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        變壓器擴(kuò)容改造技術(shù)探析

        2014-03-22 13:03:59蔡燕榮
        電力安全技術(shù) 2014年8期
        關(guān)鍵詞:主變電力公司業(yè)主

        周 宣,蔡燕榮

        (山西晉煤天源化工有限公司,山西 晉城 048400)

        1 概述

        為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)能計(jì)劃,某單位決定新增技術(shù)改造項(xiàng)目,屆時(shí)將增加約14 000 kW負(fù)荷。原主變壓器容量為2×50 MVA,實(shí)際運(yùn)行負(fù)荷已接近變壓器容量的80 %左右,處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。據(jù)《工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手冊(cè)》,變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行負(fù)荷率宜控制在75 %~85 %,不能低于60 %。而新增項(xiàng)目投運(yùn)后,負(fù)荷率將達(dá)到95 %。

        據(jù)《鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計(jì)手冊(cè)》(上冊(cè)),變壓器的負(fù)荷率通過(guò)功率損失降到最低點(diǎn)后,功率損失將隨負(fù)荷率的增加而上升,變壓器的運(yùn)行壽命將縮短。因此,為滿足新增技改項(xiàng)目的用電要求,需將其中1臺(tái)變壓器的容量增加到63 MVA,將負(fù)荷率維持在適宜范圍內(nèi),以滿足新增項(xiàng)目投運(yùn)后變壓器的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

        2 前期準(zhǔn)備工作

        (1)業(yè)主需向當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)提交關(guān)于主變擴(kuò)容的書(shū)面申請(qǐng)及相關(guān)資料,取得批復(fù)后,方可向當(dāng)?shù)仉娏咎峤辉擁?xiàng)目的申請(qǐng)及方案等技術(shù)資料,并附加當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和信息化委員會(huì)的批復(fù)。

        (2)當(dāng)?shù)仉娏究头渴盏綐I(yè)主申請(qǐng)后,委派專業(yè)人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)地考察,并形成意見(jiàn)。在客服部門組織的電力公司會(huì)議上,經(jīng)討論通過(guò)后,業(yè)主方可委托相關(guān)資質(zhì)單位進(jìn)行可行性研究,并出具可行性研究報(bào)告。經(jīng)由地市電力公司計(jì)劃處將項(xiàng)目可行性研究報(bào)告和業(yè)主申請(qǐng)?zhí)峤恢潦‰娏?,由省電力公司?jì)劃處組織專業(yè)人員對(duì)其進(jìn)行討論并通過(guò)后,業(yè)主方可委托有資質(zhì)的設(shè)計(jì)院對(duì)其進(jìn)行初步設(shè)計(jì)。

        (3)省電力公司相關(guān)部門組織專業(yè)人員對(duì)初步設(shè)計(jì)進(jìn)行會(huì)審。審核通過(guò)后,省電力公司對(duì)地市電力公司、地市電力公司對(duì)業(yè)主下達(dá)對(duì)該項(xiàng)目的批復(fù)文件。

        (4)業(yè)主組織進(jìn)行項(xiàng)目的實(shí)施、監(jiān)督與協(xié)調(diào)工作,包括設(shè)備采購(gòu)、施工、安裝、驗(yàn)收、調(diào)試與投運(yùn)等。

        3 設(shè)備采購(gòu)與選型

        3.1 設(shè)備采購(gòu)

        經(jīng)省電力公司審核和批復(fù),該單位需要采購(gòu)1臺(tái)主變壓器、39臺(tái)10 kV配電柜、1臺(tái)10 kV電容器組、4套距離保護(hù)柜、2套母差保護(hù)柜、1臺(tái)嵌入式信息子站柜、2套155M通信光纖設(shè)備、1套調(diào)度二平面、1套“五防”系統(tǒng)等電氣設(shè)備。

        設(shè)備采購(gòu)應(yīng)經(jīng)業(yè)主現(xiàn)場(chǎng)勘察,逐項(xiàng)核對(duì)材質(zhì)、規(guī)格尺寸、數(shù)量等技術(shù)要求,并結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙完成對(duì)招標(biāo)文件的編寫(xiě)。通過(guò)招議標(biāo)選定單位后,由設(shè)計(jì)院草擬220 kV系統(tǒng)電氣設(shè)備技術(shù)協(xié)議,并經(jīng)業(yè)主和設(shè)計(jì)院會(huì)簽后執(zhí)行。

        簽訂采購(gòu)合同時(shí),需明確供貨周期、保質(zhì)期與質(zhì)保金、安裝調(diào)試等內(nèi)容。供貨周期過(guò)長(zhǎng),將影響施工進(jìn)度;供貨周期過(guò)短,則需考慮設(shè)備的臨時(shí)安置和長(zhǎng)時(shí)間放置對(duì)設(shè)備性能的影響。

