吳昌垣
(江西省火電建設(shè)公司,南昌市,330001)
在500 kV大型變壓器安裝與檢修過(guò)程中,防止變壓器器身受潮是一項(xiàng)重要工作[1-7]。防變壓器器身受潮主要從2個(gè)方面來(lái)考慮:(1)在變壓器安裝與檢修時(shí),盡可能地縮短鐵心和線圈露空的時(shí)間,這可以通過(guò)合理組織施工過(guò)程來(lái)保證;(2)從技術(shù)層面出發(fā),通過(guò)對(duì)變壓器的結(jié)構(gòu)部件的特點(diǎn)進(jìn)行分析,研究施工過(guò)程,對(duì)施工方案進(jìn)行優(yōu)化。本文主要論述第2方面。
近年來(lái),隨著現(xiàn)代金屬波紋密封式儲(chǔ)油柜和排油注氮裝置的推廣應(yīng)用,500 kV大型主變油回路有了較大變化,典型的現(xiàn)代大型變壓器系統(tǒng)圖如圖1所示。
在500 kV大型主變安裝與檢修過(guò)程中,本體抽真空達(dá)到66.7 Pa。由于儲(chǔ)油柜、排油注氮裝置和散熱器不能承受這么高的真空值,與之相連接的管路都不能參與抽真空,因此,抽真空防潮存在的盲區(qū)包括:(1)斷流閥與儲(chǔ)油柜之間的區(qū)域;(2)排油注氮裝置的排油管路和注氮管路區(qū)域;(3)散熱器及其油管路區(qū)域。因?yàn)榇嬖谶@些真空處理的盲區(qū),致使注油時(shí)油與大氣沒(méi)有真正隔離,其不良影響包括:(1)增大注油后的熱油循環(huán)時(shí)間與成本;(2)不可避免地對(duì)變壓器的絕緣帶來(lái)一定的影響。
露點(diǎn)低于-40℃的流動(dòng)干空氣進(jìn)入管道(容器)后會(huì)被水蒸氣飽和成飽和空氣,這樣一部分水分被帶出管道,不斷地輸入干空氣并檢測(cè)管道出口的空氣露點(diǎn),直到它低于預(yù)定的值,使管道處于干燥狀態(tài),這種利用干空氣帶走管道(容器)內(nèi)殘留水分達(dá)到干燥目的的方法稱為干空氣干燥法。
2.2.1 蒸汽分壓
空氣中水蒸氣含量越多,則空氣的水蒸氣分壓p越大。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,純水的飽和蒸汽壓僅與溫度有關(guān),不同溫度下純水的飽和蒸汽壓p可由Antoine公式計(jì)算
式中:p為純水的飽和蒸汽分壓,Pa;T為溫度,K;A、B、C為Antoine常數(shù),可查數(shù)據(jù)表。
2.2.2 露點(diǎn)
在壓力和絕對(duì)濕度不變的情況下,使不飽和的濕空氣冷卻達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度,稱為該濕空氣的露點(diǎn)。露點(diǎn)越高,濕空氣中水蒸氣分壓越大,飽和蒸氣壓越大,對(duì)應(yīng)的含水量越大。工程上常用露點(diǎn)來(lái)衡量含水量的多少??諝獾穆饵c(diǎn)對(duì)應(yīng)其含水量,可通過(guò)露點(diǎn)來(lái)計(jì)算飽和空氣的含水量H,或查表后即可知含水量。單位體積飽和空氣中的水蒸氣的質(zhì)量,稱為飽和空氣的含水量,也稱為濕度。
2.2.3 干燥結(jié)束的標(biāo)準(zhǔn)
