特高壓晉東南變電站1號主變現(xiàn)場安裝技術(shù)

特高壓晉東南變電站1號主變現(xiàn)場安裝技術(shù)

0u3000變壓器結(jié)構(gòu)及安裝難點分析1000kv晉東南-南陽-荊門高壓交流試驗示范工程晉東南林場1號主變是我國第一個開發(fā)、應(yīng)用于項目實際的電壓伏、單鏈數(shù)據(jù)量的高壓裝置。重量：odfps-00000.01，室外三個單元的油藏在室內(nèi)，通過無載油中斷調(diào)解交流變量。該變壓器設(shè)計成獨特的分體布置結(jié)構(gòu)，由主體變、調(diào)壓(補(bǔ)償)變2臺變壓器通過復(fù)雜的電磁關(guān)系組成，二者設(shè)置單獨的油箱。晉東南變電站1號主變外形見圖1ㄢ按安裝使用說明書、施工及驗收規(guī)范、交接試驗標(biāo)準(zhǔn)的要求，同500kV常規(guī)變壓器相比，晉東南變電站1號主變的現(xiàn)場安裝在流程優(yōu)化、顆粒度控制、高壓出線裝置及高壓套管安裝、絕緣油處理、真空處理、低溫下進(jìn)行油務(wù)處理等難點。另外，晉東南變電站1號主變附件數(shù)量多，安裝量比2臺500kV變壓器大；高壓出線裝置及高壓套管尺寸大、重量大，安裝難度大大高于常規(guī)；器身內(nèi)部潔凈度控制、絕緣油處理對施工流程、現(xiàn)場環(huán)境的要求高；同時還面臨在晉東南地區(qū)-10℃以下施工的問題，更加大了絕緣油處理的難度。1帶油運(yùn)輸及升座安裝優(yōu)化后的晉東南變電站1號主變安裝流程見圖2ㄢ晉東南變電站1號主變采用主體變、調(diào)壓變分體結(jié)構(gòu)，其中本體變采取充氣運(yùn)輸?shù)姆绞?，調(diào)壓變采取帶油運(yùn)輸方式。為縮短單臺主變安裝工期，同時減輕芯檢當(dāng)天的工作壓力，施工單位針對不同運(yùn)輸方式進(jìn)行了工序優(yōu)化，通過合理增加機(jī)具、配置人員，平行開展本體變和調(diào)壓變的施工。調(diào)壓變在帶油運(yùn)輸方式下，運(yùn)輸油淹沒繞組，油面在箱頂下部200mm之上。在此情況下安裝升高座，可以確保鐵芯及繞組不露空；在芯檢前1天充干燥空氣排油，安裝聯(lián)管；注干燥空氣使壓力達(dá)到0.03MPa，以便第二天進(jìn)行芯檢及套管安裝。干燥空氣的注入速度為48000L/h，排油速度為12000L/h，干燥空氣的注入速度大于排油速度，可以維持油箱內(nèi)部正壓。同時為確保內(nèi)部壓力不至于過大，可選用垂直設(shè)計的小直徑法蘭口進(jìn)行排氣。本體變采用充氣運(yùn)輸方式，油箱內(nèi)部充0.026～0.035MPa的高純干燥氮氣。在芯檢前1天強(qiáng)充干燥空氣，安裝除高、中壓升高座及高壓出線裝置之外的其它升高座及聯(lián)管，完成干燥空氣置換氮氣的工作。由于升高座法蘭口徑較大，在打開法蘭的情況下，油箱內(nèi)部壓力下降較快，為此，需要采用輔助防塵措施，并特別注意防止異物落入油箱。通過上述工序優(yōu)化，可在較短的時間內(nèi)完成芯檢和套管安裝(主體變不超過6h，調(diào)壓變不超過4h)，提前開始抽真空，縮短露空時間，從而降低了變壓器受潮的可能性。