石门水电站主变压器改造

王矛

【摘要】为保证变压器改造的质量，本文从选型、技术参数确定、生产商选择、监造运输、现场验收、安装试验、试运行等全程进行了阐述总结，以期对同行业有所借鉴作用。

【关键词】变压器改造；选型；监造 ；验收；安装；试验 ；试运行

0、引言

陕西汉中石门水库管理局水电站1号、2号主变压器分别于1989年和1975年投运，均属三相双绕组无载调压油浸风冷变压器。

此次改造的原因有：

（1）投运多年，整体老化，缺陷增多，2号主变近年有温度超标现象。

（2）2号主变属小型水电站应淘汰的机电设备产品。

（3）全站机组增效扩容后（总装机容量由40.5MW增为44.73MW），原主变已不能满足全站机组额定出力要求。

经过努力顺利完成了2台主变的更新改造工作，取得了较好的经济效益，体现了水电站主要项目全过程质量控制的成效。

1、原主变主要参数

两台主变布置在电站主厂房顶部110 kV户外升压站内，带滚轮小车。

2、新主变的选型及主要参数

1）选型

充分了解该行业技术、工艺、材料、产品的发展状态，选用技术先进、耐冲性能优良，机械强度大、抗短路能力强、低损耗、低局放、低噪音、密封性能好、少维护、安全性能稳定的电力变压器。

新主变须满足全站机组增容后的出力需求，其电压等级、中性点接地方式、安装位置、接线方式、调压方式、冷却方式不变。外形尺寸、安全距离满足现场条件。

原主接线方式下，两主变长期并列运行，十分不经济；本次将其改为分列运行，其低压侧分别通过真空断路器接于两段6.3kV母线上，高压侧通过HGIS开关接于110kV单母线上。

实现公开招标的方式，从商务、技术、综合评审三方面，选用性价比最优的产品。

2）主要参数

3）技术要求

绕组绝缘水平应满足表3的规定。

绕组匝间工作场强不大于2.0 kV/mm。空载损耗和负载损耗不大于SF11系列的规定值。

环境温度40℃，电压及输出容量为额定时，其温升实测值不应超限：绕组（用电阻法测量）≤65K，顶层油（用温度传感器测量）≤60K，铁芯≤80K 。

变压器满负荷时，允许短时间过负荷能力应满足表4要求（环境温度40℃），且按以上方式运行时，绕组最热点温度应低于140℃。

变压器承受短路能力应满足国标规定。在发电机突然甩额定负荷时变压器应能承受1.4倍额定电压5s。

4）铁芯使用高质量、低损耗0.30mm厚的冷轧硅钢片制成。绕组线选用无氧电解铜电磁线。

油箱结构采用免维护设计。钟罩和箱底之间用两条C形等位铜板可靠地连接。油箱下部设事故放油阀供油箱和储油柜排油。油箱油管终端管口向下。

5）主要附件要求

套管选用性能优良的油气瓷套管。其绝缘水平不低于主变的内绝缘水平，额定电压与主变额定电压相适应，额定电流与主变最大负载能力相一致。

冷却系统有足够的且具有一定裕度的容量使主变在额定负荷下运行，其温升不超过规定的限值。在一组冷却器退出运行时，可满足带额定负荷长期运行。

每台主变设置两个油面温度测量装置和一个绕组温度测量装置，及相应的温度显示控制器和一个独立的温度测量用CT。

无载分接开关的额定电流、允许过负荷能力须和主变额定电流、允许过负荷能力相配合。

储油柜选用金属波纹（内油波纹管式）密封式储油柜，保证变压器油与空气完全隔绝实现变压器全密封，不须加装吸湿器。

主变设置压力释放阀和防震型气体继电器，中性点设置隔离开关和避雷器。

3、生产商的选择

生产商的资质证书要适合制造该类变压器，其装备、技术能保證制造能力、产品质量和进度。其执行合同的信誉要良好，同时其经营管理和质量体系运行状态、当年的生产负荷状态、同类设备的供货业绩、上年和当时的财务状态是否良好也是要考虑的因素。

4、监造及运输

确定具备丰富技术经验、责任心强的人员驻厂监造。依据双方的合同，进行图纸尺寸核对、原材料检查、附件验收，监督变压器的现场制造、组装、试验工作，查验收集技术资料、试验报告。监督生产商按期交货。

变压器充氮运输，运输期间安装三维冲撞记录仪，正确记录运输状态。在运输中，有压力监视和补气装置，保持正压，气体压力为：0.01～ 0.03MPa。

5、现场验收

变压器运抵现场，本体采用液压顶升平移技术卸车、就位在安装布置图指定位置后，对冲撞记录仪的记录情况进行验收，冲击允许值应符合双方约定。

附件应齐全、无锈蚀及损伤，充油套管的油位正常、无渗油，瓷体无损伤，变压器油的型号、产地、数量满足要求。

各种技术资料，如：产品说明书、试验报告、合格证、安装说明书等，均应符合约定。

如有不符合的，应及时联系生产商更换、补充，以免影响改造进度。

6、安装

1）选择有丰富施工经验的专业安装队伍。

2）制定详细完善的施工技术方案，明确工期、目标、质量验收标准。

3）严格遵守安装工艺标准，按照生产商的安装使用说明书进行组装，现场监督安装质量和安全措施。

4）升高座、套管、冷却器、储油柜、气体继电器、分接开关等附件的安装。

5）变压器注油时，选择晴朗天气。将散热器和储油柜的阀门打开，注油至正常油位高度（变压器H-T曲线相对应的刻度位置）。注油时，所有放气塞必须打开，连续冒油时再密封好。注油后静放24小时，做油样试验。

7.现场试验

依据现场实际确定试验项目有：绕组直流电阻试验、变比试验、绝缘电阻试验、直流泄漏试验、介损试验、极性和组别测量、油耐压及色谱试验、交流耐压试验，每一试验项目结果应符合标准规定。

8.试运行

1）编写试运行方案，明确参试人员岗位责任。

2）第一次合闸后持续时间大于10min，每次合闸冲击间隔至少5 min，合闸进行五次。

3）冲击合闸完，撤销临时措施，恢复常设措施，转入空载试运行；试运行48小时，无异常，转入负载运行24小时。

4）编写简易的运行规程，方便运行人员快速掌握新变压器的运行监视要点，便于积累运行经验。

9、改造中应注意的问题

1）新主变比原主变重量大，需复核原地基的承载力。

2）为防止套管受力超限，在高压套管与HGIS开关间加装支持套管，分担套管及其接线端子板的受力。

3）低压侧3只套管的位置与6.3kV母线三相位置应一致。

4）热油循环24小时，除去各部件及油中残余的水份。

5）打开器身盖板，进行引线连接时应防止任何异物落入油箱内，避免造成重大事故隐患。

6） 破氮后的附件应尽快安装，储油柜安装前不要破坏真空状态。

7） 冲击合闸试验宜在晴朗的夜晚进行，以便观察变压器小车与钢轨间或上下节油箱间或其他部位有无放电现象，及时发现及时处理。

参考文献：

[1]GB/T17468，电力变压器选用导则

[2]GB/T 6451-2008，油浸式电力变压器技术参数和要求