        3.2 選型

        擴(kuò)容后的電氣設(shè)備應(yīng)與原有繼續(xù)使用的電氣設(shè)備兼容,并盡量使用同一廠家的設(shè)備,以便于投運(yùn)后設(shè)備的運(yùn)行和管理。

        設(shè)備選型要關(guān)注技術(shù)參數(shù)的要求,如變壓器的短路損耗、阻抗電壓等參數(shù)對(duì)運(yùn)行功率損耗的影響,設(shè)備重量對(duì)設(shè)備基礎(chǔ)的承重要求,新購(gòu)設(shè)備的規(guī)格尺寸與原設(shè)備是否匹配等要點(diǎn)。這些都應(yīng)在技術(shù)協(xié)議中清晰注明,以防止出現(xiàn)尺寸不匹配、運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性不強(qiáng)、設(shè)備基礎(chǔ)不能滿足承重要求等問(wèn)題。

        4 安裝施工

        4.1 施工進(jìn)度和計(jì)劃

        該單位的施工由外包單位完成。業(yè)主確定施工單位后,要與其就進(jìn)度、計(jì)劃、工期、工程費(fèi)用、工程量、調(diào)試、驗(yàn)收等內(nèi)容進(jìn)行核實(shí),達(dá)成一致意見(jiàn),盡量避免在實(shí)施過(guò)程中出現(xiàn)新增工作量、更改施工計(jì)劃、追加施工費(fèi)用等問(wèn)題。若雙方溝通不暢,將會(huì)影響施工進(jìn)度、質(zhì)量,致使工程無(wú)法順利完成。施工進(jìn)度應(yīng)采用時(shí)間表的形式完成,以便于在施工過(guò)程中對(duì)工期的及時(shí)核對(duì)和掌握。

        為安全順利完成該工程,該單位還要求對(duì)施工人員進(jìn)行廠前安全教育、持證上崗、簽訂安全協(xié)議,對(duì)施工方案、安全方案、環(huán)保方案進(jìn)行逐級(jí)審批受控,責(zé)任到人,并請(qǐng)監(jiān)理單位進(jìn)行全程監(jiān)理,確保工程安全而緊張有序地進(jìn)行。

        同時(shí),為了保證工程能夠保質(zhì)保量的完成,該單位對(duì)工程的每一項(xiàng)組成部分,都指定專人負(fù)責(zé),確保工程能得到全程監(jiān)督,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。

        4.2 施工過(guò)程的主要組成部分

        4.2.1 舊設(shè)備的拆除與處理

        本工程需要拆除的設(shè)備有10 kV高壓開(kāi)關(guān)柜、戶外母線橋、變壓器及相關(guān)附件。由于場(chǎng)地有限,拆下的廢舊設(shè)備需及時(shí)安置和處理,以確保施工場(chǎng)地的有效利用和清潔衛(wèi)生。在該工程中采用吊裝設(shè)備拆除變壓器,要采取相應(yīng)措施確保變壓器、引線等設(shè)備的安全和工作人員的人身安全。

        4.2.2 基礎(chǔ)處理

        經(jīng)變壓器廠家和設(shè)計(jì)院一致同意,新購(gòu)變壓器重量≤113 t,長(zhǎng)度≤9.12 m,寬度≤5.5 m,高度≤7.9 m,變壓器配套基礎(chǔ)設(shè)施可保持不變。

        另外,需要重新加注電容器基礎(chǔ),施工時(shí)應(yīng)反復(fù)對(duì)照電氣圖紙及設(shè)備本身的尺寸,避免返工。

        4.2.3 新設(shè)備的安裝與調(diào)試

        電氣一次部分:新裝1臺(tái)型號(hào)為SF Z10-63000/22063/63 MVA的主變壓器、39臺(tái)10 kV配電柜、1臺(tái)型號(hào)為BAMH12/√3-3600-1×3 W的10 kV電容器組。10 kV進(jìn)線、柜間母線橋和柜內(nèi)母線均為2TMY-120×10。主變擴(kuò)容后,經(jīng)校驗(yàn)發(fā)現(xiàn)母線不能滿足本期要求,需改為3TMY-125×10型母線。

        主變?cè)谠A(chǔ)就位。由于在原基礎(chǔ)上未預(yù)埋千斤頂埋件,為減少施工周期,本次亦不增設(shè)千斤頂埋件。因此,在主變安裝就位時(shí),需考慮臨時(shí)墊鋼板來(lái)支撐千斤頂。

        安裝過(guò)程中,要注意設(shè)備資料的整理和施工圖紙、說(shuō)明書(shū)、合格證的收集,為日后建立完整的設(shè)備資料做好準(zhǔn)備。