2絕緣油處理技術(shù)2.1現(xiàn)場安裝階段，加強(qiáng)設(shè)備處理能力極限處理絕緣油時，對特高壓變壓器絕緣油在粘度、析氣性、氧化安定性、電氣性能(高擊穿電壓、脈沖擊穿電壓、低介質(zhì)損耗因數(shù))、顆粒度等方面有更高的質(zhì)量要求。表1為不同電壓等級變壓器絕緣油在注入前應(yīng)達(dá)到的指標(biāo)。表中的顆粒度指直徑范圍為5～100μm的顆粒，無100μm以上的顆粒。特高壓變壓器絕緣油的主要合格指標(biāo)大大高于500kV水平，特別是顆粒度、微水及含氣量3大指標(biāo)已接近目前油務(wù)處理設(shè)備的處理能力極限。顆粒度指存在于油品單位體積內(nèi)不同粒徑的固體微粒的數(shù)目濃度，單位為個/100ml。變壓器電壓等級和容量的提高，對油的顆粒度提出了更加苛刻的要求。顆粒度與變壓器油生產(chǎn)、儲存運(yùn)輸和變壓器箱體內(nèi)部清洗、安裝過程及注入設(shè)備前油過濾精度等環(huán)節(jié)有關(guān)?，F(xiàn)場安裝階段，控制油品雜質(zhì)顆粒污染的主要措施有：1）加強(qiáng)現(xiàn)場安裝和內(nèi)部檢查過程的清潔度管理，實行全過程防塵管理。要特別加強(qiáng)安裝現(xiàn)場環(huán)境潔凈度控制，采取鋪設(shè)砂礫、灑水、搭設(shè)防塵圍欄(防塵圍欄的高度高于變壓器本體)等措施，內(nèi)檢工作人員著防塵服、防塵帽和絕緣鞋，使用潔凈的工具，防止外界塵埃、雜質(zhì)等污染物進(jìn)入油液和設(shè)備內(nèi)部。2）最大限度地清除附件內(nèi)部污染物。附件安裝前要徹底清除表面污物，仔細(xì)清潔法蘭面、密封圈及管道口。對于冷卻器、潛油泵及聯(lián)管等清潔難度較大的附件，可進(jìn)行熱油沖洗。3）各法蘭臨時封板從拆除清洗到安裝的整個過程，應(yīng)采取可靠的防塵措施。對小尺寸法蘭可使用浴帽臨時保護(hù)。對大尺寸法蘭，應(yīng)及時采用塑料布封裝保護(hù)。4）油罐、油管在使用前應(yīng)進(jìn)行徹底地清洗，不能有金屬顆粒、銹蝕污物、油泥等雜質(zhì)。建議采用復(fù)合金屬軟管作油管，管道與管道連接采用法蘭連接，并盡量減少管道的拆接。5）注入變壓器的油必須按交接試驗標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)檢驗合格，應(yīng)使用油凈化裝置進(jìn)行脫氣、脫水及濾除雜質(zhì)等凈化處理，確保油品的潔凈。2.2發(fā)揮“三母管”全密封濾油機(jī)的作用基于特高壓變壓器對絕緣油品質(zhì)的嚴(yán)格要求，必須采用科學(xué)有效的油處理工藝，用2級以上真空濾油機(jī)。1）絕緣油處理工藝。傳統(tǒng)的單只油罐“悶罐”循環(huán)濾油工藝存在絕緣油過熱易老化的弊病。在晉東南變電站1號主變安裝工程中，本文采用圖3所示的雙油罐“倒罐”單方向濾油工藝，大大提高了現(xiàn)場絕緣油的處理效率。此工藝比常規(guī)循環(huán)濾油工藝僅需多準(zhǔn)備1只油罐。當(dāng)A油罐內(nèi)變壓器油全部過濾完注入B油罐后，改變真空濾油機(jī)油流切換閥門，將B油罐內(nèi)變壓器油通過濾油機(jī)注回A油罐。實踐證明，經(jīng)過來回2遍過濾，絕緣油各項指標(biāo)即可達(dá)到要求。這種單方向濾油工藝對處理變壓器油含水量或含氣量指標(biāo)超標(biāo)非常有效。