目前,采用露點(diǎn)儀可方便、準(zhǔn)確、快捷地測(cè)出露點(diǎn),查表后即可知含水量。從安全運(yùn)行、凈化變壓器附件的容器的含水量、干燥成本等多個(gè)角度進(jìn)行論證分析,并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn),最終確定:干燥變壓器附件時(shí),干燥空氣出口處的空氣露點(diǎn)不高于-35℃時(shí),可認(rèn)為干燥結(jié)束。
在大型主變安裝和檢修過(guò)程中,應(yīng)用高壓干燥空氣處理變壓器油管路和附件的清潔度(包括雜質(zhì)、潮氣和水分等),同時(shí)可以確保變壓器身不受潮。
(1)排油管和注氮管安裝完畢后,采用高壓干燥空氣進(jìn)行吹掃,清除管內(nèi)雜物,吹掃合格后填寫(xiě)“管道吹掃記錄表”。
(2)排油管道吹掃完畢后,采用變壓器油在排油連接閥與消防柜排油閥之間進(jìn)行油壓強(qiáng)度試驗(yàn),試驗(yàn)壓力不小于0.15 MPa,穩(wěn)壓24 h應(yīng)無(wú)泄漏。
(3)注氮管道吹掃完畢后,采用變壓器油在注氮隔離閥與消防柜的油氣隔離裝置之間進(jìn)行油壓強(qiáng)度試驗(yàn),試驗(yàn)壓力不小于0.5 MPa,穩(wěn)壓24 h應(yīng)無(wú)泄漏。
(4)油壓強(qiáng)度試驗(yàn)合格后,填寫(xiě)“管道試壓記錄表”。
(5)吹掃、試壓完畢后,及時(shí)拆除所有臨時(shí)封板和試驗(yàn)管道,并及時(shí)接入排油連接閥和注氮隔離閥。然后在管道內(nèi)充露點(diǎn)低于-40℃的干燥空氣,對(duì)管道進(jìn)行低壓吹掃,直到管道出口處的空氣露點(diǎn)低于-35℃后,對(duì)管道進(jìn)行密封和保養(yǎng)。等到變壓器本體真空注油充滿本體時(shí),對(duì)管道進(jìn)行排氣注油。
(1)吹掃與試壓:冷卻器在安裝前充露點(diǎn)低于-40℃的干燥空氣進(jìn)行吹掃,按照制造廠規(guī)定的壓力值用氣壓進(jìn)行密封試驗(yàn),并需要符合以下要求:強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷卻器、散熱器,持續(xù)30 min應(yīng)無(wú)滲漏;強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻器,持續(xù)1 h應(yīng)無(wú)滲漏,水、油系統(tǒng)應(yīng)分別檢查滲漏;其他型式的冷卻器、散熱器持續(xù)1 h應(yīng)無(wú)滲漏。
(2)干燥冷卻器管道:充露點(diǎn)低于-40℃的干燥空氣,對(duì)管道進(jìn)行低壓吹掃,直到管道出口處的空氣露點(diǎn)低于-35℃后,對(duì)管道進(jìn)行密封和保養(yǎng)。
(3)冷卻器安裝時(shí),放掉冷卻器內(nèi)的干燥空氣,立即用合格的變壓器油沖洗干凈,并將殘油排凈。然后擰緊放油放氣閥蓋,拆除冷卻器及油箱本體密封法蘭,清潔并干燥連接面,更換新的密封墊,再將冷卻器與油箱法蘭(或閥門(mén))對(duì)接緊固密封。此時(shí)需要注意冷卻器放氣孔在上方,放油孔在下方。接著安裝冷卻器底部油泵。最后將相鄰2組冷卻器用拉板連接緊固。
(4)冷卻器不參與本體抽真空。本體抽真空前,將冷卻器與本體相隔離。冷卻器與本體隔離后,從放氣孔抽出空氣,然后充入露點(diǎn)低于-40℃的干燥空氣,為變壓器本體抽真空和真空注油做準(zhǔn)備。
(5)變壓器本體真空注油后,對(duì)冷卻器補(bǔ)充油。冷卻器補(bǔ)油方法是:拆除隔離措施,用露點(diǎn)低于-40℃的干燥空氣直接解除真空,然后補(bǔ)充油,補(bǔ)充油從油箱注油口注入。
