王增炫
摘要:電力變壓器是重要的電力系統(tǒng)設(shè)備之一,改革開放以來,為滿足經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要,我國投入運行的變壓器產(chǎn)品越來越多;近些年,隨著技術(shù)發(fā)展及節(jié)能降耗的要求,經(jīng)過多年的運行的變壓器,需要重新檢查、維修或改造,從而提高電力效率及節(jié)約投資成本。
關(guān)鍵詞:檢查維修;改造優(yōu)化;質(zhì)量控制
一、檢查&維修
按照相關(guān)電力檢修規(guī)程,變壓器維修、改造或大修之前,需對運行中的產(chǎn)品進(jìn)行檢查,包括常規(guī)檢查及特殊檢查,主要內(nèi)容主要從以下幾方面:
(一)變壓器外觀檢查
產(chǎn)品經(jīng)過多年運行,特別是室外的變壓器,更要重視外觀常規(guī)檢查,及早發(fā)現(xiàn)問題,避免問題的不斷嚴(yán)重。
主體油箱外觀油漆檢查,是否有龜裂、掉漆、風(fēng)化等現(xiàn)象;
主體油箱是否有生銹、漏油等現(xiàn)象;
油枕的外觀狀態(tài);
冷卻系統(tǒng)的外觀檢查;
各種儀表,是否有異常數(shù)值。
控制系統(tǒng)的檢查,信號是否正常傳送等方面。
其中套管檢查更為重要,檢查高低壓套管是否清潔,有無裂紋,碰傷和放電痕跡:管管保持絕緣強(qiáng)度的先決條件就是表面的清潔現(xiàn)象,套管要是有塵埃,在出現(xiàn)下雨的天氣,這些塵埃就會和雨水進(jìn)行融合,導(dǎo)致電路出現(xiàn)泄漏電流的情況,這個時候就需要定期的進(jìn)行清理。要是套管出現(xiàn)裂痕的情況,就會讓絕緣強(qiáng)度出現(xiàn)下降的情況,造成漏電的現(xiàn)象發(fā)生。所以如果套管出現(xiàn)有裂紋的情況就要及時的進(jìn)行更換。
(二)檢查變壓器運行的溫度是否超過規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)
變壓器在運行時候自身發(fā)熱,引起溫度升高,一般情況下,變壓器的承受能力越重,線圈里面的電流就會越大,這個時候發(fā)熱量就會越大,溫度就會高。溫度升高太多的時候就會引起絕緣體出現(xiàn)老化的時候,最終導(dǎo)致壽命變短。有標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定,變壓器在工作的時候,油箱的溫度不能超過95℃,要是油溫太高的時候,變壓器就會發(fā)熱,需要結(jié)束運行,馬上查明原因,并且進(jìn)行修理。
(三)檢查變壓器的油位及油的顏色是否正常,是否出現(xiàn)滲漏油現(xiàn)象
變壓器的油位應(yīng)該控制在油表刻度的1/4~3/4以內(nèi)。如果出現(xiàn)油面過低,就要檢查下有沒有出現(xiàn)漏油的情況,要是漏油應(yīng)該馬上停電進(jìn)行修理,要是不漏油應(yīng)該馬上進(jìn)行加油。在加油的時候還要注意油表的刻度,再根據(jù)實際情況的溫度進(jìn)行把油加到適當(dāng)?shù)挠臀弧_€需要通過觀察油的顏色進(jìn)行油質(zhì)的檢查,要是新油淺黃色的顏色,運行一段時間后變?yōu)闇\紅色。發(fā)生老化、氧化較嚴(yán)重的油為暗紅色。經(jīng)短路、絕緣擊穿的油中含有碳質(zhì),油色發(fā)黑。同時通過取油樣,送檢后,進(jìn)行油色譜分析,從中發(fā)現(xiàn)是否有異常耐壓指標(biāo)或異常氣體。
(四)檢查運行中的變壓器聲響是否正常
變壓器在運行的時候在交變磁通的作用下就會發(fā)出輕微的“嗡嗡”生,要是變壓器里面出現(xiàn)故障的時候,就會出現(xiàn)不同的聲音,不同的聲音就代表不同的情況,舉例如下:
(1)出現(xiàn)電源電壓過高、鐵芯過飽和的情況時聲音中有一些尖銳聲,聲調(diào)突然變高;
(2)變壓器負(fù)荷電流大,過負(fù)荷的時候就會聲音增大并比正常時沉重;
(3)變壓鐵芯未夾緊,片間有振動的時候聲音就會增大并有明顯雜音;
(五)短路的可能性
如果出現(xiàn)變壓器異常“跳閘”,溫度升高過快等現(xiàn)象,可能是內(nèi)部絕緣受損,繞組發(fā)生變形,產(chǎn)生了巨大的能量,導(dǎo)致現(xiàn)有產(chǎn)品容量無法滿足異常情況,此種情況,則要積極聯(lián)系生產(chǎn)廠家,考慮返廠大修,進(jìn)行徹底的檢查修復(fù)。
二、改造優(yōu)化
(一)改造原則