通過總結(jié)現(xiàn)場絕緣油處理經(jīng)驗，本文采用“三母管”全密封濾油系統(tǒng)，不僅減少了現(xiàn)場拆裝管道工作量，而且能夠有效控制變壓器油的各項質(zhì)量。圖4為全密封濾油系統(tǒng)?！叭腹堋庇蛇M(jìn)油管、出油管、呼吸管、進(jìn)出油轉(zhuǎn)換裝置將濾油機(jī)、油罐、呼吸器連接成一個全密封的整體。油罐分成兩列布置，將油罐通過復(fù)合軟管連接起來，將管道與油路轉(zhuǎn)換裝置連通，再進(jìn)入濾油機(jī)；呼吸管道配置的主要原理是將所有油罐上部呼吸管連接成一個整體后，再接至大呼吸器。在現(xiàn)場絕緣油處理過程中，采用“三母管”全密封濾油系統(tǒng)，無需拆卸任何管道，僅需通過改變進(jìn)出油轉(zhuǎn)換裝置閥門狀態(tài)就可實現(xiàn)進(jìn)、出油路的改變，從而完成“倒罐”過濾。密封系統(tǒng)的主要優(yōu)勢就是減少現(xiàn)場換管道工作量，從而減少因換管道而使空氣、潮氣進(jìn)入。2）絕緣油處理設(shè)備的要求?；谔馗邏鹤儔浩鲗俊⒑瑲饬?、顆粒度指標(biāo)的要求，變壓器油處理設(shè)備必須采用2級以上真空濾油機(jī)，要求配置5μm精度以上的濾芯。真空濾油機(jī)必須具備如下功能：(1)同時具有真空濾油與注油功能。(2)進(jìn)油泵、排油泵的流量和揚(yáng)程必須與濾油機(jī)凈油能力和過濾系統(tǒng)的阻力(通過壓力)相匹配。(3)具有強(qiáng)勁的真空提升能力，以適應(yīng)油箱的大容積、高真空度。(4)具有全自動運(yùn)行功能，適應(yīng)長期連續(xù)不間斷運(yùn)轉(zhuǎn)要求。(5)采用自動跟蹤調(diào)速變流技術(shù)。為避免油泵或供油電磁閥的頻繁啟停造成斷流與過沖、油泵頻繁供油不足、磨擦加劇、局部過熱而產(chǎn)生乙炔和過急的油流產(chǎn)生的流動帶電現(xiàn)象，濾油機(jī)的自動油路不應(yīng)再采用全開全關(guān)的泵或閥。(6)濾油機(jī)應(yīng)有再循環(huán)閥，以方便調(diào)節(jié)注油流速和提升注油壓力。(7)為防止抽真空時麥?zhǔn)秸婵沼嫷乃y進(jìn)入變壓器器身，宜使用數(shù)字式或指針式真空計。另外，在現(xiàn)場處理顆粒度指標(biāo)時，可以考慮在真空濾油機(jī)出口側(cè)串接精濾器加快顆粒度達(dá)標(biāo)，該精濾器有3級濾芯，其中1級濾芯精度為10μm,2級濾芯精度為5μm,3級濾芯精度在0.5μm以上。這樣，變壓器油經(jīng)過真空濾油機(jī)進(jìn)行第1道過濾后，再通過精濾器加快顆粒度達(dá)標(biāo)，實踐證明，精濾器的使用可縮短過濾油的時間。3真空抽真空條件若要使特高壓變壓器內(nèi)部絕緣材料的含水量達(dá)到0.3%的控制值，根據(jù)紙含水量和周圍水蒸汽的平衡關(guān)系曲線，在20℃下，變壓器箱體內(nèi)真空殘壓應(yīng)小于13Pa，這就要求：1）真空系統(tǒng)(包括真空泵、管道、閥門和表計)的極限真空度必須小于10Paㄢ2）所有將與油接觸的絕緣體和金屬表面(包括片式散熱器)或其它固體表面(如下瓷套)均要在抽真空的范圍之內(nèi)。3）在抽真空的過程中，應(yīng)隨時檢查和處理滲漏。