儲(chǔ)油柜就位后,不參與變壓器本體抽真空。變壓器本體抽真空前,將儲(chǔ)油柜與本體臨時(shí)隔離。充露點(diǎn)低于-40℃的干燥空氣,對(duì)儲(chǔ)油柜及管道進(jìn)行低壓吹掃,直到出口處的空氣露點(diǎn)溫度低于-35℃,在密封試驗(yàn)合格后進(jìn)行防潮保養(yǎng),等到變壓器本體真空注油充滿本體時(shí),按下列步驟進(jìn)行儲(chǔ)油柜注油。
(1)用露點(diǎn)低于-40℃的干燥空氣直接解除真空。
(2)拆除臨時(shí)隔離措施,補(bǔ)充油從油箱注油口注入。
(3)當(dāng)油位指示達(dá)到與當(dāng)時(shí)絕緣油溫度對(duì)應(yīng)的油位時(shí)(見(jiàn)產(chǎn)品附帶油位、油溫標(biāo)牌),關(guān)閉呼吸口,使波紋囊停止伸縮。然后繼續(xù)注油,直至排氣口排凈空氣,排氣口穩(wěn)定出油后,關(guān)閉排氣口,同時(shí)停止注油。
(4)儲(chǔ)油柜內(nèi)絕緣油靜置一段時(shí)間(1 h以上),油中氣體充分析出并浮至儲(chǔ)油柜上部。此時(shí)打開(kāi)散熱器、套管升高座等高點(diǎn)排氣閥門(mén),將高點(diǎn)集氣排凈。然后再次注油,同時(shí)打開(kāi)儲(chǔ)油柜排氣口再次排氣,直至儲(chǔ)油柜排氣口穩(wěn)定出油后關(guān)閉排氣口,同時(shí)停止注油。
(5)打開(kāi)呼吸口閥門(mén),檢查油位是否符合要求,可以從注油口放油或補(bǔ)油來(lái)調(diào)整油位。完成注油后將注油閥和排氣閥關(guān)閉嚴(yán)密,將閥口用蓋板密封。儲(chǔ)油柜呼吸口在完成注油及投運(yùn)后必須保持常開(kāi)狀態(tài)。
(6)在注油過(guò)程中需要時(shí)刻注意油位指針的位置,邊注油邊排氣。待排氣管內(nèi)有穩(wěn)定油流流出時(shí),關(guān)閉排氣口閥門(mén)。
(7)根據(jù)當(dāng)時(shí)的環(huán)境溫度所對(duì)應(yīng)的H-T曲線(即油位高度-溫度曲線)所規(guī)定的油位高度,調(diào)整儲(chǔ)油柜油位指示的位置。在油位指示不符合要求時(shí),需要通過(guò)從注油管放油或補(bǔ)油的方法,使儲(chǔ)油柜的油位指示位置與本臺(tái)變壓器溫控器指示的溫度對(duì)應(yīng)一致。
應(yīng)用高壓干燥空氣處理500 kV大型變壓器抽真空時(shí)的真空盲區(qū),可以確保500 kV大型變壓器的器身不受潮。同時(shí)和以往的真空注油相比,完全避免了整個(gè)注油過(guò)程中變壓器油與空氣的接觸,最大限度地降低了變壓器安裝和檢修過(guò)程中的油與附件的吸潮機(jī)會(huì),從而大大減少了注油后熱油循環(huán)的時(shí)間。尤其在我國(guó)南方地區(qū),在變壓器安裝和檢修過(guò)程突遇低溫高潮濕氣候時(shí),應(yīng)用本工藝能完全避免變壓器附件容器和空氣的接觸,和以往的安裝方法相比可以不停止安裝進(jìn)程,這樣就確保了安裝工作的連續(xù)進(jìn)行,提高了安裝或檢修的工效。目前該工藝已成功應(yīng)用于工程中,效果良好。
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