淺談變壓器檢修

馬云天

摘 要：在電能的傳輸和配送過程中，變壓器是變電站的主要設(shè)備。運(yùn)行期間，一旦變壓器發(fā)生異常情況，將會影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行以及對用戶的正常供電，甚至造成大面積停電。實(shí)踐表明，定期檢修變壓器是保證變電站長期穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵舉措。

關(guān)鍵詞：變壓器;檢修;變電站;電能輸送

中圖分類號：TM41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2019）32-0070-03

Brief?Talk?on?Transformer?Maintenance

MA?Yuntian

（Equipment?Room?of?Panzhihua?Steel?Vanadium?Energy?Power?Branch?of?Pangang?Group，Panzhihua?Sichuan?617000）

Absrtact：?In?the?process?of?transmission?and?distribution?of electrical?energy，?the?transformer?is?the?main?equipment?of?the?substation.?During?operation，?once?an?abnormal?condition?occurs?in?the?transformer，?it?will?affect?the?normal?operation?of?the?system?and?the?normal?power?supply?to?the?user，?and?even?cause?a?large-scale?power?outage.?Practice?has?shown?that?regular?maintenance?of?transformers?is?a?key?measure?to?ensure?long-term?stable?operation?of?substations.

Keywords：?transformer;overhaul;substation;power?transmission

變壓器是一種用于交流電能轉(zhuǎn)換的電氣設(shè)備。變壓器在電力系統(tǒng)中的主要作用是變換電壓，進(jìn)行電能的傳輸[1]。攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩能源動力分公司作為攀鋼電網(wǎng)的樞紐，其變壓器的正常安全運(yùn)行決定著供電的可靠性與連續(xù)性。當(dāng)前，運(yùn)維人員要做到早發(fā)現(xiàn)、早處理，以有效避免事故，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，確保系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行。

1 變壓器檢修前準(zhǔn)備

受停電時間及施工工期的影響，攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼釩能源動力分公司大部分變壓器不具備進(jìn)廠檢修條件，都采用現(xiàn)場檢修。檢修前，人們需要注意以下問題。

1.1 確認(rèn)檢修時間并關(guān)注天氣變化

由于攀枝花市氣候特點(diǎn)，每年的10月至次年1月為變壓器檢修最佳時間。此時沒有雨季的潮濕影響，也不受季風(fēng)時節(jié)的大風(fēng)干擾。一般來說，一臺變壓器檢修時間為7d。

1.2 場地查看

因現(xiàn)場吊芯檢修，故在檢修前要確定吊車擺放位置、起吊環(huán)境（如振興變壓器就因無法起吊而不能檢修）、變壓器延伸軌道（同時注意地基情況）和器身牽引點(diǎn)。2008年第一次進(jìn)行新冶煉變壓器檢修時，因地基情況不明，延伸軌道出現(xiàn)下陷，變壓器出現(xiàn)傾斜。

1.3 查看銘牌及統(tǒng)計(jì)缺陷

首先，對照銘牌，確認(rèn)變壓器的總質(zhì)量及油重，以確保準(zhǔn)備充足的油罐及合適的吊車并選用適合的鋼繩。其次，對照銘牌參數(shù)，確保試驗(yàn)的正確性。而缺陷的統(tǒng)計(jì)可使檢修更有針對性。下面以現(xiàn)場變壓器為例進(jìn)行說明，其具體參數(shù)如表1所示。

1.4 吊裝施工措施

1.4.1 鋼絲繩長度計(jì)算。根據(jù)《起重機(jī)械安全規(guī)程》（GB?6067—2010），變壓器吊裝的鋼繩與鉛垂線之間的夾角[∠CAF]不得大于30°。根據(jù)變壓器鐘罩4個吊點(diǎn)位置（尺寸為2?200mm×1?450mm），計(jì)算可得：

因此，單根鋼繩的最小長度為=2?634×2=5?268mm。擬選用鋼繩的長度為8?000mm，那么鋼繩與吊鉤的鉛垂線夾角（見圖1）為：

經(jīng)過查表可知，∠CAF=19.22°<30°，滿足施工要求。

1.4.2 鋼繩承重計(jì)算。變壓器檢修工程中，最重物件為變壓器鐘罩（2.2t左右），鋼絲繩的吊運(yùn)方式為4根承重。鋼繩重量分析如圖2所示。

單股鋼繩鋼繩受力為：

[F=G/4/cosCAF=2.2/4/cos19.22°=0.58t]??????（4）

根據(jù)《起重機(jī)械安全規(guī)程》（GB?6067—2010），變壓器起重鋼繩屬于7級，安全系數(shù)應(yīng)取8。鋼繩最小破斷拉力=單股鋼繩受力×安全系數(shù)=0.58×8×9.8=45.472kN。

