四川马边波罗电站主变压器干燥检修
2005-11-28
郭思俊
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摘要：本文简要的介绍了波罗电站主变的检修过程，重点叙述了主变的干燥施工措施。由于制定了可行的施工措施，并且得到较好的贯彻执行，收到了良好的效果，既为业主挽回了损失，也为实现发电目标争取了宝贵的时间。
关键词：电站 主变压器 干燥检修



一、概述
波罗电站位于四川省马边县境内，距马边县城42公里。电站安装两台24MW的混流式机组。2001年7月28日遭受特大洪水、泥石流袭击，损失惨重。主变压器被泥沙淹没，高压套管不同程度地被冲坏，气体继电器损坏，致使变压器内大量进水（夹带泥沙）。油枕内的变压器油已全部漏掉，散热器片间塞满了泥沙，风扇损坏，控制箱、温控元件等已无法使用。此次洪水造成的损失较2000年6月的严重，主变已是第二次被洪水淹没了，故必须采取有效的检修施工措施，才能恢复主变的正常运行。

二、主变压器的基本参数
型号：SF9-63000/110额定容量：63000KVA
主变的联结组标号：YNd11额定电压：121±2X2.5%/10.5KV
冷却方式：ONAF总重：68970Kg
油总重：13750Kg高压侧电流：300.6A
低压侧电流:3464A

三、施工方案
主变压器油箱内大量进水，线圈严重受潮，故需进行干燥处理。
（一）干燥前的工作
1、打开变压器下部的阀门，先将油箱底部的水份排掉（约有2T），然后将油箱内的变压器油排至空油罐中；
2、拆除散热器、油枕、高低压套管、气体继电器、净油器等附件；
3、对主变进行吊罩检查
由于该变压器布置在室外，适宜在室外进行吊罩检查。其钟罩重约4.1T，垂直起吊高度为3.5M，因马边县城至波罗电站的道路不畅，20T汽车吊无法及时进场。故根据现场实际情况，采用自制钢结构门型架（高近10M），配合8T汽车吊，进行主变的吊罩工作。经吊罩检查发现，线圈围屏上有泥沙，尤其铁芯底部的泥沙较多；A相高压引线绝缘已松开；夹件螺栓部分松动；线圈及铁芯无移位现象。重新包扎好引线绝缘，紧固所有螺栓，然后用已加热至50--60℃的合格变压器油对变压器铁芯和线圈自上而下进行冲淋，耗油2--3T。检测高压、低压绕组和铁芯的绝缘情况，结果为0。捆好引线，用单芯铜线分别将高压侧、低压侧各相绕组连在一起，其裸露部分不得与铁芯相碰。罩上钟罩，安装上变压器A相低压套管，中性点套管，接地套管，以便干燥过程中进行绝缘电阻测试。用临时堵板将暂不安装的附件留口封闭，使油箱形成一密闭空间。

（二）主变的干燥方法
根据现场条件，宜采用涡流真空和热油循环的方法对变压器进行干燥。其基本原理为：在变压器油箱外壁缠绕上励磁线圈，通以50Hz的交流电源，在箱壁上产生涡流；借涡流所产生的热能提升箱内的温度，从而对器身进行干燥。待箱壁温度达到95--100℃时逐步提高箱内真空度（不超过规范要求的极限值）；经过一段时间加热后，若绝缘电阻满足要求，则再次吊罩检查，真空注油，进行热油循环补充干燥。

（三）主变涡流加温干燥计算
主变外形尺寸为：长X宽X高=5180X2000X3101mm，设环境温度（初始温度）为18℃，加温最高温度为100℃。
1、加热所需的功率根据其绕线面积计算，保温系数取9，则：
P=9x（5.18+2.0）x2x3x(100-18)/1000=31.79kw
2、单位面积功率ΔP=31.79/[(5.18+2)x2x3]=0.74kw
3、查表取A=2.33,则励磁线圈匝数T=380x2.33/[(5.18+2)x2]=62匝
4、励磁线圈电流I=31.79/(x0.38x0.7)=69A
采用70mm2铝导线,约需900米。

