蘇州蘇能集團(tuán)有限公司新吳城工程分公司 吳 疆 徐 琮 章佳辰

某大型電力工程項(xiàng)目涉及建設(shè)一個(gè)新的變電站以滿足城市不斷增長(zhǎng)的電力需求，其中包括安裝兩臺(tái)500kV 變壓器和一套GIS設(shè)備。對(duì)于變壓器的安裝調(diào)試，筆者所在施工團(tuán)隊(duì)先進(jìn)行了詳細(xì)的規(guī)劃和準(zhǔn)備工作，與電力設(shè)備制造商密切合作，確?；A(chǔ)施工符合變壓器的尺寸和重量要求。同時(shí)安排了專業(yè)的吊裝設(shè)備和團(tuán)隊(duì)，確保變壓器的安全吊裝。在安裝過程中，按照制造商提供的圖紙和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了精確的位置擺放和接線。通過連接冷卻系統(tǒng)，確保所有的接線牢固可靠。

GIS 設(shè)備的安裝調(diào)試也是一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。施工團(tuán)隊(duì)根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙和設(shè)備要求，將GIS 設(shè)備進(jìn)行布置和安裝，并連接各個(gè)電氣部件，確保所有的接線正確無誤。在安裝過程中，還進(jìn)行了絕緣測(cè)試和耐壓試驗(yàn)，以確保設(shè)備的絕緣性能和電氣安全。本文對(duì)此次施工中變壓器和GIS 設(shè)備安裝調(diào)試技術(shù)進(jìn)行總結(jié)以供參考。

1 變壓器安裝調(diào)試分析

1.1 變壓器原理分析

變壓器屬于一種交流電轉(zhuǎn)換的電氣設(shè)備，通過對(duì)交流電壓和交流電能的應(yīng)用，將其轉(zhuǎn)換成其他的交流電壓電能，從而保持著一樣的輸出頻率。在控制交流電壓和交流電能的過程中，變壓器磁芯尺寸從中發(fā)揮了較大的作用，具體表現(xiàn)形式可以分為以下兩種。

一是根據(jù)磁芯所傳遞的能量，通過對(duì)能量的判斷去選擇合適的磁芯，具體內(nèi)容見表1。

表1 電壓輸出功率與磁芯尺寸關(guān)系表

二是通過計(jì)算方式來完成，計(jì)算時(shí)需要完成對(duì)單繞組的設(shè)置，繞組添加后，其磁芯尺寸也需要相應(yīng)增加，具體表現(xiàn)公式為：

其中，Ap 表示磁芯尺寸，Pout 變壓器輸出功率（W），dw 表示繞組導(dǎo)線截面 （cm2），Bmax 表示最大工作磁力密度（T），f 表示電壓實(shí)際輸出功率（Hz）。除對(duì)尺寸進(jìn)行計(jì)算外，還需要對(duì)磁芯的氣隙以及電壓誤差完成其計(jì)算，具體計(jì)算公式為：，其中：Lgap 表示磁芯氣隙量，Lpri 表示時(shí)間（H），Lpk 表示開關(guān)工作頻率（Hz），Ae 表示磁芯有效截面積（cm2）,Bmax表示磁芯實(shí)際重量（g）。

其中：BVsn%表示輸出端電壓誤差精度（%），Vsn 表示相應(yīng)輸出電壓值（V），Nsn 表示計(jì)算相應(yīng)電壓匝數(shù)（V）。在變壓器的影響下，內(nèi)部多設(shè)備會(huì)逐漸組合在一起，形成更加具體的電壓系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離輸電的同時(shí)，可不斷減少線路損耗，提高其經(jīng)濟(jì)效益。為此需要通過合理的操作流程，使變壓器安全穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的分配、傳輸及使用，具體操作流程包括：設(shè)備點(diǎn)件檢查、變壓器二次搬運(yùn)、變壓器穩(wěn)裝、附件安裝、變壓器吊芯檢查及交接實(shí)驗(yàn)、送電前的檢查、送電運(yùn)行驗(yàn)收。

1.2 變壓器就位及注油保護(hù)

變壓器就位通常以吊裝的方式進(jìn)行。完成對(duì)變壓器的吊裝后，需要控制好變壓器實(shí)際安裝方向，保證變壓器套管出線長(zhǎng)度能夠滿足變壓器功能需求，對(duì)于變壓器尺寸范圍也需要進(jìn)行合理的選擇。完成變壓器的就位準(zhǔn)備工作后，對(duì)變壓器中心位置及出線方向進(jìn)行調(diào)整，保證其滿足實(shí)際功率需求。完成以上設(shè)計(jì)要求后，再利用其他固定設(shè)備將變壓器固定好，防止變壓器出現(xiàn)安裝偏移的現(xiàn)象。

