电力变压器安装
(一)概述
电力变压器是电力系统的重要设备之一。变压器是利用电磁感应原理制成的一种静止的电气设备,它把某一电压等级的交流电能转换成频率相同的一种或几种电压等级的交流电能,即它能将电压由低变高或由高变低。
1.电力变压器的分类
根据电力变压器用途、绕组形式、相数、冷却方式不同,分类也不同,但常见变压器分类如下:
(1)按用途可分为:电力变压器(升压变压器、降压变压器、配电变压器等)、特种变压器(电炉变压器、整流变压器、电焊变压器等)、仪用互感器(电压互感器和电流互感器)和试验用的高压变压器。
(2)按绕组数目可分为:双绕组变压器、三绕组变压器、自耦变压器等。
(3)按相数可分为:单相变压器、三相变压器等。
(4)按冷却方式可分为:油浸式自冷变压器、油浸式风冷变压器、油浸式水冷变压器、强迫油循环风冷变压器、干式变压器等。
我国目前110~500kV高压、超高压变压器的绝缘介质仍以绝缘油为主,10~35kV配箱式变压器,城市目前广泛采用,而室内主要采用干式变压器。这里以110~500kV电压等级,频率为50Hz的油浸式变压器为例。
2.电力变压器的总体组成
电力变压器分类较多、结构比较复杂,但总体结构基本一致。主要部件功能构造如下:
(1)铁芯部件:为了提高磁路的磁导率和降低铁芯的内部涡流损耗。
(2)绕组部件:是变压器的电路部分。
(3)油箱:油箱是油浸变压器的外壳,器身置于油箱的内部。
(4)变压器油:变压器油起冷却和绝缘作用。
(5)油枕:缩小油与空气的接触面积,延缓油吸潮和氧化的速度,可防止因油膨胀导致箱体产生受高压而产生爆炸。
(6)呼吸器:呼吸器减少进入变压器空气中的水分。
(7)防爆管:变压器的安全保护装置,防止油箱爆炸或变形。
(8)冷却装置部件:保证变压器散热良好,带走变压器产生的热量。
(9)测温装置部件:用于直接监视变压器油箱上层油温。
3.电力变压器安装作业流程
施工前准备→变压器本体就位检查→附件开箱检查及保管→套管及套管TA试验→(附件安装前校验检查)附件安装及器身检查试验→(注油前油务处理)抽真空及真空注油→热油循环(必要时)→整体密封试验→变压器试验。
(二)施工准备
包括技术资料、人员组织、机具施工材料的准备。
(三)变压器本体就位检查
检查本体外表是否存在变形、损伤及零件脱落等异常现象,会同厂家、监理公司、建设单位代表检查变压器运输冲击记录仪,记录仪在变压器就位后方可拆下,冲击加速度应在3g以下,由各方代表签字确认并存档。
由于220kV及以上变压器为充干燥空气(氮气)运输,检查本体内的干燥空气(氮气)压力是否正压(0.01~0.03MPa),并做好记录。变压器就位后,每天专人检查一次并做好检查记录;如干燥空气(氮气)有泄漏,要迅速联系变压器的厂家代表解决。
就位时检查好基础水平及中心线是否符合厂家及设计图纸要求,按设计图纸核对相序就位,并注意设计图纸所标示的基础中心线与本体中心线有无偏差。本体铭牌参数应与设计的型号、规格相符。
为防止雷击事故,就位后应及时进行不少于2点接地,接地应牢固可靠。
(四)附件开箱验收及保管
附件到达现场后,会同监理、业主代表及厂家代表进行开箱检查。对照装箱清单逐项清点,对在检查中发现的附件损坏及漏项,应做好开箱记录,必要时应拍相片备查,各方代表签字确认。
变压器本体、有载气体继电器、压力释放阀及温度计等应在开箱后尽快送检。
将变压器110~220kV等级的套管竖立在临时支架上,临时支架必须稳固。对500kV的套管则不能竖立,而只能在安装之前用吊车吊起来做试验。对套管进行介损试验并测量套管电容;对套管升高座电流互感器进行变比等常规试验,合格后待用。竖立起来的套管要有相应防潮措施,特别是橡胶型套管不能受潮,否则将影响试验结果。
(五)油务处理
变压器绝缘油如果是桶盛装运输到货,据此现场需准备足够的大油罐(足够一台变压器用油)作为净油用。对使用的油罐要进行彻底的清洁及检查,如果是新的油罐,则必须彻底对油罐进行除锈,并涂刷上环氧红底漆,再涂1032绝缘漆或H52-33环氧耐压油防锈漆;旧油罐彻底清除原积油,抹干净,再用新合格油冲洗。油罐应能密封,在滤油循环过程中,绝缘油不宜直接与外界大气接触,大油罐必须装上呼吸器。
大储油罐摆放的场地应无积水,油罐底部需垫实,并检查储油罐顶部的封盖及阀门是否密封良好,并用塑料薄膜包好,防止雨水渗入储油罐内。
油管道禁用镀锌管,可用不锈钢管或软管,用合格油冲洗干净,管接头用法兰连接时法兰间密封垫材料应为耐压油橡皮。软油管采用具有钢丝编织衬层的耐油氯丁胶管,能承受全真空,与钢管连接头采用专门的卡子卡固或用多重铁丝扎牢,阀门选用密封性能好的铸钢截止阀。管道系统要进行真空试验,经冲洗干净的管道要严格封闭防止污染。
油处理系统以高真空滤油机为主体、油罐及其连接管道阀门组成,整个系统按能承受真空的要求装配。