當(dāng)真空度達(dá)到實際可能的殘壓后(真空殘壓不大于13Pa)，必須在真空泵繼續(xù)運(yùn)行的條件下保持此真空度，此時稱動態(tài)保持。4）真空的動態(tài)保持時間應(yīng)不少于水分滲入時間。滲入時間是指開始與大氣接觸到與大氣隔絕的全過程時間。此過程包括打開封板、進(jìn)行排油或排氮氣時直接進(jìn)入大氣的時間，還包括在油箱內(nèi)封存大氣的時間。5）抽真空接口位置與數(shù)量、真空測量接口與方法、抽真空的范圍或可以抽真空部件的確認(rèn)、本體與有載油箱真空平衡閥門等一序列真空處理的布置必須滿足制造廠及產(chǎn)品說明書的要求，對于1000kV變壓器本體抽真空來說，應(yīng)設(shè)置2個抽真空接口，一個位于油枕上部，一個在變壓器油箱頂部直徑為80mm的蝶閥處，在內(nèi)檢完畢后，采用2個接口同時抽真空，注油時，根據(jù)油面高度進(jìn)行抽真空接口的控制，為確保變壓器油含氣量符合要求，可在注油完成后，繼續(xù)在油枕上部持續(xù)24h抽真空。抽真空配置見圖5ㄢ6）對整個變壓器抽真空，真空殘壓不大于13Pa。真空殘壓接近13Pa時，應(yīng)進(jìn)行真空泄漏試驗。真空泄漏試驗合格后，應(yīng)繼續(xù)抽真空，使真空殘壓不大于13Pa，并持續(xù)抽真空48h以上，方可進(jìn)行真空注油，真空注油過程中，要繼續(xù)抽真空，真空殘壓應(yīng)維持在13Pa以下，否則應(yīng)緩慢注油或暫停注油。綜上所述，若要使現(xiàn)場真空處理殘壓及持續(xù)時間滿足要求，則必須配備足夠能力的真空機(jī)組。目前，RUTAWAU2001SV630B型真空泵完全符合特高壓變壓器本體抽真空要求，該真空泵抽真空能力為2050m3/h。晉東南變電站4臺變壓器抽真空的實踐經(jīng)驗表明，該真空泵能夠在3h以內(nèi)使變壓器本體內(nèi)的真空度達(dá)13Pa以下。4高壓設(shè)備安裝技術(shù)4.1高壓評論員裝配時，既過碰撞內(nèi)絕緣體高壓出線裝置的吊裝采用4點懸吊的方式。先將高壓出線裝置兩端部的臨時封裝板拆除，在拆除封裝板時，必須保證封裝板不碰撞內(nèi)絕緣體，為此，應(yīng)緩慢移動臨時封裝板。另外，高壓出線裝置從水平狀態(tài)到豎直狀態(tài)時，應(yīng)采用2臺25t吊車，一臺吊車輔助主吊車將高壓出線裝置緩慢豎起，以防止下部的絕緣體因異外碰撞而受到損傷。高壓出線裝置的吊裝如圖6所示。圖中使用鏈條葫蘆調(diào)節(jié)出線裝置左右傾斜的幅度，并利用水平尺測量底板水平度，最終使出線裝置法蘭面與本體法蘭面平行。4.21高壓套管的吊裝晉東南變電站變壓器套管為意大利P&V產(chǎn)品，該套管重達(dá)6t，長度約為13.55m，主絕緣為油浸紙電容芯子，是所有附件中的關(guān)鍵部件。吊裝高壓套管時，應(yīng)采用制造廠提供的專用起吊裝置和吊裝帶，并采用“兩點”進(jìn)行，主吊車為50t，輔助吊車為25t，在整個套管吊裝過程中，設(shè)專人密切監(jiān)視。套管由水平位置起吊時，按圖7所示方法進(jìn)行。高壓套管的吊裝見圖8。在鋼絲繩與套管瓷件相接觸的部位墊上軟紙板或棉布等物，防止鋼絲繩損壞瓷件。起吊過程中應(yīng)避免套管受到大的沖擊，水平起吊使套管距地面高度為3000mm時，主動車收勾，輔吊車不動，待套管傾斜達(dá)45°時，主動車不動，輔吊車放勾，使套管處于垂直狀態(tài)。