大容量变压器应用时的问题及应对措施

大容量变压器应用时的问题及应对措施

阿布都科尤木·卡迪尔

(国网新疆电力公司喀什供电公司新疆喀什844000)

摘要:随着经济社会的持续发展和电力系统规模的迅速扩大,电网建设与城市用地之间的矛盾日趋突出。以某300kV变电站三相一体式变压器为例,对煤油气相干燥技术进行分析说明,结合露点法和萃取法的特点,选择出水率、变压器器身温度和绝缘纸/板含水量参数为依据,提出煤油气相干燥终点的综合判断方法,以达到提高大容量变压器绝缘材料的干燥质量和效率的目的。分析大容量变压器在附件组装和真空注油两个组装关键环节中应注意的防潮处理问题,对作业方法和工艺进行优化,有效防止大容量变压器在现场组装过程中受环境和天气影响而受潮。

关键词:大容量变压器;现场组装;防潮处理

现代城市电网的建设和发展,使得在高负荷密度的大城市采用大容量变压器建设大容量变电站成为一种趋势。大容量油浸式变压器由于受到运输质量和体积的影响,往往采用分解运输、现场组装的方式。与制造厂整体组装运输的变压器相比,采取分解运输、现场组装方式的变压器在整个安装过程中,容易受到施工场地环境和天气的影响,变压器器身绝缘材料干燥处理的难度较大。因此,大容量油浸式变压器必须特别注意变压器的防潮处理,这关系到变压器最终能否安全稳定投入运行。以某三相一体式变压器为例,对煤油气相干燥技术进行分析说明,提出煤油气相干燥终点的综合判断方法。并通过优化大容量变压器在附件组装和真空注油环节的作业方法和工艺,有效防止了大容量变压器在现场组装过程中受潮。

一、慨况

某300kV变电站主变为特变电工衡阳变压器有限公司制造的三相一体式变压器,型号为OSF?PS-JT-750000/300,采取铁心、绕组分解运输方式。该主变组装工程是通过在变电站搭建临时厂房,对变压器铁心和绕组进行组装,将变压器外壳作为干燥罐,采用移动式煤油气相干燥方式对变压器器身进行干燥,干燥结束后将变压器本体从厂房内运至变压器基础就位,然后对变压器进行附件安装及热油循环等工作。主变设计参数见表。二、安装过程需注意的问题

三相一体式电力变压器现场安装过程应严格按生产厂家的安装工艺要求进行,此外还应注意以下几个问题。

1、现场煤油气相干燥终点判断。煤油气相干燥法在高电压、大容量电力变压器产品中得到广泛应用。与传统的干燥法相比,煤油气相干燥法具有加热均匀、加热快、干燥效果好等特点。现场安装的三相一体式油浸式变压器需使用移动式煤油气相干燥设备进行干燥。由于受安装环境和干燥设备自身的条件限制,与生产车间内的煤油气相干燥设备相比,使用移动式煤油气相干燥设备在安装现场对变压器进行干燥处理的难度大大增加。现场煤油气相干燥可分为干燥前准备、加热阶段、降压阶段、高真空阶段和干燥终点判断等阶段,其中干燥终点的判断最为关键,它直接影响到变压器能否满足投运要求。

移动式煤油气相干燥是将变压器外壳作为干燥罐对变压器内的绝缘纸/板进行干燥,干燥终点是否达到,则需通过测量变压器绝缘材料的含水量确定,常用的测量方法主要有露点法和萃取法。这两种方法的特点如下。

(1)露点法,是在变压器干燥过程中,当气体和绝缘纸中的水分达到平衡后,对变压器干燥罐内的气体水分进行在线检测,通过气体中的水分含量与绝缘纸/板中的水分含量的一一对应关系,推算出绝缘纸/板的平均含水量。该方法的优点是可在干燥过程中对绝缘材料含水量进行实时在线检测,缺点主要是绝缘纸/板的平均含水量是推算出来的,测试数据存在一定误差。