绝缘油的交接应提前约定日期进行原油交接。当原油运至现场进行交接时,变压器厂家或油供应商应提供油的合格证明。交接时应检查油的数量是否足够,做好接收检验记录。
真空滤油。用压力式滤油机将变压器油注入事先准备好的油罐,再用高真空滤油机进行热油循环处理。油的一般性能分析,可依据出厂资料,但各罐油内的油经热油循环处理后试验数据须满足以下技术指标并提交油的试验报告。
(六)滤油
先将桶装(运油车上)的油用虑油机抽到大油罐。原油静置24h后取油样送检;变压器本体、有载的绝缘油及到达现场的绝缘油必须分别取样送检;结果合格则可将油直接注入本体;不合格则开始进行滤油。
送检的每瓶油样必须注明工程名称、试验项目、取样地方等,试验项目一般有色谱、微水、耐压、介损、界面张力(25℃)、简化、含气量(为500kV等级项目)。安装前与安装后的试验项目略有不同。
滤油采用单罐的方式进行。确保每罐油的油质都达到规程规定的标准。
一般变压器油经过真空滤油机循环3次即能达到标准要求,静放规定时间后可取样试验,合格后将油密封保存好待用。
绝缘油处理的过程中,油温适宜50~55℃范围,不能超过60℃。防止由于局部位置过热而使油质变坏。
填写好滤油的记录,作为油务处理过程质量监督的依据及备查。
(七)变压器附件安装
1.安装冷却装置
(1)打开散热器上下油管及变压器本体上蝶阀密封板,清洗法兰表面,连接散热器短管。
(2)将管口用清洁的尼龙薄膜包好;散热器在安装前要打开封板,把运输中防潮硅胶取出来,潜油泵的残油排净,取出防振弹簧,检查油泵、风扇转动情况是否可靠灵活,油流计触点动作正常,绝缘电阻应大于10MΩ,连接油泵时须按油流方向安装。
(3)用吊车将上下油管、散热器吊起组装,最后安装加固拉板并调节散热器的平行与垂直度,吊装散热器时必须使用双钩起重法使之处于直立状态,然后吊到安装位置,对准位置后再装配,其上下连接法兰中心线偏差不应大于5mm,垫圈要放正。
(4)调整位置后先拧紧散热器与油泵相接处的螺栓,然后再拧紧散热器与变压器上部阀门相接处的螺栓。整个散热器固定牢固之后,方能取下吊车挂绳。
2.套管升高座的安装
(1)吊装升高座、套管安装时,必然使器身暴露在空气中,在作业时则需向变压器油箱内吹入干燥空气。
(2)将干燥空气发生装置连接到变压器油箱的上部或中部阀,吹入干燥空气。吹入的干燥空气的露点必须低于-40℃,并确认无水、锈斑及垃圾。
(3)拆除本体油箱上面套管升高座连接的封盖,清理干净法兰表面及垫圈槽,用新的密封垫圈放入法兰上的垫圈槽内,并涂上密封油脂,注意密封垫放置的位置应正确,法兰中临时盖上干净的塑料布待用。
(4)用吊车吊起套管升高座,拆下其下法兰的封盖并清洗法兰表面及内侧(升高座内的残油用油桶装起,避免洒落污染)。
(5)然后慢慢把升高座吊装在本体法兰上,拿开塑料布,确认变压器本体的法兰与套管升高座上的法兰配合的标记,用手拧上螺丝,最后用力矩扳手均匀拧紧螺丝;紧螺丝的过程中用对角紧法。
(6)安装过程应逐个进行,不要同时拆下两个或几个本体上升高座的封盖,以免干燥空气量不足,造成变压器器身受潮。
(7)各个电流互感器的叠放顺序要符合设计要求,铭牌朝向油箱外侧,放气塞的位置应在升高座最高处。
3.套管的安装
(1)打开套管包装箱,检查套管瓷件有否损坏,并清洁瓷套表面。再用1000 V摇表测量套管绝缘电阻,其阻值应大于1000MΩ。
(2)同时拆出器身套管法兰盖,用干净白布清洁法兰表面,之后给套管上垫圈及垫圈槽涂上密封剂,确认套管油位表的方向,慢慢地用吊车把套管吊起放入升高座内,注意套管法兰与升高座法兰对接时要小心套管下部瓷套不要与套管升高座法兰相碰;安装时不要同时打开两个或几个封盖。
(3)套管吊装完后的内部导线连接等工作由厂家的现场技术人员完成,施工单位协助。内部连接可选择在变压器内部检查时一同进行。
(4)套管就位后油标和铭牌向外(应改为便于运行观察方向),紧固套管法兰螺栓时,应对称均匀紧固。根据变压器组装外形图,变高、变中及变低套管是倾斜角度的安装方式,吊装前要准备充分。
(5)为不损坏套管,吊装时最好采用尼龙吊带,若采用钢丝绳时应包上保护材料;在链条葫芦碰及套管的地方包上保护材料。
4.有载调压装置的安装
固定调压装置的传动盒,连接水平轴和传动管,操作机构后,手动操作机构调整有载调压的分接头,使两者的位置指示一致。转动部分应加上润滑脂。
5.油枕的安装
根据出厂时的标记,安装及校正油枕托架,把连接本体上的油管固定好。在地面上放掉油枕里的残油,装上油位表,确认指针指示“0”位,并把油枕相关附件装好之后,吊到本体顶部与油管连接好,固定在油枕托架上。压力释放阀要在完成油泄漏试验后才装上。
6.连管及其他配件安装
安装呼吸器和连通其油管,在安装温度表时,勿碰断其传导管,并注意不要损坏热感元件的毛细管,最后安装油温电阻元件、冷却器控制箱、爬梯及铭牌等。