變電站電氣二次安裝與調(diào)試探討

陜西能源電力運營有限公司清水川項目部 霍玉平

我國近年來基礎(chǔ)設(shè)施工程建設(shè)水平不斷提高，對電網(wǎng)建設(shè)質(zhì)量提出了更高要求，人們生產(chǎn)生活越來越依賴電力供給，因此升壓站成為當(dāng)前各領(lǐng)域發(fā)展運營的基礎(chǔ)保障。變電站相關(guān)電力設(shè)施質(zhì)量和運維是當(dāng)前亟待解決問題。我國當(dāng)前變電站僅圍繞滿足運行需要來制定運維策略，為促進變電站運行質(zhì)量、優(yōu)化內(nèi)在職能、保障日常電力供給，還應(yīng)在電站中監(jiān)測電機運行參數(shù)，通過科學(xué)的安裝與調(diào)試確保電氣二次設(shè)備穩(wěn)定運行，促進電廠機組設(shè)備運行的安全性與可靠性。

1 500kV升壓站主變壓器現(xiàn)場技術(shù)問題

1.1 電氣的二次安裝與調(diào)試

應(yīng)根據(jù)國家及行業(yè)要求標(biāo)準(zhǔn)對電氣二次設(shè)備安裝與調(diào)試，確保設(shè)備性能穩(wěn)定，安全試驗符合要求。電氣二次設(shè)備質(zhì)量控制應(yīng)分為主動與被動兩種控制方式。電氣二次設(shè)備安裝與調(diào)試前的圖紙審核及方案流程制定都被稱為主動控制。安裝與調(diào)試過程中的質(zhì)量監(jiān)督檢查、針對檢查過程中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量問題進行糾正和整改等相關(guān)工作稱之為被動控制[1]。

1.1.1 嚴(yán)格審核圖紙

電氣工程技術(shù)人員應(yīng)全面分析二次設(shè)備的原理圖、流程圖、配線圖，確保相關(guān)圖紙的正確，避免僅注重圖紙原理，還應(yīng)加強對計算機控制。例如某500kV升壓站采用自動準(zhǔn)同期形式，在風(fēng)機上增設(shè)了LCU自動控制按鈕，風(fēng)機控制把手上就可自動變換不同啟動或停止作業(yè)方式。機組LCU可單獨控制風(fēng)機。如果發(fā)電機空載逐步升壓之后，安裝了在LCU開機流程上的勵磁風(fēng)機處于停止?fàn)顟B(tài)，繼電器就會發(fā)揮作用，在斷路器上的輔助接點作用下啟動勵磁風(fēng)機。

由于該方案從技術(shù)角度分析并未出現(xiàn)明顯問題，但就啟動回路來說，重復(fù)繼電器接入了2臺勵磁風(fēng)機，如在特殊情況下需同時運行，導(dǎo)致開機流程極為繁瑣，甚至涉及信號采集、維持實踐等影響啟動效果。工程技術(shù)人員通過圖紙可發(fā)現(xiàn)技術(shù)缺陷，將其中一臺勵磁風(fēng)機與另一臺在接觸器輔助常閉接點保持回路串接。有效的審核電氣二次安裝圖紙，可促進安裝質(zhì)量和效率，還應(yīng)提高變電站運行的可靠性與安全性[2]。

1.1.2 校驗基礎(chǔ)自動化元件

為確保變電站電氣二次安裝質(zhì)量，應(yīng)對自動化元件實施精準(zhǔn)校驗，做好前期基礎(chǔ)工作。自動化元件的校驗與電氣安裝與調(diào)順具有直接關(guān)系，確保各類設(shè)備開關(guān)能按照人們操作流程有序運行，輔機設(shè)備可按照指令自由切換投入與退出模式。由于變電站電氣元件較多，包括接點類、表計類、傳感器、繼電器等。電氣工程技術(shù)人員應(yīng)對自動化元件嚴(yán)格校驗，按照采購合同標(biāo)注的元器件技術(shù)條款及自動化元件說明書要求的校驗規(guī)程實施校驗操作。