此外還需要對(duì)變壓器氣體安裝高度進(jìn)行調(diào)整，最少要有2%的調(diào)整高度，氣體高度一旦上升，電力系統(tǒng)油箱內(nèi)中的氣體會(huì)逐漸流向繼電器中，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器電能的轉(zhuǎn)換。另外在變壓器就位之前，為防止出現(xiàn)質(zhì)量問題，需要仔細(xì)詢問廠家所生產(chǎn)的變壓器是否設(shè)置了傾斜度，如果變壓器傾斜度調(diào)整效果較低，需要提前完成對(duì)鋼軌的埋入，或者在變壓器底部提高氣體[1]。

當(dāng)變壓器就位后，不能直接對(duì)變壓器進(jìn)行安裝調(diào)試，而是需要其進(jìn)行注油保護(hù)處理，防止對(duì)變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響。變壓器就位后如果無法在短時(shí)間內(nèi)快速完成安裝處理，且需要防止電力變壓器受潮現(xiàn)象的出現(xiàn)，需要在電力變壓器內(nèi)部注入一定量的“變壓器油”，同時(shí)為達(dá)到良好的保護(hù)效果，需要特別重視對(duì)油面的控制，油面高度要超過鐵芯的高度?；蛘咴谧儔浩鲀?nèi)進(jìn)行氮?dú)馓幚?，?duì)氮?dú)猱a(chǎn)生的壓力進(jìn)行良好控制。

1.3 套管安裝

套管安裝可分為兩種：一種是低壓套管安裝，另一種是高壓套管安裝。低壓套管安裝需要將低壓套管周圍入孔蓋進(jìn)行卸除，之后在套管上安裝好橡皮圈及壓圈，其目的是防止套管表面出現(xiàn)嚴(yán)重的破損現(xiàn)象。之后將套管緩慢放入孔蓋里，通過對(duì)低壓繞組的引出，將電阻直接與套管頂端進(jìn)行連接，從而完成對(duì)引出線位置的調(diào)整。設(shè)置時(shí)要求與箱壁保持一定的距離，后續(xù)再設(shè)置其套管壓件，將其固定在箱蓋頂部。在高壓套管安裝過程中，比較常用的是電容式套管形式，安裝前，需要提前將套管周圍臨時(shí)蓋板進(jìn)行拆卸，拆卸完成后在原有基礎(chǔ)上設(shè)置電流互感器及升高座。

蓋板拆卸完成后需要完成對(duì)絕緣筒的設(shè)置，要求絕緣筒設(shè)置方向與高壓套管安裝保持一致，而電流互感器中放氣位置與電流互感器升高位置應(yīng)保持一致。最后在進(jìn)行吊套的過程中，需要提前將套管頂部接線頭和均壓罩卸下，并在其周圍設(shè)置密封墊和密封螺帽。另外，在安裝時(shí)，要特別重視設(shè)備的應(yīng)用，與電氣安裝之間形成更加緊密的配合。安裝之前緩慢將引線放入套管內(nèi)，當(dāng)套管內(nèi)影響下沉?xí)r，掉落到應(yīng)力椎后，需要保護(hù)好應(yīng)力錐，確保其直接進(jìn)入套管內(nèi)，逐漸減少應(yīng)力錐的受力情況。而套管安裝到指定位置后，需要將其直接與固定銷進(jìn)行連接，最終保持良好的安裝效果[2]。

1.4 變壓器調(diào)試

變壓器調(diào)試可分為兩部分。一是對(duì)變壓器吊罩進(jìn)行檢查。現(xiàn)如今許多變壓器生產(chǎn)商為確保電力變壓器能夠穩(wěn)定運(yùn)行，減少外部環(huán)境因素帶來的影響，都會(huì)對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行優(yōu)化處理，而吊罩檢查就是優(yōu)化處理中的一部分。檢查過程中主要對(duì)氮?dú)馀欧胚M(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)變壓器內(nèi)部填充氮?dú)馇易龊闷鸬跆幚砗螅瑫?huì)通過專門的壓力進(jìn)行釋放，實(shí)現(xiàn)對(duì)油箱內(nèi)部壓力的完全釋放，之后將變壓器放置在空氣中進(jìn)行暴露處理，處理時(shí)間控制在10～15min 之間，經(jīng)過空氣暴露處理后，變壓器內(nèi)的氮?dú)鈺?huì)不斷進(jìn)行擴(kuò)散。如果變壓器內(nèi)注入大量的油，需要技術(shù)人員在進(jìn)行處理的時(shí)，將變壓器內(nèi)產(chǎn)生的油全部排放干凈，以此減少變壓器芯部在空氣中的暴露時(shí)間，在此過程中需要不斷提高放油速度。

