國(guó)網(wǎng)甘肅省電力公司天水供電公司 卜世龍 代曉娟 袁 順

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，電網(wǎng)的更新與升級(jí)也在持續(xù)推進(jìn)，新建和擴(kuò)建的變電站也在不斷投入使用，產(chǎn)生了大量老舊報(bào)廢的物資，且一些物資并沒(méi)有隨著壽命而退役。但由于更新和升級(jí)，使老舊的電氣設(shè)備不能與新的變電站和網(wǎng)架相適應(yīng)。35kV 變電站是配電網(wǎng)絡(luò)的重要組成部分，它離負(fù)荷很近，若負(fù)荷變化快、其被改造的頻率就會(huì)增加，35kV 電力變壓器也是因改造后而淘汰較快的物資。由于不存在使用周期短的可動(dòng)部件，且其鐵芯和銅導(dǎo)線的高保持率，故報(bào)廢35kV變壓器的整體完成率高，回收的經(jīng)濟(jì)效益也更高。

國(guó)網(wǎng)35kV 已淘汰的變壓器采取了階梯使用的方法，即將其轉(zhuǎn)移到有必要的變電站中進(jìn)行投運(yùn)。通過(guò)這樣的方法可增加材料的使用，但還有下列問(wèn)題：由于老式變壓器能量消耗大，不適宜新建變電站。其能源消耗指數(shù)與購(gòu)買新的變壓器相比很有可能得不償失。由于老式變壓器數(shù)據(jù)不完整，二次接口常模糊不清，給切換到新的變電所時(shí)造成了很大困難，經(jīng)常要對(duì)線路進(jìn)行調(diào)整，且一些舊的變壓器界面與現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)并不相符。老變壓器由于使用時(shí)間久了很有可能會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，如不進(jìn)行吊芯大修就會(huì)造成安全隱患，造成設(shè)備失效。

近年來(lái)，我國(guó)電力企業(yè)推出了大量的變壓器檢修延壽、增容業(yè)務(wù)，如ABB 合肥變壓器服務(wù)有限公司就建議將變壓器進(jìn)行深度清洗、深度探傷優(yōu)化及再次纏繞線圈，采用一種新的絕緣紙張來(lái)增加變壓器的體積以減少能量消耗，從而從本質(zhì)上改善了變壓器的壽命。但這樣改裝有一個(gè)弊端，就是要把變壓器送到生產(chǎn)廠家且價(jià)格昂貴，其成本相當(dāng)于買一臺(tái)新變壓器。還有一些廠家則是將其硅鋼板和銅絲直接拆卸并進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)回收，按照原料貶值程度、變壓器制造廠將新建一臺(tái)新的變壓器，并按新、老價(jià)格進(jìn)行補(bǔ)償。這種方法的再使用對(duì)材料的損耗較大[1]。

1 35kV 變壓器技術(shù)的應(yīng)用、推廣和帶來(lái)的效益及項(xiàng)目理論、實(shí)踐依據(jù)

將35kV 的變壓器包裝為35kV 的移動(dòng)變電車，只需對(duì)已淘汰變壓器進(jìn)行一定的改裝和維修即可達(dá)到35kV 的移動(dòng)變電站的全部功能，且總投入相對(duì)較少。本科技項(xiàng)目以S11-2000 35±2×2.5%/10kV變壓器改造和封裝移動(dòng)站為例進(jìn)行了簡(jiǎn)單的改造和落實(shí)，同時(shí)完成了35kV 的變壓器改造成移動(dòng)車的設(shè)計(jì)工作，并編制了整套設(shè)計(jì)方案和試驗(yàn)方案。在完成全部的設(shè)計(jì)方案和試驗(yàn)改造工藝后，可在國(guó)網(wǎng)公司的運(yùn)維維修技術(shù)改造工程中得到推廣，其應(yīng)用潛力巨大，技術(shù)上也有一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

直接效益：變壓器的高效回收可增加設(shè)備的剩余價(jià)值和利用率，35kV 移動(dòng)變電車是供電公司急需的維修物資，節(jié)約了購(gòu)買資金，具有可觀的經(jīng)濟(jì)效益[2]；間接效益：改裝為移動(dòng)變電車應(yīng)用于舊站的改建及緊急維修，使配電網(wǎng)絡(luò)可靠性得到了改善，縮短了故障維修周期，對(duì)確保變電裝置的安全運(yùn)行和可靠供電具有不可估量的直接經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。改裝而來(lái)的移動(dòng)變電車與35kV 的臨時(shí)供電地點(diǎn)相鄰，省去了10kV 輸電線路的投入，節(jié)省了電網(wǎng)的投入，在最短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)了負(fù)載的投入，實(shí)現(xiàn)了電能的最大化。