校驗過程中，要細(xì)致觀察元件的作業(yè)原理圖與實際使用環(huán)境、接線距離相對應(yīng)，還應(yīng)確保校驗的準(zhǔn)確性符合技術(shù)規(guī)范要求。變電站實踐過程中，很多導(dǎo)致設(shè)備故障問題都是源于基礎(chǔ)自動化元件校驗不符合規(guī)范要求。電氣工程師在校驗元件時，應(yīng)具備豐富的工作經(jīng)驗，要求變電站日常運維人員共同參與，提高元件校驗工作科學(xué)性、合理性。

1.1.3 配線與復(fù)查

配線不僅是針對芯線端子，在電纜敷設(shè)完畢后還應(yīng)對電纜頭、上端子等加以關(guān)注。在配線過程中要提前預(yù)留芯線長度，確保各類插頭及芯線符合國家及行業(yè)技術(shù)要求。往往配線出現(xiàn)的問題，主要原因是焊接芯線出現(xiàn)了假焊，致使配線出現(xiàn)短路、或?qū)ΨQ的回路配反。電動閥、電磁鐵的開啟或關(guān)閉配反，直流元件正負(fù)極接反等。做好電氣設(shè)備配線以后應(yīng)對配線過程進行復(fù)查，再次確認(rèn)接線是否正確，提高配線質(zhì)量和可靠性，加強對計算機端口的接線檢查以及CT回路的接線[3-5]。

1.2 安裝后試驗

變電站電氣二次設(shè)備安裝完畢后，還應(yīng)對電氣運行進行調(diào)試，確保電氣二次設(shè)備有效運行，提高其綜合性能，調(diào)試過程中應(yīng)從以下方面加以關(guān)注。

試驗前要做好各類儀器、儀表等試驗工具的準(zhǔn)備，根據(jù)試驗的項目做相應(yīng)的記錄，對實驗原理做技術(shù)性分析，根據(jù)參與調(diào)試人員的職責(zé)分工明確，熟悉實驗流程；在接線調(diào)試過程中，應(yīng)根據(jù)行業(yè)要求技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，實行專人實時監(jiān)控，避免其他不相關(guān)工作人員將電閘誤合，給接線人員帶來安全隱患；電氣二次調(diào)試應(yīng)由技術(shù)精湛、實踐經(jīng)驗豐富的技術(shù)人員對參與調(diào)試人員協(xié)調(diào)指揮，確保調(diào)試工作穩(wěn)步進行；電氣二次安裝調(diào)試作業(yè)前，應(yīng)全面檢查消防安全等應(yīng)急措施，確保調(diào)試工作安全性和可靠性；變電站調(diào)試過程中應(yīng)根據(jù)調(diào)試方案對電氣設(shè)備做運行試驗，并做好相關(guān)運行參數(shù)的記錄。

針對特殊事項做重點分析，尤其對重要部件的發(fā)電機等做運行實驗；對新技術(shù)應(yīng)用調(diào)試過程中，還應(yīng)參照廠家技術(shù)資料，避免當(dāng)前調(diào)試流程與前沿技術(shù)脫軌，提高調(diào)試的可行性和實用性；變電站電氣二次安裝調(diào)試工作后，應(yīng)及時做好記錄并形成調(diào)試報告分析，便于后續(xù)運行管理需要；調(diào)試過程中，應(yīng)提高對技術(shù)事故做好風(fēng)險防控。例如：接線中途接通電源，導(dǎo)致調(diào)試技術(shù)人員觸電，接線錯誤造成設(shè)備短路引發(fā)運行故障，消防安全措施存在疏漏等不安全因素。調(diào)試各環(huán)節(jié)都隱含一定隱患與事故，因此應(yīng)加強對調(diào)試環(huán)節(jié)的把控，提高調(diào)試的安全性、可靠性，確保變電站電氣二次設(shè)備有序運行。

