110kV變電站主變壓器安裝質(zhì)量控制方法分析

吳冰

摘 要：電氣一次設(shè)備安裝質(zhì)量是保障變電站穩(wěn)定運(yùn)行的必要條件。因此，研究110 kV變電站主變壓器安裝質(zhì)量控制方法。從變電站一次設(shè)備定義、變電站安裝質(zhì)量控制的意義以及主變壓器安裝過(guò)程中存在的問題3方面出發(fā)，剖析110 kV變電站主變壓器的安裝質(zhì)量問題，并根據(jù)問題尋找對(duì)應(yīng)的解決辦法，通過(guò)優(yōu)化主變壓器和輸電線路設(shè)備安裝作業(yè)流程，實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備安裝質(zhì)量控制。

關(guān)鍵詞：變電站;電氣一次設(shè)備;主變壓器安裝;質(zhì)量控制

中圖分類號(hào)：TM63;TM405 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-5168（2021）23-0040-03

Abstract： The installation quality of electrical primary equipment is a necessary condition to ensure the stable operation of substation. Therefore， the installation quality control method of main transformer in 110kV substation is studied. This paper analyzes the installation quality problems of the 110kV substation main transformer from three aspects： the definition of substation primary equipment， the significance of substation installation quality control and the problems existing in the installation process of main transformer， finds corresponding solutions according to the problems， and realizes the installation quality control of primary equipment by optimizing the installation process of the main transformer and transmission line equipment.

Keywords： substation;electrical primary equipment;installation of main transformer;quality control

在電網(wǎng)建設(shè)工程中，變電站建設(shè)是關(guān)鍵點(diǎn)，主要負(fù)責(zé)全部電力系統(tǒng)的電流分流[1-2]。改革開放以來(lái)，電網(wǎng)覆蓋率呈迅速上升的趨勢(shì)[3]。對(duì)每一個(gè)國(guó)家來(lái)說(shuō)，電能影響著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度[4]，電力資源的安全、有效利用對(duì)國(guó)家建設(shè)具有重要意義[5]。如果變電站不能正常工作，不僅會(huì)影響整個(gè)轄區(qū)內(nèi)的用電，還可能影響整個(gè)電網(wǎng)[6]。如果電力設(shè)備存在設(shè)計(jì)、安裝和試驗(yàn)不合理的問題，則此類設(shè)備在運(yùn)行中必然會(huì)存在影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的不安全因素，有必要控制電力系統(tǒng)一次設(shè)備的安裝質(zhì)量[7]。

本文以110 kV變電站主變壓器為研究對(duì)象，研究該變壓器安裝過(guò)程中的質(zhì)量控制方法。

1 110 kV變電站主變壓器安裝質(zhì)量問題剖析

1.1 變電站一次設(shè)備

變電站一次設(shè)備用于生產(chǎn)傳輸和分配使用電能。一次設(shè)備主要包括高壓斷路器、變壓器、母線、避雷器以及電容電抗器等。變電站一次設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行關(guān)系到整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，所以對(duì)變電站一次設(shè)備進(jìn)行安裝質(zhì)量控制十分必要。

變電站中直接接收電力、改變及分配電力電壓的設(shè)備屬于一次設(shè)備。在變電站中，這些一次設(shè)備由電氣一次系統(tǒng)（電氣主接線系統(tǒng)）連接。110 kV變電站中的一次設(shè)備主要包括主變壓器、斷路器、隔離開關(guān)以及避雷器等。其中，主變壓器可根據(jù)實(shí)際需要增加或減少輸入電壓，并通過(guò)變壓器輸送電力。該功能可應(yīng)用于電能的生產(chǎn)、輸送和分配。核心繞組部分和絕緣部分是最基礎(chǔ)的變壓器結(jié)構(gòu)。考慮到安全性和可靠性，它們應(yīng)用于實(shí)際變壓器的過(guò)程中會(huì)在操作的基礎(chǔ)上增加油箱、保護(hù)及冷卻裝置以及其他輔助設(shè)備。在一次電氣系統(tǒng)中，高壓斷路器的主要作用是保護(hù)整個(gè)電路中的設(shè)備。電力系統(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)和可靠必須由該設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。電力系統(tǒng)的輸配電線路設(shè)備出現(xiàn)問題時(shí)，斷路器必須能夠可靠排除現(xiàn)有故障，從而保證整個(gè)系統(tǒng)中電路中不存在故障的部分安全、穩(wěn)定、不間斷運(yùn)行。電氣一次設(shè)備中除了斷路器對(duì)系統(tǒng)電路的通斷作用外，也要阻隔高壓電源與電氣設(shè)備。電路要存在顯而易見的斷開點(diǎn)，該功能通過(guò)隔離開關(guān)實(shí)現(xiàn)。避雷器是用于一次設(shè)備過(guò)電壓保護(hù)的絕緣電器，能有效限制過(guò)電壓，與被保護(hù)設(shè)備形成一個(gè)并聯(lián)電路。