變壓器通過(guò)電磁感應(yīng)方式把一種電壓轉(zhuǎn)換成另外一種電流。簡(jiǎn)單的雙繞組變壓器由兩組繞制而成，分別是初級(jí)線圈和次級(jí)線圈。當(dāng)初級(jí)線圈通上AC電流時(shí)，變壓器鐵芯會(huì)形成一個(gè)交變磁場(chǎng)，次級(jí)線圈則會(huì)有一個(gè)感應(yīng)的電位，變壓器繞組的匝數(shù)比率與電壓比率相等。變壓器是由鐵芯、線圈、調(diào)壓開(kāi)關(guān)、油枕、氣體繼電器、呼吸器、壓力釋放閥、散熱器、套管、溫度計(jì)、油位計(jì)等零部件組成，本項(xiàng)目計(jì)劃再利用的變壓器是35kV 雙繞組電力變壓器。

近年來(lái)，由于技術(shù)和結(jié)構(gòu)的不斷改進(jìn)變壓器的功耗不斷降低，但由于其基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的限制，技術(shù)性能已達(dá)到極限。這也是為什么只要稍加改裝就可將一臺(tái)變壓器變成一臺(tái)移動(dòng)變壓器的關(guān)鍵所在。實(shí)質(zhì)上這兩種變壓器的電性能基本一樣，只是在構(gòu)造上有所不同[3]。

某電力公司在35kV 移動(dòng)型變電站的投標(biāo)中，經(jīng)過(guò)對(duì)該變電站的結(jié)構(gòu)進(jìn)行詳細(xì)分析，將其與傳統(tǒng)的變電所進(jìn)行比較，提出一種可將其進(jìn)行簡(jiǎn)單改造、使之成為一種可移動(dòng)的變壓器。針對(duì)目前我國(guó)35kV變電車的大量改造，選擇了一種更經(jīng)濟(jì)、更持久的全室外開(kāi)放式組合開(kāi)關(guān)，二次屏的整體設(shè)計(jì)則是室外的，尤其適用于低費(fèi)用的變壓器回收。此方案的類似方案已在諸多的移動(dòng)站中交建35kV 隧道盾構(gòu)機(jī)專用移動(dòng)站投入使用，為今后科學(xué)發(fā)展提供借鑒，以實(shí)現(xiàn)35kV 變電站的實(shí)際應(yīng)用需求。

ABB 中國(guó)有限公司率先進(jìn)入了移動(dòng)站領(lǐng)域，形成了110kV 變電車、35kV 變電車、35kV 配電車、10kV 配電車的1代4標(biāo)準(zhǔn)車的產(chǎn)品體系。在最近5年內(nèi)還引進(jìn)了兩個(gè)2標(biāo)準(zhǔn)車產(chǎn)品體系，分別是110/35/10變電車和35/10kV 切換電壓配電車。在后期的研究中進(jìn)一步借鑒有關(guān)公司的技術(shù)成果，以增強(qiáng)其在實(shí)踐中的應(yīng)用[4]。

2 項(xiàng)目研究與實(shí)施

對(duì)變壓器的移動(dòng)改裝主要包括：制定變壓器吊芯大修方案、改造變壓器的油箱清洗和套管出線方案、變壓器結(jié)構(gòu)加固方案、變壓器散熱小型化、降低油枕高度的方案、變壓器改造后驗(yàn)證出廠的試驗(yàn)方案；有關(guān)改裝后的變壓器總裝配為移動(dòng)站的具體情況是：一次設(shè)計(jì)和設(shè)備選型、車輛的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、二次設(shè)計(jì)、輔助系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、外接口和負(fù)荷傳遞的方案、移動(dòng)基站的使用與維護(hù)。

2.1 研究方案

變壓器改造技術(shù)調(diào)研。通過(guò)走訪和調(diào)查了解變壓器的生產(chǎn)廠家，確定其改造的可能性，完善改造技術(shù)；編寫變壓器改造方案設(shè)計(jì)文件，調(diào)查范圍要廣泛，方案要具備一定的通用性和實(shí)用性；35kV移動(dòng)變電車方案調(diào)研和選定。移動(dòng)變方案的選定須考慮到生產(chǎn)廠商的實(shí)際情況，結(jié)合實(shí)際的使用需求，加強(qiáng)變電車獨(dú)立運(yùn)行的性能。提高移動(dòng)變電車的靈活性；編寫35kV 變電車方案設(shè)計(jì)文件。設(shè)計(jì)文件的準(zhǔn)確性要符合施工設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，并能按照交工標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理，從而保證對(duì)今后的工作有一定的參考價(jià)值。