2 升壓站主變壓器的案例分析

2.1 設(shè)備概況

分項變壓器型號SFP-1200000/500，容量為120MVA，運用循環(huán)風(fēng)冷，主變壓器實行無載調(diào)壓方式，電壓變化比為525/√3±2×2.5%/27kV，接線組為Yn/d11，短路阻抗Ud=14%。

2.2 重點結(jié)構(gòu)分析

2.2.1 儲油柜

安裝在變壓器箱體上方位置，并用專用材質(zhì)管道連接，配置了進油管和排污管，排氣管端安裝了放氣塞，為了便于精準(zhǔn)掌握油量，還配備了油位計。油箱內(nèi)部聚集的氣體可借助集氣總管向瓦斯繼電器端引入，注意集氣總管應(yīng)帶有一定坡度，有利于氣體順利通過。當(dāng)變壓器漏油或者內(nèi)部元件出現(xiàn)故障而產(chǎn)生異常氣體狀況時，瓦斯繼電器會發(fā)出報警型號，如果故障較為嚴(yán)重、影響設(shè)備元件乃至整體運行機組安全，瓦斯繼電器將會自動跳閘，變壓器將停止運行，不會加劇故障發(fā)生。

2.2.2 變壓器油箱

由鋼板焊接而成，內(nèi)部包括鐵芯和線圈，避免油箱上方出現(xiàn)積水，油箱設(shè)有接地板、千斤頂支架、吊攀等。梯子可架設(shè)在油箱上方，梯子下方可鎖住踏板擋板，梯子的作用是便于采集氣體繼電器中的氣樣。變壓器油箱對角位置設(shè)有進油和排油閥、取樣閥，便于獲取油樣抽檢分析。

2.2.3 冷卻裝置

某電廠主變壓器運用循環(huán)風(fēng)冷，冷卻系統(tǒng)采用ODAF/ONAF/ONAN，油箱與風(fēng)扇散熱連接管道上配備潛油泵。油泵在運行過程中，油箱內(nèi)的油被吸入散熱器，并在冷卻系統(tǒng)作用下完成熱量交換，從變壓器下方循環(huán)進入油箱，油循環(huán)速度越快冷卻效果越好。冷卻裝置運用低轉(zhuǎn)速油泵和風(fēng)扇，一旦油泵出現(xiàn)運行問題會啟動報警裝置進行報警。變壓器可根據(jù)溫度及負(fù)載實際情況，安裝相應(yīng)數(shù)量的冷卻裝置，便于操作和使用。

3 500kV升壓站主變壓器的維修策略

3.1 運行期間的維護方法

為了提升500kV升壓站主變壓器運行效率，應(yīng)制定完善的檢修和維修計劃：首先，應(yīng)確保每日巡查、每周檢查、每月大型檢修和維護。每日巡查和每周檢查應(yīng)確保變壓器處于運行狀態(tài)，如果每月大型檢修和故障檢修需要停電處理。在開始檢修前應(yīng)密切關(guān)注運行參數(shù)并做好詳細(xì)記錄，觀察參數(shù)異常動因，針對問題展開針對性的解決措施，提高檢修效率；其次，如果變電站電氣系統(tǒng)運行過程中出現(xiàn)異常故障，例如跳閘、運行不穩(wěn)定等情況，應(yīng)檢查變壓器外部是否出現(xiàn)明顯異常、引線接線是否斷裂、運行溫度是否保持正常，運行環(huán)境是否驟然變化等，尤其出現(xiàn)雷雨或臺風(fēng)等異常天氣，會影響整體系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

最后，變電站主變壓器運行過程中應(yīng)加強日常運維，提高對油箱中的油位、油色等有關(guān)參數(shù)進行監(jiān)測，套管中存有異物應(yīng)及時清潔，通過視覺、聽覺、觸覺等多重感官辨別電氣設(shè)備的運行是否符合運行技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。變壓器冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)異常、工作電源被迫切斷或電壓不足影響運行，系統(tǒng)會自動啟用備用電源，當(dāng)備用電源、冷卻裝置、電動機等再次出現(xiàn)故障時會啟動報警裝置，控制室會接收到故障信號。冷卻裝置備用系統(tǒng)在電氣設(shè)備系統(tǒng)運行需要時也可及時啟動，確保冷卻裝置的總?cè)萘繚M足變壓器穩(wěn)定運行要求。

