淺談變壓器檢修

馬云天

摘 要：在電能的傳輸和配送過程中，變壓器是變電站的主要設備。運行期間，一旦變壓器發生異常情況，將會影響系統的正常運行以及對用戶的正常供電，甚至造成大面積停電。實踐表明，定期檢修變壓器是保證變電站長期穩定運行的關鍵舉措。

關鍵詞：變壓器;檢修;變電站;電能輸送

中圖分類號：TM41 文獻標識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）32-0070-03

Brief?Talk?on?Transformer?Maintenance

MA?Yuntian

（Equipment?Room?of?Panzhihua?Steel?Vanadium?Energy?Power?Branch?of?Pangang?Group，Panzhihua?Sichuan?617000）

Absrtact：?In?the?process?of?transmission?and?distribution?of electrical?energy，?the?transformer?is?the?main?equipment?of?the?substation.?During?operation，?once?an?abnormal?condition?occurs?in?the?transformer，?it?will?affect?the?normal?operation?of?the?system?and?the?normal?power?supply?to?the?user，?and?even?cause?a?large-scale?power?outage.?Practice?has?shown?that?regular?maintenance?of?transformers?is?a?key?measure?to?ensure?long-term?stable?operation?of?substations.

Keywords：?transformer;overhaul;substation;power?transmission

變壓器是一種用于交流電能轉換的電氣設備。變壓器在電力系統中的主要作用是變換電壓，進行電能的傳輸[1]。攀鋼集團攀枝花鋼釩能源動力分公司作為攀鋼電網的樞紐，其變壓器的正常安全運行決定著供電的可靠性與連續性。當前，運維人員要做到早發現、早處理，以有效避免事故，提高企業經濟效益，確保系統安全穩定運行。

1 變壓器檢修前準備

受停電時間及施工工期的影響，攀鋼集團攀枝花鋼釩能源動力分公司大部分變壓器不具備進廠檢修條件，都采用現場檢修。檢修前，人們需要注意以下問題。

1.1 確認檢修時間并關注天氣變化

由于攀枝花市氣候特點，每年的10月至次年1月為變壓器檢修最佳時間。此時沒有雨季的潮濕影響，也不受季風時節的大風干擾。一般來說，一臺變壓器檢修時間為7d。

1.2 場地查看

因現場吊芯檢修，故在檢修前要確定吊車擺放位置、起吊環境（如振興變壓器就因無法起吊而不能檢修）、變壓器延伸軌道（同時注意地基情況）和器身牽引點。2008年第一次進行新冶煉變壓器檢修時，因地基情況不明，延伸軌道出現下陷，變壓器出現傾斜。

1.3 查看銘牌及統計缺陷

首先，對照銘牌，確認變壓器的總質量及油重，以確保準備充足的油罐及合適的吊車并選用適合的鋼繩。其次，對照銘牌參數，確保試驗的正確性。而缺陷的統計可使檢修更有針對性。下面以現場變壓器為例進行說明，其具體參數如表1所示。

1.4 吊裝施工措施

1.4.1 鋼絲繩長度計算。根據《起重機械安全規程》（GB?6067—2010），變壓器吊裝的鋼繩與鉛垂線之間的夾角[∠CAF]不得大于30°。根據變壓器鐘罩4個吊點位置（尺寸為2?200mm×1?450mm），計算可得：

因此，單根鋼繩的最小長度為=2?634×2=5?268mm。擬選用鋼繩的長度為8?000mm，那么鋼繩與吊鉤的鉛垂線夾角（見圖1）為：

經過查表可知，∠CAF=19.22°<30°，滿足施工要求。

1.4.2 鋼繩承重計算。變壓器檢修工程中，最重物件為變壓器鐘罩（2.2t左右），鋼絲繩的吊運方式為4根承重。鋼繩重量分析如圖2所示。

單股鋼繩鋼繩受力為：

[F=G/4/cosCAF=2.2/4/cos19.22°=0.58t]??????（4）

根據《起重機械安全規程》（GB?6067—2010），變壓器起重鋼繩屬于7級，安全系數應取8。鋼繩最小破斷拉力=單股鋼繩受力×安全系數=0.58×8×9.8=45.472kN。

