變電設(shè)備的安裝要點(diǎn)與檢修措施研究

張東升 張智穎

（銀川能源學(xué)院）

0 引言

變電站設(shè)備［1-2］的質(zhì)量直接關(guān)系到電力設(shè)備的安全運(yùn)行，設(shè)備的定期維護(hù)能夠保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定狀態(tài)。因此，每一個細(xì)節(jié)都必須由相關(guān)部門進(jìn)行管理，確保不發(fā)生系統(tǒng)故障和質(zhì)量問題，特別是在安裝、調(diào)試、運(yùn)行、維護(hù)等各個環(huán)節(jié)。同時，還需關(guān)注關(guān)鍵技術(shù)，因為它們在整個電力網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行中發(fā)揮著重要作用。隨著電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，在電氣設(shè)備的安裝、調(diào)試、測試、運(yùn)行和維護(hù)方面將出現(xiàn)越來越多的新技術(shù)。例如消除人工監(jiān)控的智能管理的引入，在維護(hù)操作中發(fā)揮了積極作用。

電力系統(tǒng)和負(fù)荷配置是系統(tǒng)中最復(fù)雜的部分，發(fā)電廠負(fù)責(zé)電力設(shè)施的運(yùn)行，而變電站則負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)換高壓交流電并將其分配到電網(wǎng)中。因此，變電站設(shè)施對整個電網(wǎng)的正常和可靠運(yùn)行有重大影響，確保變電站的穩(wěn)定和可靠運(yùn)行是電力系統(tǒng)的一個關(guān)鍵因素。因此，在實(shí)際安裝過程中，必須注意安裝工作和定期調(diào)試。之后可以進(jìn)行維護(hù)，以減少對設(shè)備的損害，確保主電源的安全和順利運(yùn)行。因此，變電站和該單位的電氣設(shè)備的各方面需要認(rèn)真注意，以盡量減少事故的風(fēng)險，變電站和電氣設(shè)備的安裝、調(diào)試和延長運(yùn)行和維護(hù)變得越來越重要。

1 變電設(shè)備安裝與檢修的必要性

1.1 提升設(shè)備質(zhì)量

變電站設(shè)施是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，變電站設(shè)施在使用過程中出現(xiàn)了一些安裝和維護(hù)方面的問題。要解決這些問題，就必須保證變電站設(shè)施安裝和維護(hù)的完善性，這就需要不斷提高變電站設(shè)施的整體質(zhì)量，為保證其在今后電力建設(shè)中的正常安全運(yùn)行打下堅實(shí)的基礎(chǔ)。

延長電氣設(shè)備的使用壽命是關(guān)鍵。電氣設(shè)備的使用壽命因使用頻率增加和長期磨損而縮短。電氣設(shè)備大修有助于早期發(fā)現(xiàn)和維護(hù)電氣問題，從而延長電氣設(shè)備的使用壽命。如果不對電氣設(shè)備進(jìn)行大修，設(shè)備在長期磨損后可能無法正常工作，需要購買新設(shè)備并產(chǎn)生額外費(fèi)用。因此，對故障電氣設(shè)備進(jìn)行大修，并對使用過的設(shè)備及時進(jìn)行攤銷維修，這樣可以延長電氣設(shè)備的使用期限，減少不必要的費(fèi)用。

變電站是國家電網(wǎng)的重要構(gòu)成部分，也是國計民生的重要組成部分。在競爭激烈的市場中，變電站需要提高經(jīng)濟(jì)效益，采取有效措施降低成本，并為公眾提供更好的服務(wù)。其中，電氣設(shè)備是變電站的重要組成部分，只有安全、高效的運(yùn)行才能提高變電站的經(jīng)濟(jì)效益，降低成本。

1.2 提高用電安全性

在社會對電力資源需求增加的前提下，必須明確電力與社會生活的聯(lián)系，并在此基礎(chǔ)上不斷發(fā)展電站設(shè)施的安裝和檢修技術(shù)。工程師要通過合理的調(diào)試和檢修，發(fā)現(xiàn)變電站設(shè)施安裝和運(yùn)行中存在的問題，提高電力的穩(wěn)定供應(yīng)，防止對社會安全造成不良影響，從而保證社會電力的可持續(xù)發(fā)展。