經(jīng)查鋼絲繩表，6×37+1的纖維芯鋼繩（Φ14mm）最小破端拉力為96.50kN>45.472kN，滿足施工要求的安全系數(shù)。因此，變壓器吊裝用鋼繩選用Φ14（6×37+1），長度為8m，數(shù)量為2根。

1.4.3 汽吊選用。汽吊現(xiàn)場吊裝作業(yè)，以變壓器鐘罩（約為2.2t）為最重物件，因?yàn)楝F(xiàn)場變壓器基礎(chǔ)周圍有水泥地帶，汽吊無法靠近施工，需要進(jìn)行遠(yuǎn)距離吊裝。

計(jì)算汽吊最小吊高時，吊臂頭部下滑輪中心到吊鉤中心的距離為3?000mm，吊鉤到吊攀的鋼絲繩長度為4?000mm，變壓器吊攀到吊鉤的垂直距離為（40?002-13?172）1/2=3?776mm。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，汽吊最小吊高為5?900mm。汽吊幅度是指吊鉤中心至回轉(zhuǎn)中心的水平距離，根據(jù)實(shí)際測量，汽吊的工作幅度為9m左右，通過計(jì)算可得，汽吊最小臂長為14m。

查表可得，25t汽吊配重最大時，幅度為9m，臂長為14m，起吊重量為6.65t。結(jié)果表明，選用25t以上汽吊方可滿足使用需求。

1.4.4 變壓器延伸承重基礎(chǔ)及軌道制作的施工措施。變壓器原始安裝位置無法整吊，因此需要制作延伸承重基礎(chǔ)及軌道，將變壓器從原始安裝位置向變壓器高壓側(cè)面拉出3m左右，以便整吊作業(yè)。制作的延伸承重軌道必須高于原始承重軌道2mm左右。變壓器延伸承重基礎(chǔ)及軌道設(shè)置如圖3所示。其間需要采購的材料如表2所示。

1.4.5 牽引點(diǎn)設(shè)置。由于變壓器原始安裝位置無拉回牽引點(diǎn)，因此需要在變壓器一次高壓和二次低壓側(cè)設(shè)置牽引點(diǎn)。變壓器牽引點(diǎn)設(shè)置方法為：一次高壓側(cè)采用U型框架和10#工字鋼滿焊在30mm的鐵板上，二次低壓側(cè)采用10#槽鋼對扣滿焊作為牽引點(diǎn)主要支撐桿，將對扣滿焊的10#槽鋼焊接在變壓器原始軌道的兩側(cè)。其間需要采購的材料如表3所示。

1.4.6 施工安全措施?，F(xiàn)場主變前公路上存在隱蔽工程（水管），為防止汽吊移動時損壞水管，人們需要在其上鋪設(shè)10#槽鋼。其間需要新購材料（10#槽鋼1根），用于保護(hù)水管。

2 變壓器檢修工作量

2.1 工作內(nèi)容

首先，要做好變壓器檢修前的防護(hù)施工措施，做好現(xiàn)場變壓器拆除前的試驗(yàn)檢測，此步驟為了把握各部劣化趨勢和對比檢修后試驗(yàn)數(shù)據(jù)。要設(shè)置變壓器前后牽引點(diǎn)?，F(xiàn)場將全部變壓器油放至油罐中過濾，同步充氮對變壓器本體進(jìn)行保護(hù)。此步驟要注意在排油前將油枕上部氣孔打開，同時注意在氮?dú)鉀_入變壓器后隨時看護(hù)，確保壓力保持在0.015～0.02MPa。

變壓器附件拆除后，要將變壓器內(nèi)的油放出單獨(dú)存放在油罐中，同時對變壓器本體進(jìn)行充氮保護(hù)，以保證變壓器器身不受潮。在檢查主變本體吊鐘罩時，為防止器身受潮，器身暴露在空氣中的時間應(yīng)符合以下規(guī)定：相對濕度不大于65%時，限制在16h以內(nèi);相對濕度不大于75%時，限制在12h以內(nèi)。當(dāng)相對濕度無法滿足作業(yè)要求時，嚴(yán)禁施工。

接著，拆除的變壓器附件及螺栓要做好標(biāo)記，并分類統(tǒng)一保管。要進(jìn)行變壓器放油，打開油枕頂部氣孔，關(guān)閉散熱器與上節(jié)油箱的蝶閥，將散熱器內(nèi)變壓器油放出并抽至變壓器油桶中存放，使用真空濾油機(jī)將本體內(nèi)油抽至18t油罐中存放。拆除高壓、中性、低壓及接地連接線，拖拽變壓器。牽引設(shè)備采用2臺5t手拉葫蘆和2臺5t的滑輪，將變壓器沿高壓側(cè)方向拖曳5m，變壓器待拖曳到5m處，用道卡固定變壓器的4個導(dǎo)輪，防止變壓器移動。