編寫移動(dòng)站運(yùn)維手冊(cè)和招標(biāo)技術(shù)規(guī)范等。移動(dòng)變壓器的投運(yùn)注意事項(xiàng)和定期維護(hù)的注意事項(xiàng)，特別是在運(yùn)行中如何精簡(jiǎn)實(shí)驗(yàn)程序，以及怎樣使移動(dòng)站更快、更安全地投運(yùn)，需本項(xiàng)目給予落實(shí)。招標(biāo)技術(shù)規(guī)范應(yīng)具有較高的可操作性，并可清楚地規(guī)定改造的加工工作范圍和工作方法。加強(qiáng)文件的可操作性；關(guān)于老舊變壓器改裝移動(dòng)變電車的相關(guān)專利申請(qǐng)，提交材料；科技項(xiàng)目驗(yàn)收。

研究?jī)?nèi)容及工作量如下：調(diào)研和收資變壓器廠和甘肅省計(jì)劃退運(yùn)的35kV 變壓器/1個(gè)月、調(diào)研移動(dòng)變廠家/1個(gè)月、設(shè)計(jì)變壓器的改造方案/3個(gè)月、設(shè)計(jì)35kV 變電車方案/3個(gè)月、編寫專利申請(qǐng)和匯報(bào)材料/3個(gè)月、驗(yàn)收/1個(gè)月。開(kāi)發(fā)內(nèi)容及工作量如下：研發(fā)退役變壓器的改造方案，定型，方案需具備廣泛的適用性/3個(gè)月、研發(fā)便攜式無(wú)線智能局放帶電檢測(cè)儀/2個(gè)月、局放信息診斷APP（含遠(yuǎn)端數(shù)據(jù)監(jiān)視存儲(chǔ)平臺(tái)）的研發(fā)/3個(gè)月。

2.2 設(shè)計(jì)方案

變壓器外形和結(jié)構(gòu)改造設(shè)計(jì)方案：變壓器外形應(yīng)符合移動(dòng)站的運(yùn)輸要求，且要基于甘肅省電力公司目前運(yùn)行條件給出的方案，變壓器改造方案不可脫離甘肅省，以達(dá)到控制成本的目的；移動(dòng)變的設(shè)計(jì)需保證移動(dòng)變可獨(dú)立運(yùn)行：35kV 移動(dòng)變電車應(yīng)結(jié)合變壓器和變壓器兩側(cè)的組合電氣開(kāi)關(guān)和主變保護(hù)遠(yuǎn)動(dòng)所用變電車等裝置，保證35kV 變電站不需要與其他控制纜線相連就可正常工作。

移動(dòng)站方案應(yīng)為低成本方案：所選擇的裝備如二次屏均為室外設(shè)施，移動(dòng)變車體上無(wú)貨箱構(gòu)造，全室外的設(shè)計(jì)能有效地減少造價(jià)。外部界面應(yīng)規(guī)范化，在價(jià)格方面有著顯著的優(yōu)越性；完善輔助系統(tǒng)。為提升移動(dòng)式變電站使用效率，要做好移動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)連鎖系統(tǒng)保證開(kāi)關(guān)設(shè)備的功能，利用繼電保護(hù)器做好開(kāi)關(guān)的測(cè)控功能。還可通過(guò)智能監(jiān)控系統(tǒng)提高監(jiān)測(cè)效率，釋放檢測(cè)勞動(dòng)力。通過(guò)建立通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)靈活的信號(hào)傳遞方式。

2.3 預(yù)期目標(biāo)和成果形式

達(dá)成的目標(biāo)：提高老舊35kV 變壓器的回收利用價(jià)值，降低物資浪費(fèi)。對(duì)老舊的變壓器改造為移動(dòng)變專用抗振變壓器進(jìn)行了技術(shù)論證，并對(duì)其進(jìn)行方案的編制，對(duì)今后的電力設(shè)備回收利用工作具有一定的參考價(jià)值。為適應(yīng)實(shí)際應(yīng)用需求而改造成的移動(dòng)站，必須保證該方案的可行性。35kV 移動(dòng)式變電站應(yīng)具備單獨(dú)操作的能力，增加其應(yīng)用的靈活性，拓展其應(yīng)用范圍，改善電網(wǎng)的供電可靠性。保證老舊變壓器改造封裝35kV 移動(dòng)站的價(jià)格低于市場(chǎng)上同類產(chǎn)品。確保編寫的招標(biāo)技術(shù)規(guī)范書、運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)、變壓器改造工藝方案具有普適性，便于在落實(shí)的項(xiàng)目立項(xiàng)、招標(biāo)、采購(gòu)、運(yùn)維等工作中能快速推廣及應(yīng)用，迅速激活物資。

轉(zhuǎn)化成果：清晰地表述研究成果的方式，理論研究報(bào)告、全套設(shè)計(jì)制造技術(shù)、實(shí)用裝置或軟件等，成果提供的方式可被其他研究人員所了解，從而實(shí)現(xiàn)該成果的使用權(quán)具有可轉(zhuǎn)移性。變壓器改造設(shè)計(jì)圖紙1套、說(shuō)明1套，移動(dòng)變壓器設(shè)計(jì)圖紙1套、運(yùn)行維護(hù)手冊(cè)1套，實(shí)用新型專利1項(xiàng)，發(fā)表科技論文1篇。

