變電站電氣二次安裝與調試探討

陜西能源電力運營有限公司清水川項目部 霍玉平

我國近年來基礎設施工程建設水平不斷提高，對電網建設質量提出了更高要求，人們生產生活越來越依賴電力供給，因此升壓站成為當前各領域發展運營的基礎保障。變電站相關電力設施質量和運維是當前亟待解決問題。我國當前變電站僅圍繞滿足運行需要來制定運維策略，為促進變電站運行質量、優化內在職能、保障日常電力供給，還應在電站中監測電機運行參數，通過科學的安裝與調試確保電氣二次設備穩定運行，促進電廠機組設備運行的安全性與可靠性。

1 500kV升壓站主變壓器現場技術問題

1.1 電氣的二次安裝與調試

應根據國家及行業要求標準對電氣二次設備安裝與調試，確保設備性能穩定，安全試驗符合要求。電氣二次設備質量控制應分為主動與被動兩種控制方式。電氣二次設備安裝與調試前的圖紙審核及方案流程制定都被稱為主動控制。安裝與調試過程中的質量監督檢查、針對檢查過程中發現的質量問題進行糾正和整改等相關工作稱之為被動控制[1]。

1.1.1 嚴格審核圖紙

電氣工程技術人員應全面分析二次設備的原理圖、流程圖、配線圖，確保相關圖紙的正確，避免僅注重圖紙原理，還應加強對計算機控制。例如某500kV升壓站采用自動準同期形式，在風機上增設了LCU自動控制按鈕，風機控制把手上就可自動變換不同啟動或停止作業方式。機組LCU可單獨控制風機。如果發電機空載逐步升壓之后，安裝了在LCU開機流程上的勵磁風機處于停止狀態，繼電器就會發揮作用，在斷路器上的輔助接點作用下啟動勵磁風機。

由于該方案從技術角度分析并未出現明顯問題，但就啟動回路來說，重復繼電器接入了2臺勵磁風機，如在特殊情況下需同時運行，導致開機流程極為繁瑣，甚至涉及信號采集、維持實踐等影響啟動效果。工程技術人員通過圖紙可發現技術缺陷，將其中一臺勵磁風機與另一臺在接觸器輔助常閉接點保持回路串接。有效的審核電氣二次安裝圖紙，可促進安裝質量和效率，還應提高變電站運行的可靠性與安全性[2]。

1.1.2 校驗基礎自動化元件

為確保變電站電氣二次安裝質量，應對自動化元件實施精準校驗，做好前期基礎工作。自動化元件的校驗與電氣安裝與調順具有直接關系，確保各類設備開關能按照人們操作流程有序運行，輔機設備可按照指令自由切換投入與退出模式。由于變電站電氣元件較多，包括接點類、表計類、傳感器、繼電器等。電氣工程技術人員應對自動化元件嚴格校驗，按照采購合同標注的元器件技術條款及自動化元件說明書要求的校驗規程實施校驗操作。

校驗過程中，要細致觀察元件的作業原理圖與實際使用環境、接線距離相對應，還應確保校驗的準確性符合技術規范要求。變電站實踐過程中，很多導致設備故障問題都是源于基礎自動化元件校驗不符合規范要求。電氣工程師在校驗元件時，應具備豐富的工作經驗，要求變電站日常運維人員共同參與，提高元件校驗工作科學性、合理性。

1.1.3 配線與復查

配線不僅是針對芯線端子，在電纜敷設完畢后還應對電纜頭、上端子等加以關注。在配線過程中要提前預留芯線長度，確保各類插頭及芯線符合國家及行業技術要求。往往配線出現的問題，主要原因是焊接芯線出現了假焊，致使配線出現短路、或將對稱的回路配反。電動閥、電磁鐵的開啟或關閉配反，直流元件正負極接反等。做好電氣設備配線以后應對配線過程進行復查，再次確認接線是否正確，提高配線質量和可靠性，加強對計算機端口的接線檢查以及CT回路的接線[3-5]。