之后，拆除高壓套管及中性套管，拆除高壓或中性母排頭。擰松高壓套管的壓爪和缸體的連接螺絲，沿高壓和中性套管的安裝方向緩慢取出套管，將高壓或者中性引線緩慢放入油箱內(nèi)，固定于自身引線夾木上。用白布和塑料布將高壓套管或者中性套管底部密封好，防止其被損傷和外部雜質(zhì)進(jìn)入。高壓和中性套管回裝前，檢查線頭是否松動，如有松動，必須處理接線頭，之后方可組裝套管。

用白布和塑料布將整個低壓套管底部密封好，防止其損傷和外部雜質(zhì)進(jìn)入。同時，拆除的零部件分類保管。要做好變壓器鐘罩吊裝及器身檢查，拆除無載調(diào)壓開關(guān)。

變壓器是鐘罩式，使用鐘罩上的吊點(diǎn)作為起吊變壓器外殼時的吊攀點(diǎn)。使用2根8mΦ14（6×37+1）、公稱抗拉強(qiáng)度1?670kN的鋼繩進(jìn)行吊鐘罩作業(yè)。吊裝時，在鋼繩與鐘罩接觸處，應(yīng)將鋼管對剖、膠皮或者破布墊在直角處，以保護(hù)鋼繩不被變壓器鐘罩剪斷。在吊裝過程中，針對變壓器的4個角，應(yīng)由專人負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)動變壓器鐘罩，防止其損傷變壓器繞組。

2.2 施工中的注意事項(xiàng)

拆卸的瓷瓶、螺栓等零件應(yīng)清洗干凈并分類妥善保管，如有損壞，應(yīng)檢修或更換。變壓器組裝時，所有施工人員要求按規(guī)定著裝，必須穿專用的檢修工作服和鞋，不得隨身佩戴項(xiàng)鏈、戒指、手表和鑰匙等小物品，戴眼鏡的員工必須將眼鏡的各連接處用膠帶密封纏繞，防止連接螺栓掉入變壓器內(nèi)。拉出、拉進(jìn)變壓器時，采用邊拉邊放的方式。

變壓器一次高壓側(cè)導(dǎo)輪拉出原始承重基礎(chǔ)后，使用汽吊牽引的方式，緩慢拉出。拉出變壓器時，配備專人觀察延伸平臺、水泥臺階和草坪受力變形情況，如果其有變形情況，要停止作業(yè)。變壓器整體拉離變壓器安裝室后，用汽吊整體吊運(yùn)，緩慢放至延伸平臺吊鐘罩的位置，直至汽吊不受力，維持吊裝狀況不變，觀察延伸平臺受力情況，觀察時間為1h。

拆除鐘罩與下節(jié)油箱的連接螺栓，按要求掛好鋼繩后進(jìn)行試吊。切勿強(qiáng)行起吊，必須用撬棍撬開密封膠墊后再起吊。鐘罩的吊裝應(yīng)緩慢，確保線圈、分接開關(guān)及引線的安全。使用前，應(yīng)對吊車與鋼繩進(jìn)行保養(yǎng)和清潔。吊車操作人員應(yīng)有良好的工作狀態(tài)，嚴(yán)禁打手機(jī)。

當(dāng)鐘罩吊起50～100mm后，觀察其是否偏重，如出現(xiàn)偏重應(yīng)調(diào)整起重機(jī)，直至上節(jié)油箱起吊平衡，方可緩慢升高，并移至預(yù)先鋪置枕木的地點(diǎn)。在起吊鐘罩過程中，應(yīng)在鐘罩四角拴掛好牽引麻繩并用撬棍定位，以免發(fā)生旋轉(zhuǎn)損傷繞組（2014年，荷花池1#變檢修時未用撬棍定位，造成固定引線絕緣螺絲擰斷）。

3 結(jié)論

掌握變壓器的絕緣性能及合理進(jìn)行檢修維護(hù)，直接影響變壓器的安全運(yùn)行、使用壽命和供電可靠性。變壓器是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，運(yùn)行維護(hù)人員和管理者必須了解和掌握變壓器的絕緣結(jié)構(gòu)、材料性能、工藝質(zhì)量、維護(hù)方法及科學(xué)的診斷技術(shù)，并進(jìn)行優(yōu)化管理，才能保證變壓器的使用效率、壽命和供電可靠性。

參考文獻(xiàn)：

[1]變壓器制造技術(shù)叢書編審委員會.變壓器處理工藝[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.