確定轉(zhuǎn)化內(nèi)容：該項(xiàng)目的成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用工作是由某供電公司發(fā)展策劃部進(jìn)行的，資金是由某電力公司提供。在日后的項(xiàng)目立項(xiàng)、招標(biāo)、采購(gòu)中應(yīng)用該科技項(xiàng)目的成果，并將其推廣到省、市公司。變壓器有效再利用退役物資，節(jié)約了采購(gòu)35kV 移動(dòng)變的成本，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)由于移動(dòng)變壓器成本大幅度下降，且方案優(yōu)化有利于移動(dòng)變的廣泛推廣和使用，加強(qiáng)了配網(wǎng)供電的可靠性、社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益。

3 項(xiàng)目承擔(dān)單位的條件

本項(xiàng)目組的成員是由高素質(zhì)水平的技術(shù)骨干組成，主要負(fù)責(zé)公司的管理、生產(chǎn)、運(yùn)營(yíng)、安監(jiān)等各個(gè)方面的理論研究和實(shí)踐工作，并定期進(jìn)行技術(shù)交流與研討，提高隊(duì)伍的技術(shù)和管理能力。本項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)的所有人員都在電力系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)技術(shù)方面進(jìn)行了多年科研工作。在技術(shù)革新的進(jìn)程中，公司發(fā)揮了自己研發(fā)的軟件和軟件研發(fā)力量，使全體技術(shù)員工尤其是基層技術(shù)工人的工作熱情得到了有效地發(fā)揮，開(kāi)展了技術(shù)攻關(guān)，解決了實(shí)際問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定目的。所有承擔(dān)單位都應(yīng)該具備與本項(xiàng)目相關(guān)的工作業(yè)績(jī)、實(shí)驗(yàn)室條件、理論研究環(huán)境。

關(guān)于本項(xiàng)目的工作業(yè)績(jī)。本項(xiàng)目組擁有資深的專業(yè)知識(shí)和類似科技項(xiàng)目的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，課題團(tuán)隊(duì)已有十多年的輸變電設(shè)備運(yùn)行檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)，長(zhǎng)期從事輸變電電力設(shè)備的運(yùn)維研究工作，且團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人擁有國(guó)家電網(wǎng)公司或省級(jí)重大科技工程的執(zhí)行工作經(jīng)歷，在項(xiàng)目中有很好的組織和協(xié)調(diào)作用，確保工程技術(shù)計(jì)劃的正確、可行，確保工程的成功。

實(shí)驗(yàn)室條件。公司具備電氣設(shè)備操作維修場(chǎng)所、變壓器維修場(chǎng)所、各類高電壓測(cè)試儀器等，鑒于該項(xiàng)目未專門生產(chǎn)移動(dòng)變，因此公司目前的檢測(cè)測(cè)試環(huán)境將是該公司對(duì)該變壓器生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行檢驗(yàn)的前提。公司建立了一個(gè)占地30平方米的聯(lián)合設(shè)計(jì)辦公司，擁有電腦、打印機(jī)等各種軟硬件設(shè)施，可讓合作廠家和科研工作者同時(shí)工作，加快產(chǎn)品的實(shí)施，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的轉(zhuǎn)化；理論研究環(huán)境。該項(xiàng)目的承擔(dān)單位多年從事與變壓器物資管理有關(guān)的一線工作，具有豐富的現(xiàn)場(chǎng)工作經(jīng)驗(yàn)。該項(xiàng)目的團(tuán)隊(duì)人員既了解與本項(xiàng)目相關(guān)的專業(yè)理論，又能提供一些富有建設(shè)性的意見(jiàn)。該項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)根據(jù)工作方案和理論觀點(diǎn)，遵循理論與實(shí)踐的基本原理，保證了該項(xiàng)目的理論研究工作的順利進(jìn)行。

綜上，電力企業(yè)在開(kāi)展變壓器改建工程改建過(guò)程中，要充分結(jié)合經(jīng)濟(jì)做好變壓器利舊工作。在改造過(guò)程中要區(qū)分變壓器使用情況，從現(xiàn)狀出發(fā)，以相關(guān)理論和節(jié)約經(jīng)濟(jì)為基礎(chǔ)，在項(xiàng)目開(kāi)展前做好理論研究。在實(shí)施階段要做好開(kāi)發(fā)計(jì)劃、明確工作目標(biāo)，從不同角度開(kāi)展研究工作，保證項(xiàng)目各方利益，促進(jìn)相關(guān)技術(shù)發(fā)展。