高能耗變壓器改造,要堅持相應(yīng)的具體。具體如下:①在改造實踐中,依據(jù)安全設(shè)計相關(guān)規(guī)范以及技術(shù)規(guī)程,開展改造設(shè)計。②基于小工程量、低改造成本、高效率原則,做好供電現(xiàn)狀的調(diào)查,對可利用的變壓器設(shè)備,進(jìn)行技術(shù)改造或者更換,提高運行效率。③對制定的變壓器優(yōu)化改造方案,要進(jìn)行合理性和經(jīng)濟(jì)性的論證分析,確保供電系統(tǒng)運行的安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性以及穩(wěn)定性。
(二)高能耗變壓器的節(jié)能改造分析
1.技術(shù)改造思路。通過對企業(yè)使用的高耗能變壓器,進(jìn)行性能指標(biāo)的調(diào)查以及分析,因為變壓器裝置的容量不同,而且生產(chǎn)廠家不同,加之使用的圖紙不同等,多重因素的影響下,使得變壓器裝置的原始參數(shù)差距較大,比如鐵芯材質(zhì)等。據(jù)行業(yè)分析,以S11型變壓器為例,在進(jìn)行降耗改造時,重點從電磁重新設(shè)計以及絕緣部分等入手,對可以再利用的鐵芯和油箱等,要積極利用,降低改造成本。通過對構(gòu)件進(jìn)行改造,提升機(jī)械強(qiáng)度以及穩(wěn)固性。
2.節(jié)能改造方案。從變壓器節(jié)能改造實踐來說,多采取以下改造措施:①只改繞組。若鐵芯材質(zhì)能夠達(dá)到使用要求,經(jīng)過性能試驗后,重新對變壓器繞組進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計,或者將鋁線圈替換為銅線圈。不僅能夠增加高壓繞組的匝數(shù),以及低壓繞組的匝數(shù),減小磁通密度,最終達(dá)到變壓器空載損耗指標(biāo)。②既改造線圈,同時又改造部分鐵芯。從使用的變壓器實際來說,部分變壓器裝置鐵芯材質(zhì)比較差,加之鐵損以及銅損較大,只進(jìn)行繞組改造,無法達(dá)到低損耗運行的標(biāo)準(zhǔn)。為降低損耗,實現(xiàn)節(jié)能降耗運行,必須要同時改造主級鐵芯,進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)能降耗運行。③陣容改造。從使用的變壓器來說,部分變壓器主變設(shè)計相對緊湊,鐵芯窗口大小無法滿足實際需要,經(jīng)過計算很多無法改造成同容量的變壓器,但是能夠改造為下一容量的變壓器。
(三)高能耗變壓器的節(jié)能改造實例分析
以我司對北京疊各莊電站實施2018年變壓器改造項目為例,分析高能耗變壓器的節(jié)能改造,做如下論述:
1.基于新型節(jié)能型變壓器工藝。為提高變壓器裝置的運行效率,降低能源消耗,提高節(jié)能效率,采取更換高性能變壓器裝置的方式,能夠獲得不錯的效果。使用此類低消耗的裝置,減少設(shè)備空載運行時的負(fù)載損耗和漏磁損耗等,進(jìn)而減少繞組生產(chǎn)的損耗。在實際應(yīng)用中,能夠減少變壓器設(shè)備鐵損,進(jìn)而降低了設(shè)備的能源消耗。據(jù)設(shè)計,空載情況下,可以降耗 30%,而且承載能力更強(qiáng),空載電流可以下降 40%,有著很好的節(jié)能降耗效果。
在此北京疊各莊電站實施改造中,我們考慮到經(jīng)濟(jì)效益,重新利用鐵芯、油箱等部件,考慮ABB技術(shù)的設(shè)計優(yōu)勢,重新設(shè)計繞組、提高抗短路能力等計劃,達(dá)到滿足客戶需求。
2.優(yōu)化變壓器運行方式。為提高變壓器運行的效率,降低能耗,需要優(yōu)化變壓器運行方式。在具體改造中,要做好變壓器設(shè)備運行負(fù)荷范圍的調(diào)查統(tǒng)計。根據(jù)負(fù)荷范圍,來選擇變壓器運行臺數(shù)以及容量,進(jìn)而提高設(shè)備運行效率,減少電能的使用,降低變壓器運行損耗。一般來說,變壓器運行負(fù)載的范圍處于50~70%,運行效率很高,并且損耗很低。若設(shè)備選擇不當(dāng),除了會造成大量損耗,降低設(shè)備運行效率。具體來說,若選擇的變壓器設(shè)備,其容量很小,那么會增加變壓器運行負(fù)載,進(jìn)而增加設(shè)備運行的損耗。若容量很大,極易造成空耗。綜合分析,在選擇變壓器以及運行臺數(shù)時,要結(jié)合負(fù)荷范圍合理選擇。若變壓器設(shè)備的有功損耗達(dá)到最小時,那么負(fù)荷范圍可以接近 50%,此時設(shè)備運行的效率不僅能夠達(dá)到最高,而且能源消耗會很小,處于最佳運行狀態(tài)。除此之外,為保證變壓器裝置實現(xiàn)最優(yōu)運行,可考慮優(yōu)化組織的方式運行,從無功損耗最少、有功損耗最少、綜合損耗最少方面入手。