經查鋼絲繩表，6×37+1的纖維芯鋼繩（Φ14mm）最小破端拉力為96.50kN>45.472kN，滿足施工要求的安全系數。因此，變壓器吊裝用鋼繩選用Φ14（6×37+1），長度為8m，數量為2根。

1.4.3 汽吊選用。汽吊現場吊裝作業，以變壓器鐘罩（約為2.2t）為最重物件，因為現場變壓器基礎周圍有水泥地帶，汽吊無法靠近施工，需要進行遠距離吊裝。

計算汽吊最小吊高時，吊臂頭部下滑輪中心到吊鉤中心的距離為3?000mm，吊鉤到吊攀的鋼絲繩長度為4?000mm，變壓器吊攀到吊鉤的垂直距離為（40?002-13?172）1/2=3?776mm。根據設計圖紙，汽吊最小吊高為5?900mm。汽吊幅度是指吊鉤中心至回轉中心的水平距離，根據實際測量，汽吊的工作幅度為9m左右，通過計算可得，汽吊最小臂長為14m。

查表可得，25t汽吊配重最大時，幅度為9m，臂長為14m，起吊重量為6.65t。結果表明，選用25t以上汽吊方可滿足使用需求。

1.4.4 變壓器延伸承重基礎及軌道制作的施工措施。變壓器原始安裝位置無法整吊，因此需要制作延伸承重基礎及軌道，將變壓器從原始安裝位置向變壓器高壓側面拉出3m左右，以便整吊作業。制作的延伸承重軌道必須高于原始承重軌道2mm左右。變壓器延伸承重基礎及軌道設置如圖3所示。其間需要采購的材料如表2所示。

1.4.5 牽引點設置。由于變壓器原始安裝位置無拉回牽引點，因此需要在變壓器一次高壓和二次低壓側設置牽引點。變壓器牽引點設置方法為：一次高壓側采用U型框架和10#工字鋼滿焊在30mm的鐵板上，二次低壓側采用10#槽鋼對扣滿焊作為牽引點主要支撐桿，將對扣滿焊的10#槽鋼焊接在變壓器原始軌道的兩側。其間需要采購的材料如表3所示。

1.4.6 施工安全措施。現場主變前公路上存在隱蔽工程（水管），為防止汽吊移動時損壞水管，人們需要在其上鋪設10#槽鋼。其間需要新購材料（10#槽鋼1根），用于保護水管。

2 變壓器檢修工作量

2.1 工作內容

首先，要做好變壓器檢修前的防護施工措施，做好現場變壓器拆除前的試驗檢測，此步驟為了把握各部劣化趨勢和對比檢修后試驗數據。要設置變壓器前后牽引點。現場將全部變壓器油放至油罐中過濾，同步充氮對變壓器本體進行保護。此步驟要注意在排油前將油枕上部氣孔打開，同時注意在氮氣沖入變壓器后隨時看護，確保壓力保持在0.015～0.02MPa。

變壓器附件拆除后，要將變壓器內的油放出單獨存放在油罐中，同時對變壓器本體進行充氮保護，以保證變壓器器身不受潮。在檢查主變本體吊鐘罩時，為防止器身受潮，器身暴露在空氣中的時間應符合以下規定：相對濕度不大于65%時，限制在16h以內;相對濕度不大于75%時，限制在12h以內。當相對濕度無法滿足作業要求時，嚴禁施工。

接著，拆除的變壓器附件及螺栓要做好標記，并分類統一保管。要進行變壓器放油，打開油枕頂部氣孔，關閉散熱器與上節油箱的蝶閥，將散熱器內變壓器油放出并抽至變壓器油桶中存放，使用真空濾油機將本體內油抽至18t油罐中存放。拆除高壓、中性、低壓及接地連接線，拖拽變壓器。牽引設備采用2臺5t手拉葫蘆和2臺5t的滑輪，將變壓器沿高壓側方向拖曳5m，變壓器待拖曳到5m處，用道卡固定變壓器的4個導輪，防止變壓器移動。

