電力變壓器制造監(jiān)理中的常見問題處理

申 麗（國網(wǎng)山西省電力公司長治供電公司，山西 長治 046011）

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電力變壓器制造監(jiān)理中的常見問題處理

申 麗
（國網(wǎng)山西省電力公司長治供電公司，山西 長治 046011）

〔摘 要〕變壓器是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，其產(chǎn)品質(zhì)量直接決定著電力系統(tǒng)能否安全可靠運行，因此對變壓器制造過程進行設(shè)備監(jiān)理是非常必要的。對220 kV電力變壓器制造監(jiān)理中的一些關(guān)鍵點進行了分析，并說明了常見問題的處理對策，有效預(yù)防了一些制造缺陷，提高了變壓器的制造質(zhì)量，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供了可靠保障。

〔關(guān)鍵詞〕電力變壓器；制造監(jiān)理；低壓線圈；關(guān)鍵點

0 引言

在電力變壓器制造過程中，為了更好地監(jiān)督生產(chǎn)廠家對各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，設(shè)備制造監(jiān)理得到越來越多的實施。經(jīng)過20多年的實踐證明，在電力變壓器制造過程當(dāng)中，對設(shè)備實施制造監(jiān)理，可以有效消除質(zhì)量缺陷，提高變壓器的產(chǎn)品質(zhì)量，使變壓器投運的供電安全可靠性大大提高。

1 電力變壓器的制造監(jiān)理概要

電力變壓器的全過程監(jiān)理主要包括變壓器的選型選廠、合同談判、監(jiān)造、現(xiàn)場安裝和試驗交接等。

電力系統(tǒng)中的變壓器既有10 kV的配電變壓器，也有35-110 kV和220-500 kV乃至1 000 kV的大型電力變壓器。通常來說，電網(wǎng)系統(tǒng)的電壓等級越高，電網(wǎng)的變電容量就越大，對各種電氣設(shè)備和整個電力系統(tǒng)的絕緣性能等要求也就越高，對變壓器質(zhì)量的要求也相應(yīng)提高，進行制造監(jiān)理的比例也隨之提高。全過程監(jiān)理可以最大限度地提前發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)制造乃至圖紙中的不合理甚至錯誤之處，及時修正可以將變壓器的質(zhì)量隱患消滅在萌芽狀態(tài)。

現(xiàn)以220 kV電壓等級變壓器為例，對制造監(jiān)理中的一些關(guān)鍵點進行分析。

1.1 監(jiān)理中關(guān)鍵信息的識別

在電力變壓器的制造監(jiān)理工作中，為保證制造監(jiān)理的質(zhì)量，需要加強對制造過程中關(guān)鍵信息的識別。關(guān)鍵信息主要包含變壓器的監(jiān)理合同、訂貨合同、制造廠信息、監(jiān)理法規(guī)與規(guī)章、監(jiān)理方要求的其他與監(jiān)理服務(wù)相關(guān)的信息等。其中，監(jiān)理合同是監(jiān)理方實施變壓器制造過程中監(jiān)理職權(quán)的主要依據(jù)，而訂貨合同所指的是業(yè)主和變壓器制造廠家（承包方）所簽訂的合同以及其他業(yè)主要求的文件等。

1.2 主要文件的識別

在監(jiān)理服務(wù)實施之前，應(yīng)該對主要的質(zhì)量文件和技術(shù)文件予以檢查。首先，加強對變壓器制造廠家有關(guān)ISO9001質(zhì)量管理體系認證書與產(chǎn)品運行記錄的查證，對制造廠有無完善的質(zhì)量保證體系進行充分查證。其次，對設(shè)計任務(wù)書、施工圖紙和承受短路能力計算報告的完整性進行檢查，對設(shè)備與技術(shù)協(xié)議中的設(shè)計要求是否相符進行核對，以確定能否進入生產(chǎn)制造環(huán)節(jié)。最后，對變壓器制造廠家各工序的工藝規(guī)程、作業(yè)指導(dǎo)書和質(zhì)量檢驗等支撐文件進行檢查，保證制造過程中的質(zhì)量管理系統(tǒng)有序和有效運行，產(chǎn)品質(zhì)量處于可控狀態(tài)。

1.3 現(xiàn)場見證點與停止點的識別

在變壓器的現(xiàn)場制造監(jiān)理中，應(yīng)加強對現(xiàn)場見證點的識別，現(xiàn)場見證點主要包含鐵芯質(zhì)量、線圈質(zhì)量、器身裝配、總裝現(xiàn)場和打壓試漏等。在現(xiàn)場見證中，鐵芯作為變壓器的磁路和骨架，其質(zhì)量是主要的見證點。線圈作為變壓器的電路部分，用來完成電能的傳輸與轉(zhuǎn)換，可稱為變壓器的心臟，因而高、中、低壓線圈和調(diào)壓線圈的整體套裝等是重要見證點。在制造監(jiān)理工作中，要查閱相關(guān)的變壓器器身干燥記錄，特別是干燥的最高溫度，可防止器身干燥不足或干燥過度造成絕緣損傷。在變壓器的總裝配環(huán)節(jié)，將鐘罩式的上節(jié)油箱扣住整體器身，也是個很重要的總裝現(xiàn)場見證點。當(dāng)總裝結(jié)束之后，對電力變壓器實施打壓試漏也是重要的見證點。