（四）干燥具体操作步骤
1、将变压器周围清理干净，应无易燃物品。用脚手架搭成一临时保温棚，采用帆布和石棉布围成长7.5米，宽5米，高5米的空间，并留有供人员进出的门。保温棚内外各放置4只CO2灭火器。
2、为了较快的提升油箱内温度，在箱底部共设置8只1.5kw的电炉。分三组控制投切，以调节温度。先在油池的鹅卵石上放一块3mm厚的钢板，在钢板铺上一层石棉布，用砖块将电炉垫起来，但离油箱底部不得少于200mm，然后周围用石棉布围成一密闭空间。监控油箱底部温度，使之不得超过100℃。
3、将12根长3米，宽0.15米，厚2厘米的木板条均布在油箱壁的四周，在每根木板上钉上钢钉（以不穿透木板为宜），在钢钉上缠上电工胶布，以保证导线匝间绝缘。
4、将70mm2塑料铝芯线（选用橡皮铜线较好，但成本较高）共62匝缠绕在主变的油箱壁上；为使油箱温度上升均匀，在油箱下部绕组较中上部密些。在导线首尾两端通入二相380V交流电源，用钳形电流表测得励磁电流为70A。根据检测的温度情况看，涡流干燥24小时后，箱壁温度维持在65℃左右，不再上升，线圈温度约50℃，趋于饱和状态。
5、重新缠绕励磁线圈，在50匝和55匝处各留一抽头（见下页的励磁线圈缠绕示意图和接线图）。用空气开关控制投切，调节温度，投入50匝绕组时，励磁电流为110A；投入55匝绕组时，励磁电流90A；同时在油箱顶部均匀铺设三层石棉布保温，根据加温情况看，效果良好。应在缠绕组前在箱壁上包绕二层石棉布，但因成本较高而未采用。
6、开始加温干燥时，应随时注意各部温度上升情况，导线的发热情况。温度稳定后，应每小时记录一次各部温度，包括油箱底部，油箱前后壁的上、中、下部，油箱内温度等。
7、待箱壁温度升至95--100℃时，启动真空泵，将油箱内抽成0.02Mpa,然后每小时均匀的增加0.0067Mpa至0.08Mpa真空度（600mHg）。此时应注意箱内的温度变化情况，若温度降低较多，可用线圈抽头调节电流控制温度。抽真空的同时，应监视箱壁的变形情况，不得超过其厚度的两倍，即16mm。在油箱的正面和背面中部设置两个测点，在地面上分别安装2个标杆，用钢板尺测量油箱的弹性变形值。
8、每天测量两次各部绝缘电组值，并记录测量时的温度。

（五）加温干燥安全措施及注意事项
1、制定详细的施工措施，并做好技术交底工作。
2、作业区域内严禁烟火。
3、油箱壁温度不得超过110℃，局部最高不超过120℃。
4、油箱上部与中下部温差不得超过20℃。
5、施工人员应熟悉并掌握操作流程，了解对温度、真空度、箱壁变形量等监测的重要性。
6、搞好人员组织安排，充分做好准备工作，做到有条不紊。
7、值班人员不得离开施工现场。

（六）干燥结束的判定
1、绕组绝缘电组经6--8小时趋于稳定。
2、无潮气排出，抽真空无凝结水析出。
3、主变干燥前后绕组绝缘电组值见下表：
2001年11月25日，经连续6小时对各绕组绝缘电阻的检测结果表明，绝缘电阻值已趋稳定，抽真空时无凝结水析出；虽铁芯对地的绝缘电阻仅4.5 MΩ，但通过涡流真空干燥已无法改善，故停止干燥。

（七）补充干燥
1、再次吊罩，检查绕组、铁芯、结构件的紧固螺栓有无松动；检查绕组绝缘表面有无过热现象；用干净的白布条将铁芯下轭与油箱底部之间进行拉刮，清除油泥和杂物，并用加热至50--60℃的合格变压器油对器身进行冲洗。
2、注入合格的变压器油（采用真空注油），油面距箱顶不少于200mm。用真空滤油机将变压器油箱内的油加热循环，应连续72小时不间断，油温不低于60℃。油温为45℃时测得：高压绕组对低压绕组及地R60″/R15″=980/750MΩ（2500V），低压绕组对高压绕组及地R60″/R15″=1600/800MΩ（2500V），铁芯对地为180 MΩ（2500V）。

四、主变的相关试验
变压器注满合格油静置24小时后，排放气体，方可进行以下试验：
1、测量绕组连同套管的直流电阻；
2、测量铁芯对地的绝缘电阻；
3、测量绕阻连同套管的绝缘电阻及吸收比；
4、测量绕阻连同套管的直流泄漏电流；
5、测量绕阻连同套管的介质损失角正切值tgδ；
必须完成以上所有检查试验项目（包括油样），且试验结果合格后，才能进行高、低压绕组的交流耐压试验。2001年12月11日主变低压绕组连同套管的30KV工频耐压一分钟试验通过，高压绕组连同套管的170KV，250Hz感应耐压24秒通过；12月17日主变压器经电力系统5次冲击合闸试验。机组已于12月25日并网发电，现变压器运行正常。