        電氣二次部分:新裝4套PSL 602UM距離保護(hù)柜、2套R(shí)CS-915GA母差保護(hù)柜、1臺(tái)嵌入式信息子站柜、2套155M通信光設(shè)備、1套調(diào)度二平面、1套“五防”系統(tǒng)。

        二次設(shè)備的更新?lián)Q代非常迅速,為了有利于今后電網(wǎng)設(shè)備的兼容,該工程決定升級(jí)增容調(diào)度數(shù)據(jù)平面、通道線路距離保護(hù)通道,并新增1套母差保護(hù),以實(shí)現(xiàn)一用一備。

        對(duì)微機(jī)“五防”系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)容,包括微機(jī)“五防”閉鎖軟件的修改與編制、微機(jī)“五防”閉鎖模擬屏的擴(kuò)容、增加相應(yīng)間隔的“五防”鎖具(電動(dòng)刀閘鎖、手動(dòng)刀閘鎖、網(wǎng)門鎖、接地鎖及驗(yàn)電器等)。

        與該工程配套的其他設(shè)施均需一一落實(shí),如無(wú)功綜合調(diào)節(jié)裝置、保護(hù)接地裝置、變壓器的消防設(shè)施、調(diào)度數(shù)據(jù)等。需要新增或改造的內(nèi)容,均需與此次改造同時(shí)設(shè)計(jì)、同時(shí)施工、同時(shí)投入運(yùn)行。

        5 驗(yàn)收與投運(yùn)

        該工程完工后,需要由業(yè)主、施工單位、監(jiān)理公司一起參加竣工驗(yàn)收,主要驗(yàn)收竣工資料的收集情況、施工記錄、工程內(nèi)容、安裝施工質(zhì)量評(píng)價(jià)、完工情況等內(nèi)容,并經(jīng)試運(yùn)行后進(jìn)行簽字確認(rèn)。不合格項(xiàng)由業(yè)主填寫(xiě)不合格項(xiàng)通告書(shū),并由責(zé)任單位處理完成??⒐を?yàn)收結(jié)束后,便可向電力部門申請(qǐng)驗(yàn)收送電。

        6 經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

        6.1 主變報(bào)停

        由于該工程工期近1個(gè)月,變壓器將長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn),因此向當(dāng)?shù)仉娏局鞴懿块T申請(qǐng)變壓器報(bào)停。電力公司根據(jù)變壓器停運(yùn)的實(shí)際天數(shù)核減了100多萬(wàn)元的基本電費(fèi),減少了經(jīng)濟(jì)損失。

        6.2 柜門不能閉合

        根據(jù)設(shè)計(jì)要求,當(dāng)主變?cè)鋈莺?,運(yùn)行電流將變大,原柜間母線橋和柜內(nèi)母線橋均不能滿足要求,需將母線規(guī)格由2TMY-120×10型更換為3TMY-125×10型。

        進(jìn)行改造時(shí)發(fā)現(xiàn),若使用原開(kāi)關(guān)柜不能滿足工期和開(kāi)關(guān)柜施工工藝要求,因此需對(duì)開(kāi)關(guān)柜進(jìn)行更換。為滿足工期要求,減少停電造成的經(jīng)濟(jì)損失,只保留少部分價(jià)值較高、安裝簡(jiǎn)便的附件。

        開(kāi)關(guān)柜就位并進(jìn)行附件安裝后,發(fā)現(xiàn)因開(kāi)關(guān)狀態(tài)顯示器、保護(hù)裝置、電度表等附件尺寸與原開(kāi)關(guān)柜尺寸不匹配,造成柜門不能閉合,導(dǎo)致灰塵和濕氣易進(jìn)入柜內(nèi),威脅保護(hù)裝置、電度表、狀態(tài)顯示器的安全運(yùn)行。

        6.3 主變重量與基礎(chǔ)的關(guān)系

        變壓器增容后,其重量也有所增加,此時(shí)需考慮原有基礎(chǔ)是否滿足新變壓器的要求,是否需要重注或加注等。但重注或加注都需要20多天才能確保變壓器就位,對(duì)工期有很大影響,所以要事先將變壓器基礎(chǔ)重注或加注事宜計(jì)劃周全,以確保工程按期順利完成。

        6.4 多單位配合協(xié)調(diào)

        該工程未采用總承包的形式,業(yè)主需要協(xié)調(diào)與設(shè)計(jì)院、監(jiān)理公司、施工單位、多個(gè)廠家及省市電力公司的多個(gè)部門之間的關(guān)系。

        此次增容改造工程遠(yuǎn)動(dòng)信息(主變高、低壓側(cè)的有功功率、無(wú)功功率、電流和主變分接頭位置信號(hào)等)的采集、處理仍由站內(nèi)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)完成,并經(jīng)站內(nèi)已有調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)設(shè)備,以網(wǎng)絡(luò)方式遠(yuǎn)傳至調(diào)度端。