(2)萃取法,则是通过有机溶剂将水分从干燥后的绝缘纸/板中萃取出来,再使用库伦电量法测量萃取液中的水分含量,计算出绝缘纸/板中的含水量。该方法的优点是测量误差较小,更能真实地反映绝缘材料的含水量,缺点是需对变压器固体绝缘材料进行取样分析,无法在干燥过程中对绝缘材料的含水量进行实时在线检测。为了全面、准确地判定干燥终点,根据电力设备预防性试验规程及特变电工衡阳变压器有限公司的经验,采用露点法和萃取法测量绝缘材料含水量的特点,选用出水率、变压器器身温度和绝缘纸/板含水量参数进行综合判断。干燥结束判断参数见表。

2、变压器器身暴露时间。变压器暴露在大气中的时间为从打开密封至工作结束完成密封的整个时间,通常当空气相对湿度≤65%时,器身暴露在空气中的时间为16h,当空气相对湿度≤75%时,器身暴露在空气中的时间为12h。

由于三相一体式电力变压器进行放油、内检及安装附件所需要的时间远远大于单相式变压器,因此即使根据电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验收规范中的规定,当空气相对湿度≤75%时,将其器身暴露在空气中的时间放宽到16h仍不够,加上现场施工环境和天气的变化,使得三相一体式电力变压器在进行放油、内检及安装附件过程中绝缘受潮的风险大大增加。为防止器身受潮,可采取以下措施:

(1)在进行本体附件安装的整个过程中,对器身持续补充露点低于-40℃的干燥空气,使器身与外界空气隔离,补充干燥空气的速率应符合产品技术文件要求。

(2)经油、干燥空气或高纯氮气在真空下浸渍的油纸绝缘,在大气中暴露时受潮是由表及里。例如油纸绝缘在相对湿度为80%的空气中暴露24h,0.5mm深处的含水量为5%,1mm处为2%。而水的沸点与真空度有关,真空度越高,水的沸点越低。因此,可在每天附件安装工作结束或因天气原因停工后,对变压器器身持续抽真空,真空度≤133Pa,以去除器身暴露在空气中吸收的水分。

3、真空注油。当今的变压器在设计时通常考虑了其在真空下注油,将变压器油箱设计为可耐受全真空。但一些特殊部件仍然需要预防被损坏,因此在进行真空注油前,必须查看该部件说明书并注意相关要求,对于不允许抽真空的部件必须隔离,允许抽相同真空度的部件应同时抽真空。此外,真空注油及热油循环还需注意:

(1)严禁使用麦式真空计,国能安全防止电力生产事故的二十五项重点要求规定,为防止真空度计水银倒灌进设备中,禁止使用麦氏真空计。

(2)进行抽真空、真空注油和热油循环时,真空度、抽真空时间、注油速度及热油循环时间、温度均应达到要求。对采用有载分接开关的变压器油箱应同时按要求抽真空,但注意抽真空前应用连通管接通本体与开关油室。

(3)由于注油时绝缘纸和绝缘油相互作用,会在管路或液体表面形成一个表面电位,进而使油流带电,形成冲流电流,影响设备和人身安全。因此,注油前应确认设备各接地点及油管路可靠接地,且注入油的速度不宜大于100L/min。

总之,选用出水率、变压器器身温度和绝缘纸/板含水量参数作为变压器煤油气相干燥终点的判断依据,能有效提高变压器绝缘材料的干燥效率和质量。通过优化大容量变压器在附件组装和真空注油两个组装关键环节中的作业方法和工艺,能有效防止大容量变压器在现场组装过程中受环境和天气影响而受潮。

参考文献:

[1]刘健犇,陈乔夫,代少君.大容量变压器的解体运输与现场组装[J].变压器,2013,35(8):28-31.

[2]王进弘,王庚.500kV变压器分解运输、现场组装(ASA)和安装特点[J].电力建设,2015,48(2):29-32.

[3]魏东.沈变再次优化大容量变压器运输解决方案[J].电器工业,2012,8(10):7-8.

[4]王晓锋,王国江,霍可君.煤油气相干燥工艺在油浸互感器生产上的应用[J].变压器,2014,48(3):42-46.

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