電氣設(shè)備在變電站中占有重要地位，而變電站的運(yùn)行安全又可以為整個變電站的安全無故障運(yùn)行提供重要保證。當(dāng)電氣設(shè)備承受高負(fù)荷時，必須及時進(jìn)行檢修和維護(hù)，糾正問題，為變電站的安全高效運(yùn)行提供重要保證。因此，我們要更加重視變電站的電氣設(shè)備，加強(qiáng)對電氣設(shè)備的監(jiān)測和維護(hù)，確保電氣設(shè)施的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。

2 變電設(shè)備的安裝要點(diǎn)

本文以一個工程為例，分析了變電站安裝的主要內(nèi)容。該工程建設(shè)的充電站由充電設(shè)備、充電監(jiān)控軟件平臺、工程支持、10／0.4kV配電系統(tǒng)、候車雨亭和其他必要的輔助設(shè)備組成。

充電站配備2臺歐式箱變和10臺充電機(jī)，其中9臺配備一樁兩槍，1臺配備一樁一槍，采用分體式充電機(jī)，整流柜和充電樁在不同位置。該工程中關(guān)于變電站設(shè)備安裝的主要內(nèi)容有以下幾點(diǎn)。

2.1 變壓器

研究工程中的變壓器［3-4］是箱式變壓器，符合抗震等級8級和風(fēng)力等級12級的要求。變壓器采用耐腐蝕材料保護(hù)，防護(hù)等級至少為IP44。所有部件均采用成熟的技術(shù)進(jìn)行組裝，性能優(yōu)良，易于操作和維護(hù)。

2.1.1 變壓器的安裝

根據(jù)變壓器設(shè)計的幾何形狀，主要的安裝過程可以分為以下步驟，如圖所示。

圖 變壓器安裝主要流程圖

在電力系統(tǒng)中的各類電氣設(shè)備中，變壓器在電壓調(diào)節(jié)方面發(fā)揮著重要作用。這些設(shè)備主要以電磁感應(yīng)為工作原理，通過將給定的交流電壓轉(zhuǎn)換為理想的電壓值來滿足各種電氣設(shè)備的電壓要求。通常情況下，它們由絕緣管套、冷卻系統(tǒng)、分接開關(guān)、鐵心、繞組、儲油罐、保護(hù)裝置和其他部件共同組成。為了保證變壓器設(shè)備安裝的準(zhǔn)確性，工程人員必須提前檢查各種部件的質(zhì)量，確保每個部件處于安全穩(wěn)定的工作狀態(tài)。在每個階段都要完成試驗工作，以及對變壓器箱體進(jìn)行接地處理的具體要求進(jìn)行分析，根據(jù)電力系統(tǒng)的特殊要求和施工條件，接地處理工作完成后應(yīng)將變壓器箱體也水平放置，盡可能使變壓器箱體出現(xiàn)過大的位移，將誤差控制在0.15%以內(nèi)，避免變壓器箱體出現(xiàn)。變壓器箱體安裝完畢后，根據(jù)安裝工作的進(jìn)度進(jìn)行附件的安裝。

2.1.2 變壓器的調(diào)試

變壓器的調(diào)試工作一般在兩個方面進(jìn)行：

第一個方面是由裝配商進(jìn)行，包括調(diào)節(jié)器開關(guān)的調(diào)試和一般的密封測試。第二方面是由測試承包商進(jìn)行，包括各種外殼的調(diào)試測試。

（1）整體密封試驗

變壓器安裝后，應(yīng)進(jìn)行整體密封測試。常用的方法是拆下空氣濾清器，通過空氣濾清器連接管施加0.035MPa的壓力12h，將膠囊密封在油墊中。外殼、配件和每個安裝法蘭的表面必須沒有泄漏、損壞或其他異常情況。