1.2 安裝后試驗

變電站電氣二次設備安裝完畢后，還應對電氣運行進行調試，確保電氣二次設備有效運行，提高其綜合性能，調試過程中應從以下方面加以關注。

試驗前要做好各類儀器、儀表等試驗工具的準備，根據試驗的項目做相應的記錄，對實驗原理做技術性分析，根據參與調試人員的職責分工明確，熟悉實驗流程；在接線調試過程中，應根據行業要求技術標準，實行專人實時監控，避免其他不相關工作人員將電閘誤合，給接線人員帶來安全隱患；電氣二次調試應由技術精湛、實踐經驗豐富的技術人員對參與調試人員協調指揮，確保調試工作穩步進行；電氣二次安裝調試作業前，應全面檢查消防安全等應急措施，確保調試工作安全性和可靠性；變電站調試過程中應根據調試方案對電氣設備做運行試驗，并做好相關運行參數的記錄。

針對特殊事項做重點分析，尤其對重要部件的發電機等做運行實驗；對新技術應用調試過程中，還應參照廠家技術資料，避免當前調試流程與前沿技術脫軌，提高調試的可行性和實用性；變電站電氣二次安裝調試工作后，應及時做好記錄并形成調試報告分析，便于后續運行管理需要；調試過程中，應提高對技術事故做好風險防控。例如：接線中途接通電源，導致調試技術人員觸電，接線錯誤造成設備短路引發運行故障，消防安全措施存在疏漏等不安全因素。調試各環節都隱含一定隱患與事故，因此應加強對調試環節的把控，提高調試的安全性、可靠性，確保變電站電氣二次設備有序運行。

2 升壓站主變壓器的案例分析

2.1 設備概況

分項變壓器型號SFP-1200000/500，容量為120MVA，運用循環風冷，主變壓器實行無載調壓方式，電壓變化比為525/√3±2×2.5%/27kV，接線組為Yn/d11，短路阻抗Ud=14%。

2.2 重點結構分析

2.2.1 儲油柜

安裝在變壓器箱體上方位置，并用專用材質管道連接，配置了進油管和排污管，排氣管端安裝了放氣塞，為了便于精準掌握油量，還配備了油位計。油箱內部聚集的氣體可借助集氣總管向瓦斯繼電器端引入，注意集氣總管應帶有一定坡度，有利于氣體順利通過。當變壓器漏油或者內部元件出現故障而產生異常氣體狀況時，瓦斯繼電器會發出報警型號，如果故障較為嚴重、影響設備元件乃至整體運行機組安全，瓦斯繼電器將會自動跳閘，變壓器將停止運行，不會加劇故障發生。

2.2.2 變壓器油箱

由鋼板焊接而成，內部包括鐵芯和線圈，避免油箱上方出現積水，油箱設有接地板、千斤頂支架、吊攀等。梯子可架設在油箱上方，梯子下方可鎖住踏板擋板，梯子的作用是便于采集氣體繼電器中的氣樣。變壓器油箱對角位置設有進油和排油閥、取樣閥，便于獲取油樣抽檢分析。

2.2.3 冷卻裝置

某電廠主變壓器運用循環風冷，冷卻系統采用ODAF/ONAF/ONAN，油箱與風扇散熱連接管道上配備潛油泵。油泵在運行過程中，油箱內的油被吸入散熱器，并在冷卻系統作用下完成熱量交換，從變壓器下方循環進入油箱，油循環速度越快冷卻效果越好。冷卻裝置運用低轉速油泵和風扇，一旦油泵出現運行問題會啟動報警裝置進行報警。變壓器可根據溫度及負載實際情況，安裝相應數量的冷卻裝置，便于操作和使用。