下落高壓套管時，通過高壓升高座上的視察窗嚴(yán)密監(jiān)視套管的就位情況，套管進(jìn)入油箱后在其下降過程中不能有沖擊等現(xiàn)象的發(fā)生，以免套管瓷體碰撞油箱受損。隨時調(diào)整套管位置和傾角，套管尾部均壓球不得擦碰高壓引線出口處的均壓屏蔽層，同時控制下落速度，使其不大于300mm/minㄢ安裝套管要遵守起重操作規(guī)程，防止碰撞損壞瓷套，套管起吊的傾斜度應(yīng)根據(jù)變壓器套管升高座的角度而定。5真空注油加壓機(jī)晉東南變電站海拔高度為980m,1號主變安裝期間的日平均氣溫低于-5℃，日最低氣溫達(dá)到-15℃。在此低溫環(huán)境下，為滿足器身干燥的需要，必須采取一定的特殊措施，以維持65±5℃的濾油機(jī)出口油溫和60℃左右的循環(huán)油溫。1）真空注油。采取“雙機(jī)加熱、單級緩沖”的方式對變壓器油進(jìn)行加熱，如圖9所示。加熱過程中，應(yīng)盡量縮短油管長度并對油管采取保溫措施，以使真空注油濾油機(jī)的出口溫度達(dá)到60±5℃。主要做法是：通過1臺12000L/h真空濾油機(jī)進(jìn)行第一級加熱，將冷油預(yù)熱到30℃左右，在該濾油機(jī)的出口設(shè)置2個20t的油罐作緩沖，以防止2臺濾油機(jī)由于出口壓力不一致出現(xiàn)異外故障。變壓器注油仍采用6000L/h真空濾油機(jī)進(jìn)行。2）熱油循環(huán)工藝質(zhì)量。根據(jù)施工經(jīng)驗，要實現(xiàn)油浸式設(shè)備熱油循環(huán)的良好效果，濾油機(jī)出口溫度必須控制在65±5℃。當(dāng)外界氣溫在0℃以下時，需采取加溫、保溫雙效保證措施，所有濾油機(jī)具安放在彩鋼板房內(nèi)，油浸式設(shè)備和油罐覆蓋保暖篷布，彩鋼板房和保暖篷布內(nèi)放置油汀加熱。6法蘭接頭對接在油浸式設(shè)備的安裝過程中，要始終注意防止?jié)B漏油。為此，本文作了如下工作，如：1）在與變壓器連接的油處理工裝上設(shè)計1個破真空閥門。油處理過程中將閥門關(guān)閉，而在完成油處理工作后拆裝工裝前，將該閥門打開，解除油處理系統(tǒng)的真空狀態(tài)，同時開啟濾油機(jī)油泵，將管道連同工裝內(nèi)的殘油抽凈，消除以往拆除管道時殘油污染基礎(chǔ)的通病。2）改變油管連接方式，將原來的魚尾接頭套接方式改進(jìn)成法蘭接頭對接方式，實踐證明，法蘭對接比魚尾套接具有更好的靈活性和可靠性。3）采用雙層鋼絲結(jié)構(gòu)的復(fù)合金屬軟管替代原單層鋼絲結(jié)構(gòu)的塑料油管，降低油管受損的可能性。4）注重法蘭面的安裝質(zhì)量。對法蘭面進(jìn)行仔細(xì)檢查和全面清理，選擇規(guī)格配套的密封圈，對連接螺栓進(jìn)行均勻緊固。當(dāng)抽真空至13Pa以下時，指派專人對所有法蘭連接螺栓進(jìn)行全面檢查、緊固。在熱油循環(huán)期間應(yīng)加強(qiáng)對滲漏油的檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。整體密封性試驗是正壓狀態(tài)下檢查變壓器密封性的重要工序，必須嚴(yán)格執(zhí)行。7制定施工技術(shù)方案，規(guī)范現(xiàn)場安裝整體結(jié)構(gòu)與常規(guī)500kV