除了現(xiàn)場見證識別之外，停止見證識別也是非常重要的監(jiān)理質(zhì)量見證。停止點的現(xiàn)場見證主要包含線圈的整體套裝、器身的干燥出爐、關(guān)鍵試驗等。當(dāng)三相線圈整體套裝在鐵芯柱上后，要對鐵芯柱和線圈的整體緊實度與器身油路是否通暢等進行確認。關(guān)鍵試驗主要是指出廠試驗以及型式試驗，如：感應(yīng)耐壓試驗、工頻耐壓試驗與溫升試驗等。通常情況下，這些試驗業(yè)主均會委托監(jiān)理方來見證。

2 變壓器制造監(jiān)理中的常見問題及處理

隨著變壓器市場競爭的不斷加劇以及個性化要求越來越多，新設(shè)計的產(chǎn)品也相對增多。由于變壓器所包含的零部件非常多，圖紙量也很大，對于1 臺220 kV的電力變壓器來說，一般除了通用零件圖之外，還需要有約200張的專用圖紙，每張圖紙中平均要有10-30個加工和配合尺寸，因此出錯的幾率相對較大。盡量將差錯消滅在萌芽狀態(tài)是用戶和制造廠的共同要求，加強制造監(jiān)理的意義也在于此。

2.1 變壓器鐵芯多點接地

鐵芯是變壓器的磁路，也是變壓器結(jié)構(gòu)的骨架，對線圈、引線和絕緣件起支撐作用。變壓器鐵芯正常的接地方法是一點接地，出現(xiàn)兩點及兩點以上的接地，稱為多點接地。多點接地會使鐵芯中出現(xiàn)環(huán)流，造成局部過熱，使得變壓器油和相鄰的紙絕緣分解和老化，嚴重的會使鐵芯燒毀。在制造監(jiān)理中，一旦發(fā)現(xiàn)鐵芯多點接地，監(jiān)理工程師要馬上提出整改要求，消除鐵芯多點接地。鐵芯多點接地有些是明顯的，而有些是隱形的，即在制造廠未發(fā)生多點接地，但在運行中卻存在形成多點接地的隱患。

例如：在某變壓器鐵芯制造過程中，監(jiān)理工程師發(fā)現(xiàn)鐵芯的鐵軛為D形結(jié)構(gòu)（見圖1，其中黑色部分為夾件絕緣）。在此結(jié)構(gòu)中，鐵芯與夾件絕緣的兩側(cè)與最末級是平齊的（見圖1（a）），這樣，鐵芯疊片與夾件間的絕緣距離只有27 mm（夾件絕緣的厚度）。這雖然滿足技術(shù)規(guī)定要求的最低25 mm，但是此結(jié)構(gòu)容易導(dǎo)致“搭接”，即有金屬異物落在夾件絕緣上時，很容易使鐵芯疊片與夾件連通，造成多點接地現(xiàn)象。經(jīng)與廠家協(xié)商，廠家加大了夾件絕緣的寬度，使之延伸出鐵芯10 mm，延長了爬電距離，消除了“搭接”造成多點接地的隱患（見圖1（b））。

圖1 鐵芯夾件絕緣整改

2.2 鐵芯爬電距離較小

變壓器鐵芯整體裝配起立后，有時會出現(xiàn)鐵芯夾件與上下鐵軛之間的爬電距離偏小的問題，這是一個較大的問題。造成這種現(xiàn)象的主要原因是：在疊裝鐵芯的過程中，零件公差的累積、絕緣件的輕微位移，起立過程中受力不均產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)件變形等。在一定條件下，爬電距離小可能會引發(fā)變壓器鐵芯故障，進而誘發(fā)更大的質(zhì)量事故，造成較大損失。

例如：某型號為SSZ-180MVA/220 kV的三相三繞組自冷有載調(diào)壓電力變壓器，監(jiān)理師在變壓器鐵芯裝配起立后檢查發(fā)現(xiàn)鐵芯夾件與上下鐵軛之間的爬電距離僅有15 mm，比協(xié)議以及技術(shù)規(guī)定要求的25 mm要小得多。根據(jù)協(xié)議規(guī)定內(nèi)容，監(jiān)理工程師立即將問題向制造廠提出，并且要求嚴格按照協(xié)議規(guī)定的內(nèi)容執(zhí)行，規(guī)范實際值。制造廠技術(shù)負責(zé)人與技術(shù)部門經(jīng)過分析論證，采取了可行措施使最終爬電距離達到30 mm。這就有效地保證了鐵芯質(zhì)量，防止了后期問題和事故的發(fā)生。

