕緣擊穿的，局部放電對(duì)絕緣損傷的累積是引起變壓器絕緣擊穿的一個(gè)關(guān)鍵因素。因此，目前對(duì)110 kV及以上變壓器局部放電量提出了具體的要求，試驗(yàn)電壓為為最高工作電壓）時(shí)，局部放電量連續(xù)水平不大于500 pC；為時(shí)，局部放電量連續(xù)水平不大于300 pC；為時(shí)，視在電荷量連續(xù)水平不大于100 pC。在220 kV變壓器制造監(jiān)理中，就要著重對(duì)局部放電試驗(yàn)進(jìn)行跟蹤記錄。

3 結(jié)束語(yǔ)

電氣設(shè)備質(zhì)量的好壞，直接影響著電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全。為保證電力設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量，加強(qiáng)對(duì)設(shè)備制造中的監(jiān)督管理是非常必要的。變壓器是電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備，對(duì)其制造過(guò)程實(shí)施設(shè)備制造監(jiān)理，能有效預(yù)防一些制造缺陷，進(jìn)而提高變壓器的制造質(zhì)量，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供可靠保障。

參考文獻(xiàn)：

1 中華人民共和國(guó)建設(shè)部，中華人民共和國(guó)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB50150—2006電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2006.

收稿日期：2015-11-08；修回日期：2016-02-22。

作者簡(jiǎn)介：

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