        為接收××220 kV變電站的遠(yuǎn)動(dòng)、保護(hù)等信息,調(diào)度端需進(jìn)行主站數(shù)據(jù)庫(kù)修改、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)并新增硬件接口等工作。因此,該工程為省調(diào)、備調(diào)、地調(diào)調(diào)度端各開(kāi)設(shè)1套軟硬件接口。

        ××220 kV變電站作為電力調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入點(diǎn),按照雙平面要求,配備調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)接入設(shè)備2套,以完成遠(yuǎn)動(dòng)實(shí)時(shí)信息、保護(hù)信息子站等信息的網(wǎng)絡(luò)傳輸,滿足電網(wǎng)調(diào)度在正常運(yùn)行和應(yīng)急狀態(tài)下對(duì)生產(chǎn)控制數(shù)據(jù)安全可靠傳輸?shù)囊?。安裝完成后,需對(duì)業(yè)主變電站與電力公司調(diào)度數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)調(diào)試。由于在工程計(jì)劃里未考慮此項(xiàng)內(nèi)容,未能提前與電力公司進(jìn)行溝通協(xié)調(diào),延誤了工期。由此可知,在多單位配合完成的工程項(xiàng)目管理中,只有良好的溝通才能保證項(xiàng)目的順利實(shí)施。

        6.5 資料整理

        在施工過(guò)程中,需要對(duì)原始資料進(jìn)行收集和整理,以便于日后的設(shè)備管理和運(yùn)行維護(hù)。在電力公司驗(yàn)收時(shí),需要提供施工圖紙、監(jiān)理合同、竣工驗(yàn)收?qǐng)?bào)告等資料,并與電力公司簽訂調(diào)度協(xié)議、供用電合同、電費(fèi)分次付款協(xié)議等文件。要確保設(shè)備合格證的收集完全,以備電力部門送電驗(yàn)收。

        6.6 避免重復(fù)結(jié)算費(fèi)用

        設(shè)備采購(gòu)時(shí),要明確安裝費(fèi)、運(yùn)輸費(fèi)、調(diào)試費(fèi)等內(nèi)容,以免造成費(fèi)用重復(fù)結(jié)算。如:明確變壓器廠家負(fù)責(zé)變壓器的運(yùn)輸和安裝就位。該工程中廠家采用運(yùn)輸防振儀以檢測(cè)變壓器運(yùn)輸中的振值是否合格,因此可不再請(qǐng)其他單位來(lái)進(jìn)行就位和運(yùn)輸振動(dòng)測(cè)試,以免重復(fù)結(jié)算費(fèi)用。

        6.7 增加施工費(fèi)用

        由于對(duì)施工工作量考慮不全面,易在施工過(guò)程中出現(xiàn)臨時(shí)增加施工量和施工費(fèi)用的情況。業(yè)主只有和施工單位進(jìn)行溝通,協(xié)調(diào)一致,才能保證工程按期順利完成。

        6.8 差動(dòng)保護(hù)CT極性測(cè)試

        正常運(yùn)行及外部故障時(shí),流過(guò)差動(dòng)繼電器的電流為變壓器兩側(cè)電流互感器(CT)的勵(lì)磁電流之差,即不平衡電流,一般不超過(guò)額定電流的2 %~10 %。但當(dāng)變壓器空載投入或電壓恢復(fù)時(shí),會(huì)出現(xiàn)數(shù)值很大的勵(lì)磁電流,可達(dá)到額定電流的6~10倍。

        在該工程中,重新安裝低壓側(cè)電流互感器后未進(jìn)行極性測(cè)試,流過(guò)差動(dòng)保護(hù)繼電器的電流為兩側(cè)電流互感器的勵(lì)磁電流之和,比正常投入值大。由于變壓器空載投入,勵(lì)磁電流更大,超過(guò)了差動(dòng)保護(hù)定值,保護(hù)誤動(dòng)跳開(kāi)雙側(cè)開(kāi)關(guān)。經(jīng)調(diào)試人員對(duì)差動(dòng)保護(hù)電流互感器測(cè)試極性和電流互感器二次校線,變壓器順利送電成功。

        因此,二次回路安裝改造后,必須嚴(yán)格測(cè)試差動(dòng)保護(hù)電流互感器電流向量,并測(cè)試不平衡電流,確認(rèn)二次回路接線正確后才能投入運(yùn)行,以免造成差動(dòng)保護(hù)誤動(dòng)。

        1 中國(guó)航空工業(yè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院.工業(yè)與民用配電設(shè)計(jì)手 冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2005.

        2 陳慈萱.電氣工程基礎(chǔ)(下冊(cè))[M].北京:中國(guó)電力出版社, 2004.

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