（2）調(diào)壓開關(guān)調(diào)試

單向離合器選擇桿和發(fā)動機(jī)驅(qū)動單元之間的連接應(yīng)通過連接測試來確認(rèn)。在轉(zhuǎn)換齒輪單元的高速步進(jìn)機(jī)構(gòu)啟動和發(fā)動機(jī)驅(qū)動單元的高速步進(jìn)機(jī)構(gòu)結(jié)束之間，兩個旋轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)速度應(yīng)符合產(chǎn)品規(guī)格。聯(lián)軸器經(jīng)過檢查后，應(yīng)首先手動啟動至少兩個周期，然后再電動啟動。聯(lián)軸器本體的操作位置、電機(jī)驅(qū)動單元的指示位置和控制聯(lián)軸器的位置應(yīng)是相同的。

1）手動操作試驗。手動操作兩個或更多周期，以驗證傳動機(jī)構(gòu)是否靈活；電氣齒輪箱鎖開關(guān)、限位開關(guān)和順序開關(guān)是否正確；以及儀器是否正常運(yùn)行。

2）電氣性能試驗。首先，用手在中間分接位置操作分接開關(guān)，進(jìn)入工作電源，然后進(jìn)行電氣操作，確定電源的相序和電動發(fā)動機(jī)的控制。如果電動機(jī)的轉(zhuǎn)向與分接開關(guān)指示的轉(zhuǎn)向不一致，必須立即糾正。然后，分接開關(guān)應(yīng)至少運(yùn)行五個周期，步進(jìn)按鈕、緊急停止按鈕、電動限位鎖、手動電動鎖和遙控器的操作都應(yīng)準(zhǔn)確可靠。

（3）變壓器交接試驗

調(diào)試測試驗證了變壓器安裝后的質(zhì)量，并為變壓器的長期性能建立了初步標(biāo)準(zhǔn)。調(diào)試試驗的主要內(nèi)容和評價標(biāo)準(zhǔn)如下：

1）連同插件一起測量繞組的直流電阻；對于1600kVA或以上的變壓器，每相的繞組電阻之差應(yīng)小于三相平均值的2%。如果繞組沒有中性點(diǎn)，各線之間的差值必須小于三相平均值的1%。與產(chǎn)品工廠在相同溫度下測得的數(shù)值相比，其相應(yīng)的變化應(yīng)小于2%。

2）所有抽頭的電壓比應(yīng)進(jìn)行檢查，并與制造商的銘牌數(shù)據(jù)或工廠測量數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，不得有明顯差異。

3）根據(jù)銘牌和套管上的符號，檢查變壓器的三相接線組。

4）檢查高壓臟瓷套管的絕緣電阻和介質(zhì)損耗系數(shù)。

5）應(yīng)測量繞組與插件一起的絕緣電阻、吸收系數(shù)和極化指數(shù)。絕緣電阻必須小于出廠試驗值的70%，吸收系數(shù)必須小于13，極化指數(shù)必須小于1.5；對于220kV以上和120MVA以上，宜用5000V兆歐表來測量極化指數(shù)。

6）與插件一起測量繞組的直流漏電流。110kV和220kV變壓器繞組的測試電壓為40kV，500kV變壓器繞組的測試電壓為60kV。

7）應(yīng)測量鐵心和夾持件的絕緣電阻。變壓器鐵心應(yīng)在一個點(diǎn)上接地。測量時應(yīng)使用2500V絕緣電阻表，測量時間為1min。

8）用局部放電試驗套管繞組。局部放電試驗的目的主要是驗證變壓器在運(yùn)輸和安裝到現(xiàn)場后的狀況。試驗方法和評價方法應(yīng)符合GB1094.3的有關(guān)規(guī)定，在試驗過程中，局部放電的持續(xù)水平不超過規(guī)定值，且局部放電量沒有持續(xù)增加的趨勢。

9）有載分接開關(guān)的檢查和測試對有載分接開關(guān)的開關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢查，通過測量每個開關(guān)設(shè)備的開／關(guān)比率、電阻、開／關(guān)程序和時間、操作順序等，確保其符合要求。還應(yīng)通過抽取油樣來檢查有載分接開關(guān)油室中的絕緣油。

10）變壓器繞組變形試驗。安裝完畢后，應(yīng)采用頻率響應(yīng)法和低壓短路阻抗法對變壓器進(jìn)行測試，以確定繞組變形，留下數(shù)據(jù)，為進(jìn)一步對變壓器進(jìn)行在役測試確定短路電流浪涌造成的損壞而制定標(biāo)準(zhǔn)。