1.2 變電站安裝質(zhì)量控制的意義

一旦變電站出現(xiàn)問題，供電區(qū)就會(huì)停電，整個(gè)電網(wǎng)也會(huì)受到影響，所以變電站在電網(wǎng)中處于關(guān)鍵地位，對(duì)設(shè)備安裝質(zhì)量的要求很高。變電站工程的質(zhì)量控制直接影響變電站投運(yùn)后的安全性和可靠性。變電站建成得過(guò)早將存在一定的資源浪費(fèi)，建成得太晚會(huì)影響輸變電配網(wǎng)的完整性。控制變電站設(shè)備安裝可以提高其建設(shè)質(zhì)量，降低安裝成本，提升電力企業(yè)的科學(xué)性。

1.3 主變壓器安裝過(guò)程中存在的問題

變電站工程的質(zhì)量和數(shù)量控制分為設(shè)備安裝準(zhǔn)備、設(shè)備安裝建設(shè)和安裝穿梭3個(gè)階段。安裝準(zhǔn)備階段是第一階段，如果這一階段存在質(zhì)量問題，則會(huì)導(dǎo)致變電站設(shè)備安裝質(zhì)量存在隱患。該問題產(chǎn)生的主要原因是管理體系不完善。變電站設(shè)備安裝過(guò)程中質(zhì)量控制體系的規(guī)定相對(duì)籠統(tǒng)，應(yīng)根據(jù)變電站設(shè)備安裝質(zhì)量和技術(shù)難度的不同進(jìn)行針對(duì)性管理。例如：在選擇安裝承包商和分包商方面，對(duì)安裝承包商和分包商的質(zhì)量考核不夠嚴(yán)格，存在一些施工技術(shù)人員資質(zhì)不足或培訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)不足的問題，造成設(shè)備安裝質(zhì)量不合格、不規(guī)范;地方保護(hù)主義的出現(xiàn)造成難以保證投標(biāo)過(guò)程的公平性，導(dǎo)致材料和設(shè)備不符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。

變電站設(shè)備安裝過(guò)程中，影響設(shè)備安裝質(zhì)量控制的因素主要包括人為、材料、工程機(jī)械、環(huán)境和安裝方案等。

在質(zhì)量管理中，人員是主體。人員既是管理的對(duì)象，又是管理的力量。在設(shè)備安裝質(zhì)量控制過(guò)程中，需要人員完成規(guī)劃、決策、設(shè)計(jì)和安裝等多項(xiàng)內(nèi)容，因此一次設(shè)備安裝質(zhì)量控制人員至關(guān)重要。在變電站建設(shè)過(guò)程中，要充分發(fā)揮人的價(jià)值，強(qiáng)化對(duì)安裝質(zhì)量有利的因素，弱化對(duì)安裝質(zhì)量起消極作用的因素。

材料是變電站一次設(shè)備安裝質(zhì)量的物質(zhì)基礎(chǔ)，包括安裝過(guò)程中所需要的各種材料結(jié)構(gòu)件和設(shè)備半成品等。材料質(zhì)量會(huì)影響一次設(shè)備安裝質(zhì)量的參數(shù)和效果。

工程機(jī)械是指幫助人們減輕工作難度的機(jī)械和機(jī)構(gòu)，主要包括運(yùn)輸、操作工具以及安全測(cè)量設(shè)備等。設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行，其安全性和可靠性影響一次設(shè)備安裝的施工質(zhì)量。