如某電力公司計(jì)劃安裝一座新的500kV 變電站，需對(duì)多臺(tái)變壓器進(jìn)行調(diào)試，在安裝過程中，施工人員需仔細(xì)連接變壓器的低壓側(cè)和高壓側(cè)電纜，并確保接線牢固可靠。同時(shí)還需連接冷卻系統(tǒng)，如油泵和散熱器，以確保變壓器正常運(yùn)行。完成安裝后需進(jìn)行一系列的調(diào)試和測(cè)試，包括檢查變壓器的接地情況、測(cè)量絕緣電阻和調(diào)整保護(hù)裝置等。這些測(cè)試確保了變壓器在投運(yùn)前的正常運(yùn)行和安全性。

二是做好扣罩和注油處理工作，該工作內(nèi)容也是變壓器調(diào)試工作中的重要組成部分，完成對(duì)變壓器的有效安裝后，需要按照實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)變壓器進(jìn)行不同程度的扣罩處理，并與吊罩之間保持著相同的狀態(tài)，具體可用定位棒、螺釘?shù)仍O(shè)備完成。在進(jìn)行注油工作的過程中，可從下端的注油閥開始注入，注入高度要求與鐵芯高度保持一致。另外在調(diào)試過程中，電壓要滿足相關(guān)條件。

2 GIS 設(shè)備安裝調(diào)試

2.1 GIS 設(shè)備安裝技術(shù)

GIS 設(shè)備安裝技術(shù)通常包括兩種。第一是法蘭連接方式，當(dāng)GIS 設(shè)備處于密封面和“0”型面兩種情況時(shí)，如果設(shè)備表面出現(xiàn)比較明顯的破損現(xiàn)象，需要利用相關(guān)工具對(duì)設(shè)備表面進(jìn)行拋光處理，對(duì)設(shè)備密封面進(jìn)行清潔處理，防止設(shè)備連接的不穩(wěn)定性。而在“O”型面連接過程中，必須經(jīng)過徹底的清洗才能完成連接，安裝時(shí)將“0”型圈完全套入設(shè)備的表面。第二是做好氣室抽氣和充氣的工作。一是將GIS 設(shè)備氣室內(nèi)原有的氣體完全排放干凈，使氣室內(nèi)能夠始終處于真空的狀態(tài)。通常來講GIS 設(shè)備內(nèi)包含了大量的電子模塊，且每個(gè)模塊有著專門的氣室。因此當(dāng)GIS 設(shè)備內(nèi)模塊連接完成形成一個(gè)整體后，需要立即開展抽氣操作，使模塊氣室內(nèi)能夠長(zhǎng)時(shí)間處于真空狀態(tài)。二是向氣室內(nèi)注入大量的SF6氣體，氣體填充量在150～200kPa，當(dāng)氣室內(nèi)氣體全部為SF6氣體后將進(jìn)行撿漏工作，設(shè)置好一定的額定壓力。設(shè)置額定電壓時(shí)，除了將斷路器模塊設(shè)備填充到600kPa 后，其余模塊斷路器氣室都將其填充到400kPa，并根據(jù)當(dāng)前壓力值的標(biāo)準(zhǔn)，將氣室內(nèi)的SF6氣體全部填充到正常的標(biāo)準(zhǔn)范圍。

2.2 GIS 設(shè)備調(diào)試內(nèi)容分析

2.2.1 斷路器特性及開關(guān)操作檢測(cè)

在對(duì)斷路器進(jìn)行調(diào)試的過程中，可利用相關(guān)檢測(cè)設(shè)備對(duì)斷路器的輔助回路和控制回路電阻進(jìn)行檢測(cè)，如果電阻絕緣效果大于等于2，說明該GIS 設(shè)備斷路器具有良好的絕緣效果?；蛘呖筛鶕?jù)斷路器工作時(shí)間的相關(guān)規(guī)定來進(jìn)行操作檢測(cè)，具體規(guī)定如下：合閘時(shí)間≤60ms、合閘不同期≤5ms、分閘時(shí)間≤40ms、分閘不同期≤10ms。