11）應(yīng)檢查變壓器的相位并與主電源的相位相匹配。

12）驗收后，應(yīng)在額定電壓下進(jìn)行最后的沖擊試驗和噪聲測量。

所有試驗完成后，應(yīng)編制試驗報告，并連同工廠資料、燃?xì)忾y、壓力閥等的校準(zhǔn)報告以及非升壓式散熱器和調(diào)壓開關(guān)的制造商承諾一起提交給工廠的運(yùn)行維護(hù)部。

（4）驗收檢查

1）儲油柜和套管上的油位指示在常溫下是否符合要求，油位是否有誤標(biāo)現(xiàn)象，儲油柜中是否有清潔氣體排出。

2）對變壓器的每個氣體出口插頭，或氣體出口網(wǎng)，最后檢查一次出口，并擰好每個氣體出口插頭。

3）檢查呼吸器呼吸是否正常，管道呼吸器是否通暢，硅膠是否褪色不能使用，儲油器油位是否合格。

4）卸壓閥固定器或蓋子取下，卸壓閥蝶形閥打開。

5）確保電力變壓器的二次導(dǎo)線連接正確、牢固，進(jìn)氣孔沒有被堵塞。

6）確保氣體繼電器安裝方向正確，導(dǎo)氣管清潔，氣體收集箱注滿油。

7）確保接地系統(tǒng)充分接地。

8）確認(rèn)氣體繼電器溫度計、油位計、泄壓閥、爆壓繼電器和其他保護(hù)控制線路連接正確。

9）檢查變壓器是否有滲漏，外觀是否干凈整潔，是否有異物。

2.2 連接體

在研究工作中，變電站設(shè)備使用螺絲和夾具進(jìn)行連接，其中大部分是由銅制成的，有些是由鋁制成的。這些材料很容易被氧化，如果處理不當(dāng)，嚴(yán)重時可導(dǎo)致設(shè)備完全燃燒。

2.3 避雷器

本文討論的研究項目需要安裝避雷器，裝在設(shè)備的上邊，來避免電擊。避雷器可以安裝在電涌保護(hù)器之前，這樣做，無論變壓器是否正常運(yùn)行，都必須保證避雷器的穩(wěn)定性。電涌保護(hù)器安裝不當(dāng)會縮短整體距離，并在一定程度上增加泄漏電流，從而大大降低整個系統(tǒng)的絕緣水平。在混凝土地面等多塵區(qū)域，應(yīng)安裝電涌保護(hù)器以避免閃絡(luò)和其他問題。在配電網(wǎng)絡(luò)中，變壓器及其外殼要有效地連接到低壓直接接地系統(tǒng)中，以便最大限度地利用避雷器。

2.4 電氣一次設(shè)備

在安裝電氣一次設(shè)備之前，操作人員必須仔細(xì)閱讀電氣設(shè)備操作手冊，按照要求逐一跟著要求進(jìn)行安裝測試，在安裝過程中必須禁止有不符合規(guī)則的操作。電氣一次設(shè)備的安裝是一項具體又復(fù)雜的操作步驟，涉及到有關(guān)各個電力方面的專業(yè)知識。在出現(xiàn)問題時，維修人員必須向?qū)＜易稍?，并始終正確、認(rèn)真地進(jìn)行電氣一次設(shè)備的安裝和調(diào)試。

2.5 電氣二次設(shè)備

（1）電氣二次設(shè)備由保護(hù)裝置、控制裝置、數(shù)據(jù)采集裝置、照明裝置等組成；安裝時，操作人員應(yīng)確保設(shè)備符合設(shè)計圖紙要求，確保安裝部件或安裝附件的缺陷不影響二次設(shè)備的正常使用。

（2）電氣二次設(shè)備安裝過程中，檢查開關(guān)設(shè)備的保護(hù)和控制功能、電氣二次設(shè)備的信號指示和數(shù)據(jù)采集，確保正常運(yùn)行。

（3）在電氣二次設(shè)備安裝過程中，充分調(diào)整電氣二次設(shè)備、輔助設(shè)備和繼電設(shè)備的安裝位置，確保無安裝遺漏和缺陷，符合正常設(shè)備制造要求。