環(huán)境因素對(duì)電氣一次設(shè)備安裝質(zhì)量因素的特征起著重要作用，主要包括工程環(huán)境因素（如工程位置及地形、地貌、水文、氣象等）、項(xiàng)目管理環(huán)境因素（如建設(shè)單一質(zhì)量管理體系、質(zhì)量管理體系等）和工程工作環(huán)境（如勞動(dòng)與工作環(huán)境的結(jié)合、制造工業(yè)場(chǎng)所以及勞動(dòng)保護(hù)等）3大類。

安裝方案包括設(shè)備安裝周期中采用的技術(shù)方案、組織措施、工藝流程、安裝組織和檢測(cè)設(shè)計(jì)。同時(shí)，要全面運(yùn)用和推廣新的技術(shù)和方法，不斷提高技術(shù)水平，提高電氣一次設(shè)備安裝質(zhì)量控制。

因此，要綜合考慮現(xiàn)場(chǎng)工藝和結(jié)構(gòu)形式，合理選擇變電所安裝設(shè)備的型號(hào)和性能，以滿足工藝質(zhì)量的要求。目前，在我國(guó)電力建設(shè)過(guò)程中，倉(cāng)促完成建設(shè)任務(wù)的情況較為常見。但是，過(guò)度倉(cāng)促很容易造成沒有足夠的時(shí)間完成變電站設(shè)備電氣測(cè)試，在檢測(cè)時(shí)間不足的情況下，必然會(huì)引發(fā)許多安全隱患。

2 110 kV變電站主變壓器安裝優(yōu)化

質(zhì)量控制措施的實(shí)施程度低。為了保證電力設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，我國(guó)電力行業(yè)有關(guān)部門要求對(duì)電力設(shè)備安裝質(zhì)量進(jìn)行控制，并對(duì)試驗(yàn)的日常運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)作了明確規(guī)定。在電氣設(shè)備的安裝質(zhì)量控制過(guò)程中，提前制定合理的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照相關(guān)的規(guī)章制度進(jìn)行試驗(yàn)非常必要，以有效提高安裝過(guò)程的準(zhǔn)確性，保證安裝有序進(jìn)行。

2.1 變壓器安裝作業(yè)流程優(yōu)化

為了能夠得到更好的效果，保證110 kV變電站主變壓器安裝質(zhì)量控制方法更加高效，設(shè)計(jì)的安裝流程如圖1所示。

110 kV主變壓器電氣一次設(shè)備安裝質(zhì)量控制大多在室外場(chǎng)地進(jìn)行，易受自然環(huán)境、電磁干擾以及設(shè)備運(yùn)行方式方法的影響，導(dǎo)致安裝時(shí)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，甚至達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)值。因此，必須針對(duì)電氣一次設(shè)備安裝質(zhì)量控制的異常現(xiàn)象制定相應(yīng)的對(duì)策。在操作說(shuō)明書中增加主變壓器試驗(yàn)異常現(xiàn)象及對(duì)策表，供操作人員在安裝現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，待確定安裝異常的原因后再進(jìn)行優(yōu)化。

2.2 應(yīng)用效果分析

結(jié)合設(shè)備停電計(jì)劃管理的相關(guān)安排，測(cè)試組選用的110 kV變壓器為高壓電器廠生產(chǎn)的110 kV并聯(lián)主變壓器，型號(hào)為SFSZ10-31500/110。實(shí)施階段，按照?qǐng)D1變壓器設(shè)備安裝操作步驟分解圖中的相關(guān)要求進(jìn)行變壓器一次設(shè)備安裝。

嚴(yán)格按照110 kV電力變壓器預(yù)防性安裝質(zhì)量操作規(guī)程的使用說(shuō)明，進(jìn)行主變壓器繞組的直流電阻試驗(yàn)，對(duì)繞組和套管的絕緣電阻和吸收比、電容性套管端屏對(duì)地絕緣電阻以及鐵芯和夾芯的絕緣電阻進(jìn)行準(zhǔn)確優(yōu)化。試驗(yàn)接線方法均按照操作說(shuō)明書中的接線方法進(jìn)行，得到的優(yōu)化數(shù)據(jù)如表1所示。