之后，拆除高壓套管及中性套管，拆除高壓或中性母排頭。擰松高壓套管的壓爪和缸體的連接螺絲，沿高壓和中性套管的安裝方向緩慢取出套管，將高壓或者中性引線緩慢放入油箱內，固定于自身引線夾木上。用白布和塑料布將高壓套管或者中性套管底部密封好，防止其被損傷和外部雜質進入。高壓和中性套管回裝前，檢查線頭是否松動，如有松動，必須處理接線頭，之后方可組裝套管。

用白布和塑料布將整個低壓套管底部密封好，防止其損傷和外部雜質進入。同時，拆除的零部件分類保管。要做好變壓器鐘罩吊裝及器身檢查，拆除無載調壓開關。

變壓器是鐘罩式，使用鐘罩上的吊點作為起吊變壓器外殼時的吊攀點。使用2根8mΦ14（6×37+1）、公稱抗拉強度1?670kN的鋼繩進行吊鐘罩作業。吊裝時，在鋼繩與鐘罩接觸處，應將鋼管對剖、膠皮或者破布墊在直角處，以保護鋼繩不被變壓器鐘罩剪斷。在吊裝過程中，針對變壓器的4個角，應由專人負責轉動變壓器鐘罩，防止其損傷變壓器繞組。

2.2 施工中的注意事項

拆卸的瓷瓶、螺栓等零件應清洗干凈并分類妥善保管，如有損壞，應檢修或更換。變壓器組裝時，所有施工人員要求按規定著裝，必須穿專用的檢修工作服和鞋，不得隨身佩戴項鏈、戒指、手表和鑰匙等小物品，戴眼鏡的員工必須將眼鏡的各連接處用膠帶密封纏繞，防止連接螺栓掉入變壓器內。拉出、拉進變壓器時，采用邊拉邊放的方式。

變壓器一次高壓側導輪拉出原始承重基礎后，使用汽吊牽引的方式，緩慢拉出。拉出變壓器時，配備專人觀察延伸平臺、水泥臺階和草坪受力變形情況，如果其有變形情況，要停止作業。變壓器整體拉離變壓器安裝室后，用汽吊整體吊運，緩慢放至延伸平臺吊鐘罩的位置，直至汽吊不受力，維持吊裝狀況不變，觀察延伸平臺受力情況，觀察時間為1h。

拆除鐘罩與下節油箱的連接螺栓，按要求掛好鋼繩后進行試吊。切勿強行起吊，必須用撬棍撬開密封膠墊后再起吊。鐘罩的吊裝應緩慢，確保線圈、分接開關及引線的安全。使用前，應對吊車與鋼繩進行保養和清潔。吊車操作人員應有良好的工作狀態，嚴禁打手機。

當鐘罩吊起50～100mm后，觀察其是否偏重，如出現偏重應調整起重機，直至上節油箱起吊平衡，方可緩慢升高，并移至預先鋪置枕木的地點。在起吊鐘罩過程中，應在鐘罩四角拴掛好牽引麻繩并用撬棍定位，以免發生旋轉損傷繞組（2014年，荷花池1#變檢修時未用撬棍定位，造成固定引線絕緣螺絲擰斷）。

3 結論

掌握變壓器的絕緣性能及合理進行檢修維護，直接影響變壓器的安全運行、使用壽命和供電可靠性。變壓器是電力系統的關鍵設備，運行維護人員和管理者必須了解和掌握變壓器的絕緣結構、材料性能、工藝質量、維護方法及科學的診斷技術，并進行優化管理，才能保證變壓器的使用效率、壽命和供電可靠性。

參考文獻：

[1]變壓器制造技術叢書編審委員會.變壓器處理工藝[M].北京：機械工業出版社，1999.