3.變壓器負(fù)載的經(jīng)濟(jì)分配。一般來說,負(fù)荷率變化,會帶動著變壓器運行損耗。當(dāng)變壓器設(shè)備處于低負(fù)荷運行,或空載運行狀態(tài)下,損耗以鐵損為主。負(fù)荷不斷增加,超過相應(yīng)的范圍時,負(fù)載損耗將會發(fā)揮主導(dǎo)作用。每個變壓器設(shè)備,都具有最佳負(fù)荷率,實際運行的過程中,設(shè)備損耗會達(dá)到最低,運行效率會達(dá)到最高,即經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率。從變壓器實際運行來說,無法確保其始終處于最佳狀態(tài),因此不需要刻意要求負(fù)荷率保持穩(wěn)定,只要其處于相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)范圍內(nèi)即可,保證運行效益。
4.改變冷卻方式,采取自冷減耗。我司對北京某電站實施改造過程中,因舊產(chǎn)品設(shè)計是強(qiáng)油設(shè)計,型號為SFPSZ–180000/220,強(qiáng)油導(dǎo)向風(fēng)冷的方式,其于其附件的故障率高。電站周圍環(huán)境提出了新的要求,我司重新制定了方案,新型號為SFSZ–180000/220,采用自然循環(huán)風(fēng)冷方式,增加片散掛箱壁的設(shè)計,重新排置油管路,通過改造,保證了產(chǎn)品的安全性能,增加產(chǎn)品壽命。
(四)改造質(zhì)量控制
九十年代的產(chǎn)品,特別是一些非主流廠家生產(chǎn)的變壓器,因為技術(shù)工藝落后,產(chǎn)品質(zhì)量相對較落后,性能可靠性不足,運行生命周期短,總運營成本相對較高。如果舊變壓器有機(jī)會進(jìn)行大修、改造或增容,需要把握機(jī)會,在新的維修或改造中,以質(zhì)量優(yōu)先,加強(qiáng)安全可靠性的設(shè)計及制造。
可從以下主要方面進(jìn)行考慮:
選擇優(yōu)質(zhì)改造廠商,綜合考慮維修成本及運營成本。
提升抗短路能力,提高產(chǎn)品的可靠運行,保證投運后的經(jīng)濟(jì)性。
注重產(chǎn)品的外觀質(zhì)量。新的制造工藝不斷提升,改造過程中,加強(qiáng)對防漏油,防生銹的工藝預(yù)防,從根源上解決產(chǎn)品外觀質(zhì)量隱患。比如,加強(qiáng)對焊熢的防漏檢測。
改造過程中,注意項目交接;因為老產(chǎn)品,圖紙等可能不全,此時項目中的現(xiàn)場交接、運輸、工廠交接、設(shè)計確認(rèn)等環(huán)節(jié),變得相當(dāng)重要,減少不必要返工和再確認(rèn),項目負(fù)責(zé)人可以考慮拍照和測量等方法進(jìn)行記錄。
三、結(jié)束語
變壓器的可靠性運行,極大提高其運行效率,保證社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展中電力穩(wěn)定供應(yīng);運行中的變壓器檢查或維修,則保證產(chǎn)品的安全性,起到預(yù)防性,減少不必要的經(jīng)濟(jì)損失;通過對舊變壓器的技術(shù)改造優(yōu)化,促進(jìn)電網(wǎng)高效運行,降低運營總成本,節(jié)約投資成本和延長產(chǎn)品生命周期的作用。
參考文獻(xiàn)
陳世清.淺談電力變壓器的“狀態(tài)檢修”[J].變壓器,2002.
陸繼志.輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修及發(fā)展認(rèn)知[J].云南電業(yè),2009.
馬杰.開展設(shè)備狀態(tài)檢修確保電網(wǎng)安全運行[J].科技情報開發(fā)與經(jīng)濟(jì),2009.
王一,王慧芳,張亮,等.基于效用和成本的狀態(tài)檢修維修方式選擇研究電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2010(19).
王其軍.變壓器檢修維護(hù)中常見問題分析科技風(fēng),2013(18).
朱英潔.新編變壓器實用技術(shù)問答[.沈陽:遼寧科學(xué)技術(shù)出版社,1999.7.
趙家禮,張慶達(dá),等.變壓器故障診斷與修理北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2000.10.