2.3 線圈油路不暢導(dǎo)致線圈溫升超標

當(dāng)前變壓器制造廠家為了提高競爭力，不斷優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、節(jié)材降耗，但有時可能考慮不周，對變壓器質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。

例如：某2臺50 MVA產(chǎn)品，監(jiān)理工程師在器身裝配時查閱圖紙發(fā)現(xiàn)，設(shè)計的低壓10 kV線圈內(nèi)徑側(cè)油道為6 mm，外徑側(cè)油道為7 mm，下部進油口油隙為7 mm，上部出油口油隙為6 mm。監(jiān)理工程師對此提出質(zhì)疑，認為油隙尺寸過小，可能會導(dǎo)致線圈溫升過高，而制造廠家卻不能提供該結(jié)構(gòu)下同類型產(chǎn)品的溫升試驗數(shù)據(jù)。在監(jiān)理工程師的要求下，該產(chǎn)品在總裝配完成后進行了溫升試驗，結(jié)果處于外側(cè)的高壓線圈溫升試驗值在允許范圍內(nèi)，而低壓線圈溫升試驗值比計算值高出了20K，超出技術(shù)協(xié)議要求的溫升限值13K，屬于不合格產(chǎn)品。由于此型號產(chǎn)品有2臺，于是在第2臺上也進行了溫升試驗，結(jié)果油頂溫升和高壓線圈溫升與第1臺相差都在1K之內(nèi)，低壓線圈比計算值高出了13K，超出溫升限值5K，同樣屬于不合格產(chǎn)品。2臺同樣的產(chǎn)品低壓線圈溫升都超標，表明計算方法或結(jié)構(gòu)設(shè)計上存在缺陷，而2臺產(chǎn)品低壓線圈溫升相差8K，表明在制造過程中存在不可控因素。監(jiān)理工程師據(jù)此向制造廠提出整改要求，同時將此情況向業(yè)主匯報。制造廠技術(shù)部門經(jīng)過對產(chǎn)品計算方案和結(jié)構(gòu)進行分析論證，找出了造成這一現(xiàn)象的原因。經(jīng)過加大上下部進油口和出油口的油隙尺寸，并更改部分結(jié)構(gòu)后，對產(chǎn)品重新進行溫升試驗，低壓線圈溫升合格。這表明，制造監(jiān)理有效避免了產(chǎn)品帶病出廠，規(guī)避了產(chǎn)品運行中溫升過高的風(fēng)險。

2.4 絕緣試驗的見證

在監(jiān)理實施中，訂貨合同當(dāng)中的技術(shù)協(xié)議作為主要的文件依據(jù)，其中對變壓器出廠的試驗數(shù)據(jù)是非常關(guān)注的。當(dāng)出現(xiàn)某項試驗結(jié)果與技術(shù)協(xié)議要求不相符的時候，可要求重新試驗以達到標準。若還不能達到要求，監(jiān)理工程師就應(yīng)該立即向業(yè)主匯報，讓業(yè)主與制造商進行協(xié)商解決。

目前運行中的變壓器，越來越重視局部放電問題。很多變壓器都是在正常運行情況下突然發(fā)生絕緣擊穿的，局部放電對絕緣損傷的累積是引起變壓器絕緣擊穿的一個關(guān)鍵因素。因此，目前對110 kV及以上變壓器局部放電量提出了具體的要求，試驗電壓為為最高工作電壓）時，局部放電量連續(xù)水平不大于500 pC；為時，局部放電量連續(xù)水平不大于300 pC；為時，視在電荷量連續(xù)水平不大于100 pC。在220 kV變壓器制造監(jiān)理中，就要著重對局部放電試驗進行跟蹤記錄。

3 結(jié)束語

電氣設(shè)備質(zhì)量的好壞，直接影響著電力系統(tǒng)的運行安全。為保證電力設(shè)備的設(shè)計和制造質(zhì)量，加強對設(shè)備制造中的監(jiān)督管理是非常必要的。變壓器是電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備，對其制造過程實施設(shè)備制造監(jiān)理，能有效預(yù)防一些制造缺陷，進而提高變壓器的制造質(zhì)量，為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行提供可靠保障。

參考文獻：

1 中華人民共和國建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB50150—2006電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標準［S］.北京：中國計劃出版社，2006.

收稿日期：2015-11-08；修回日期：2016-02-22。

作者簡介：

申 麗（1970-），女，工程師，主要從事變電運維檢修管理工作，email：sxczshenli@163.com。