3 500kV升壓站主變壓器的維修策略

3.1 運行期間的維護方法

為了提升500kV升壓站主變壓器運行效率，應制定完善的檢修和維修計劃：首先，應確保每日巡查、每周檢查、每月大型檢修和維護。每日巡查和每周檢查應確保變壓器處于運行狀態，如果每月大型檢修和故障檢修需要停電處理。在開始檢修前應密切關注運行參數并做好詳細記錄，觀察參數異常動因，針對問題展開針對性的解決措施，提高檢修效率；其次，如果變電站電氣系統運行過程中出現異常故障，例如跳閘、運行不穩定等情況，應檢查變壓器外部是否出現明顯異常、引線接線是否斷裂、運行溫度是否保持正常，運行環境是否驟然變化等，尤其出現雷雨或臺風等異常天氣，會影響整體系統運行的穩定性。

最后，變電站主變壓器運行過程中應加強日常運維，提高對油箱中的油位、油色等有關參數進行監測，套管中存有異物應及時清潔，通過視覺、聽覺、觸覺等多重感官辨別電氣設備的運行是否符合運行技術標準。變壓器冷卻系統出現異常、工作電源被迫切斷或電壓不足影響運行，系統會自動啟用備用電源，當備用電源、冷卻裝置、電動機等再次出現故障時會啟動報警裝置，控制室會接收到故障信號。冷卻裝置備用系統在電氣設備系統運行需要時也可及時啟動，確保冷卻裝置的總容量滿足變壓器穩定運行要求。

3.2 異常情況下的維護策略

500kV升壓站主變壓器一般為金屬結構，隨著運行時間推移會產生金屬損耗，如系統運行中散熱性能不好，會提高變壓器運行溫度，這些金屬損耗會轉化為熱能，加速內部元器件以及系統結構的老化，一旦受到外界不良環境刺激，會影響變壓器運行的可靠性。如變壓器出現溫度過高或運行過程中出現異味或異常響聲，首先應觀察散熱器性能是否符合運行需求；其次，應及時停止變壓器運行并對內部構件全面檢查，判斷內部各元件的性能。某電廠變壓器油箱兩側具備報警接點和壓力釋放裝置，內部安裝測溫電阻，包括測溫儀及電阻輸出信號，與電腦建立連接，變壓器相關運行參數可在電腦端顯示，實時掌握變壓器運行情況及具體參數變化規律。

3.3 日常維護的管控措施

為提高變壓器運行穩定性和可靠性，在設備購進過程中應符合升壓站運行環境，選擇信譽良好且具有行業資質的供應商，設備元件性能符合行業要求標準，有效控制設備元件在后續使用過程中故障幾率。設備采購后，在運輸過程中應注意保護措施，避免外界環境對設備產生影響。主變壓器在變電站運行過程中，應控制電氣設備輸入及輸出比，定期養護和維修，提高變壓器使用壽命，做好主變壓器全生命周期管理。對變壓器檢修過程中應做好故障維修記錄并存檔，為后續運維提供參考。應定期開展專業培訓，提高對新型電氣設備的了解，對易出現的故障問題及時總結，提高對各類運行故障的排查和處置效率。

變電站還應根據負責區域用電需求及時調整電氣設備運力，定期設備升級換代，結合物聯網、PLC技術，建立健全自動化運維管理系統，提高信息化管理水平，對變壓器運行狀況實時監管，提高升壓站智慧性能。為了提高升壓站系統運行穩定性，應提高對變電器全面檢測，有效控制各類設備運行可靠性。

4 結語

隨著各領域用電需求的增加，500kV升壓站在社會發展中發揮巨大貢獻，變壓器作為升壓站重點電氣設備，應加強對變壓器的運維和故障檢修，二次設備的穩定性與變電站運行效率息息相關，電氣二次安裝與調試作為復雜工程，應挖掘電氣設備中的技術隱患，針對安裝調試過程中存在問題挖潛問題產生的原因，利用日常運維及故障檢修加以解決，提高電氣設備的使用壽命。控制好電氣設備的質量和性能，掌握各運行環節的技術關鍵，促進安裝與調試質量與進度，便于后續運行環節的穩定性，確保電站生產電量滿足人們生產生活需要。