主變壓器繞組絕緣電阻優(yōu)化過(guò)程參照表1的要求。操作人員在優(yōu)化前將變壓器繞組放電，消除電荷影響，使優(yōu)化測(cè)量結(jié)果在優(yōu)化開始前不會(huì)將周圍的一組鐵軛和鐵芯短路接地，同時(shí)防止升壓器向被測(cè)繞組充電。檢查兆歐表是否有合格標(biāo)簽，并測(cè)試電表，確保兆歐表功能完好，避免因儀表缺陷導(dǎo)致優(yōu)化檢測(cè)結(jié)果出現(xiàn)誤差。此外，建議將所有優(yōu)化結(jié)果轉(zhuǎn)換為20 ℃下的絕緣電阻值，以便進(jìn)行各優(yōu)化結(jié)果的比較。

2.3 主變壓器安裝質(zhì)量控制策略

通過(guò)優(yōu)化變電站一側(cè)設(shè)備安裝質(zhì)量控制上的策略，制定符合實(shí)際情況的作業(yè)指導(dǎo)書，通過(guò)作業(yè)指導(dǎo)書的步驟和要求，對(duì)整個(gè)一次設(shè)備安裝過(guò)程進(jìn)行質(zhì)量、安全上的控制，以有效幫助試驗(yàn)人員進(jìn)行高效、嚴(yán)謹(jǐn)、適用于各種類型的電氣測(cè)試。除110 kV主變壓器安裝優(yōu)化外，包括110 kV SF6斷路器優(yōu)化、電纜出口間隔優(yōu)化以及110 kV電壓互感器/電流互感器優(yōu)化。

根據(jù)10 kV/35 kV開關(guān)柜優(yōu)化、10 kV并聯(lián)電容器組優(yōu)化的安裝質(zhì)量控制策略，編制了相應(yīng)的操作說(shuō)明。滅弧裝置及接地變壓器通過(guò)完善的質(zhì)量控制措施，固化操作步驟、操作方法和操作標(biāo)準(zhǔn)，要求操作人員嚴(yán)格執(zhí)行，確保各項(xiàng)優(yōu)化任務(wù)順利完成。110 kV變電站主變壓器安裝質(zhì)量控制工作期間，安裝設(shè)備的安全管理嚴(yán)格按照實(shí)施安全措施的要求，在設(shè)備優(yōu)化過(guò)程中沒有發(fā)生安全生產(chǎn)事故。參與者的設(shè)備損壞并不是因?yàn)榘踩胧┑轿唬ぷ鹘M成員和儀器設(shè)備無(wú)安全問題，在安裝質(zhì)量控制策略中出色實(shí)現(xiàn)了安全管控目標(biāo)。但是，在實(shí)際電測(cè)工作中，部分帶電設(shè)備的帶電間隔距離優(yōu)化現(xiàn)場(chǎng)屏蔽問題仍然不足，將在今后的安裝安全與設(shè)備操作人員的布置過(guò)程中不斷進(jìn)行改進(jìn)。

3 結(jié)語(yǔ)

從近年來(lái)國(guó)內(nèi)外電氣試驗(yàn)設(shè)備的發(fā)展來(lái)看，各類電氣設(shè)施的設(shè)備安裝質(zhì)量技術(shù)不斷創(chuàng)新，一些新技術(shù)、新檢測(cè)設(shè)備不斷應(yīng)用到設(shè)備的安裝質(zhì)量控制方法中，推動(dòng)了電氣安裝技術(shù)的日益完善，確保了電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定。檢測(cè)電網(wǎng)安全對(duì)提高供電可靠性起著關(guān)鍵作用，而電力企業(yè)新建變電站安裝設(shè)備建設(shè)中還存在許多問題。與國(guó)外先進(jìn)企業(yè)相比，國(guó)內(nèi)項(xiàng)目管理方法相對(duì)落后，安裝質(zhì)量管理的方法和措施受到設(shè)備安裝技術(shù)水平的制約，仍不能完全滿足變電站安裝質(zhì)量施工的需要。在今后的基礎(chǔ)性工作中，要大力提高變電站設(shè)備安裝的技術(shù)管理水平，確保電力建設(shè)設(shè)備安裝的質(zhì)量，以期為滿足社會(huì)電力需求做出貢獻(xiàn)。

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