2.6 電力電纜

電力電纜鋪設(shè)是變電站安裝的一個重要部分，應(yīng)根據(jù)市場的發(fā)展，積極使用電纜代替架空線，使電力傳輸更加完整。

（1）鋪設(shè)電纜時，應(yīng)根據(jù)實(shí)地勘察的施工方案，確定電纜的走向，用石灰在地面上留下痕跡。

（2）為保證電纜的長度和深度，應(yīng)垂直挖溝，及時在溝底鋪沙，然后用機(jī)械方式鋪設(shè)電纜。

（3）鋪設(shè)電力電纜時，可采用電纜支架將電纜與電氣接頭連接，并鋪設(shè)塑料外殼。在這種情況下，應(yīng)使用不同的顏色做適當(dāng)?shù)臉?biāo)記，以區(qū)分三相。

3 變電設(shè)備的檢修措施

3.1 優(yōu)化設(shè)備管理制度，實(shí)行定期檢修

3.1.1 優(yōu)化設(shè)備管理制度

在使用和維修變電站設(shè)備［5-8］時，需要加強(qiáng)設(shè)備管理系統(tǒng)，以便維修人員能夠更好地了解、記錄和及時維修故障。在短期內(nèi)，即使變電站設(shè)備的問題相對不那么嚴(yán)重，不影響其他變電站設(shè)備的正常運(yùn)行，也要及時解決，使供電部門能夠形成比較完整的管理體系，為中國電力工業(yè)的長期發(fā)展起到促進(jìn)作用。

3.1.2 實(shí)行定期檢修

（1）在變電站設(shè)備的日常運(yùn)行中，應(yīng)定期進(jìn)行檢修，對發(fā)現(xiàn)的任何缺陷或不足應(yīng)及時記錄、報告和分類。不影響整體性能的小缺陷應(yīng)包括在常規(guī)檢修中。對于比較嚴(yán)重的問題，應(yīng)制定短期檢修計劃，一旦設(shè)備達(dá)到一定的故障程度，應(yīng)及時糾正故障，并加強(qiáng)檢查，使問題的嚴(yán)重程度在任何時候都不超過一定的界限。對于比較嚴(yán)重的問題，應(yīng)及時采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)急工程措施。

（2）為了提高變電站設(shè)施的安全防范能力［9-15］，有必要建立以先進(jìn)的微機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，引進(jìn)高靈敏度的傳感器，實(shí)時收集和分析現(xiàn)場設(shè)施的信息，并利用無線方式對特定的預(yù)試元件實(shí)施無線監(jiān)控，這將大大提高現(xiàn)場設(shè)備的日常維護(hù)效率，由定期維護(hù)轉(zhuǎn)向每天狀態(tài)維護(hù)。

3.2 利用在線監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)行設(shè)備檢修動態(tài)管理

目前，由于我國科學(xué)技術(shù)的的不斷提升，電力系統(tǒng)的信息化、網(wǎng)絡(luò)化正在逐步形成。電力企業(yè)在改變傳統(tǒng)的變電設(shè)施檢修方式時，應(yīng)合理利用信息和計算機(jī)技術(shù)，采用變電設(shè)施在線監(jiān)測系統(tǒng)，對設(shè)施的檢修進(jìn)行動態(tài)管理，不斷提升電力系統(tǒng)的效率。變電設(shè)施在線監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢非常好，配合適當(dāng)?shù)膫鞲性O(shè)備，可以有效地監(jiān)測和控制電網(wǎng)的運(yùn)行情況，大大縮短變電設(shè)施的檢修時間。

4 結(jié)束語

綜上所述，電力在我國工業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，同時在人們的生活中處處存在。因此，要強(qiáng)化各個方面使電力系統(tǒng)的功能變強(qiáng)，加強(qiáng)變電站設(shè)施的安裝和調(diào)試，提高安裝質(zhì)量和效率。在安裝過程中，需要對變電站的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行升級改造，提高安全性和效率。電力行業(yè)的廣泛從業(yè)者應(yīng)正確認(rèn)識當(dāng)前存在的問題，并在今后的工作中，努力提高變電站設(shè)備的安裝和檢修水平，為我國工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展提供強(qiáng)大的推動力。