在開關(guān)操作試驗(yàn)過程中，需要對(duì)零壓器馬達(dá)儲(chǔ)能時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，在開展動(dòng)作調(diào)整的過程中，可對(duì)零壓器馬達(dá)開關(guān)儲(chǔ)能分閘時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，如果電流刀閘處于快速運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)，則需要對(duì)馬達(dá)分閘時(shí)間調(diào)整到0.5h 左右。完成以上操作檢測(cè)步驟后，再對(duì)操作結(jié)構(gòu)中的機(jī)械性能進(jìn)行全面檢測(cè)，并且能夠與電氣性能進(jìn)行充分比較，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)零壓器馬達(dá)儲(chǔ)能時(shí)間的調(diào)整。

2.2.2 一次回路直流電阻檢測(cè)

該檢測(cè)部分主要對(duì)GIS 設(shè)備內(nèi)導(dǎo)體連接部分性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)容包括連接頭安裝的穩(wěn)定性、連接接觸部分是否良好、是否能夠滿足額定載流要求，等等。這些檢測(cè)內(nèi)容都與GIS 設(shè)備是否能夠穩(wěn)定運(yùn)行有著極大的關(guān)聯(lián)，因此需要積極提高對(duì)其的重視程度。在一次回路直流電阻檢測(cè)中，需要采用直流壓降方式進(jìn)行測(cè)量，在測(cè)量過程中需要著重考慮設(shè)備內(nèi)出現(xiàn)多種不同的接線方式的情況，對(duì)接線過程中產(chǎn)生的誤差進(jìn)行測(cè)量，要求接線誤差范圍不得超過3%。

此外還需重視電壓的實(shí)際測(cè)量，要求電壓實(shí)際測(cè)量線能夠放置到電流輸出內(nèi)側(cè)，之后結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)設(shè)備模塊產(chǎn)生的直流電阻值進(jìn)行設(shè)置，按照實(shí)際測(cè)量范圍對(duì)模塊類型數(shù)量進(jìn)行添加。完成對(duì)直流電阻值的數(shù)據(jù)收集后，將測(cè)量得到的數(shù)據(jù)與實(shí)際累計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較分析，如果兩者數(shù)據(jù)之間的差距較小，說明該GIS 設(shè)備技術(shù)條件處于正常合理的范圍。

2.2.3 氣體密度繼電器檢測(cè)

該部分檢測(cè)內(nèi)容主要對(duì)SF6氣體繼電器與壓力之間的關(guān)系對(duì)比。在對(duì)比之前，需要對(duì)GIS 設(shè)備模塊氣室中的閥門、接頭，以及法蘭面接口進(jìn)行全面檢測(cè)，保證其良好的封閉性。檢測(cè)過程中如果發(fā)現(xiàn)材料氣密性出現(xiàn)比較嚴(yán)重的質(zhì)量問題，可采用相關(guān)檢漏儀設(shè)備對(duì)GIS 設(shè)備進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，對(duì)材料進(jìn)行更換。當(dāng)內(nèi)部設(shè)備模塊完成充氣工作后，利用檢漏儀設(shè)備將GIS 設(shè)備中的連接口進(jìn)行封閉，將設(shè)備進(jìn)行緩慢地移動(dòng)，如果設(shè)備發(fā)出報(bào)警信號(hào)，說明GIS 設(shè)備內(nèi)接口氣體存在比較嚴(yán)重的泄漏現(xiàn)象，因此需要通過報(bào)警信號(hào)對(duì)設(shè)備氣體泄漏情況進(jìn)行判斷，完成對(duì)GIS 設(shè)備的安裝后，再對(duì)每個(gè)設(shè)備元件的密封程度進(jìn)行全面檢查。

3 結(jié)語(yǔ)

變電器與GIS 設(shè)備作為當(dāng)前電力系統(tǒng)中的重要組成部分，其是否能穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)電力系統(tǒng)產(chǎn)生重要影響，為此需要重視其安裝調(diào)試工作，對(duì)設(shè)備表面及內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行全面檢查，減少其安裝隱患，防止電力系統(tǒng)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，同時(shí)重視對(duì)安裝調(diào)試技術(shù)的創(chuàng)新，改善安裝及調(diào)試流程，促進(jìn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。