3.2 異常情況下的維護策略

500kV升壓站主變壓器一般為金屬結(jié)構(gòu)，隨著運行時間推移會產(chǎn)生金屬損耗，如系統(tǒng)運行中散熱性能不好，會提高變壓器運行溫度，這些金屬損耗會轉(zhuǎn)化為熱能，加速內(nèi)部元器件以及系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的老化，一旦受到外界不良環(huán)境刺激，會影響變壓器運行的可靠性。如變壓器出現(xiàn)溫度過高或運行過程中出現(xiàn)異味或異常響聲，首先應(yīng)觀察散熱器性能是否符合運行需求；其次，應(yīng)及時停止變壓器運行并對內(nèi)部構(gòu)件全面檢查，判斷內(nèi)部各元件的性能。某電廠變壓器油箱兩側(cè)具備報警接點和壓力釋放裝置，內(nèi)部安裝測溫電阻，包括測溫儀及電阻輸出信號，與電腦建立連接，變壓器相關(guān)運行參數(shù)可在電腦端顯示，實時掌握變壓器運行情況及具體參數(shù)變化規(guī)律。

3.3 日常維護的管控措施

為提高變壓器運行穩(wěn)定性和可靠性，在設(shè)備購進過程中應(yīng)符合升壓站運行環(huán)境，選擇信譽良好且具有行業(yè)資質(zhì)的供應(yīng)商，設(shè)備元件性能符合行業(yè)要求標(biāo)準(zhǔn)，有效控制設(shè)備元件在后續(xù)使用過程中故障幾率。設(shè)備采購后，在運輸過程中應(yīng)注意保護措施，避免外界環(huán)境對設(shè)備產(chǎn)生影響。主變壓器在變電站運行過程中，應(yīng)控制電氣設(shè)備輸入及輸出比，定期養(yǎng)護和維修，提高變壓器使用壽命，做好主變壓器全生命周期管理。對變壓器檢修過程中應(yīng)做好故障維修記錄并存檔，為后續(xù)運維提供參考。應(yīng)定期開展專業(yè)培訓(xùn)，提高對新型電氣設(shè)備的了解，對易出現(xiàn)的故障問題及時總結(jié)，提高對各類運行故障的排查和處置效率。

變電站還應(yīng)根據(jù)負(fù)責(zé)區(qū)域用電需求及時調(diào)整電氣設(shè)備運力，定期設(shè)備升級換代，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、PLC技術(shù)，建立健全自動化運維管理系統(tǒng)，提高信息化管理水平，對變壓器運行狀況實時監(jiān)管，提高升壓站智慧性能。為了提高升壓站系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，應(yīng)提高對變電器全面檢測，有效控制各類設(shè)備運行可靠性。

4 結(jié)語

隨著各領(lǐng)域用電需求的增加，500kV升壓站在社會發(fā)展中發(fā)揮巨大貢獻，變壓器作為升壓站重點電氣設(shè)備，應(yīng)加強對變壓器的運維和故障檢修，二次設(shè)備的穩(wěn)定性與變電站運行效率息息相關(guān)，電氣二次安裝與調(diào)試作為復(fù)雜工程，應(yīng)挖掘電氣設(shè)備中的技術(shù)隱患，針對安裝調(diào)試過程中存在問題挖潛問題產(chǎn)生的原因，利用日常運維及故障檢修加以解決，提高電氣設(shè)備的使用壽命?？刂坪秒姎庠O(shè)備的質(zhì)量和性能，掌握各運行環(huán)節(jié)的技術(shù)關(guān)鍵，促進安裝與調(diào)試質(zhì)量與進度，便于后續(xù)運行環(huán)節(jié)的穩(wěn)定性，確保電站生產(chǎn)電量滿足人們生產(chǎn)生活需要。