220kV单相牵引变压器真空注油方法.docx

220kV 单相牵引变压器真空注油方法220kV 单相牵引变压器真空注油方法电务工程 刘 武【摘 要】 牵引变压器作为铁路牵引变电所的核心部件 ,牵引变压器的安装始终是铁路电气化牵引变电工程的掌握关键工程 ,对牵引变压器进展注油是变压器安装中一个关键工序。笔者总结自己多年的施工阅历,介绍了牵引变压器及其滤油设备,并具体介绍了进展 220kV 单相牵引变压器真空注油方法步骤。【关键词】牵引变压器变压器油真空注油1 220kV 单相牵引变压器概述长期以来在铁路牵引供电系统中,牵引变电所进线电源大多承受110kV 电压等级,但电压等级为 220kV 的电力系统,由于其稳定性好,安全系数高,抗不平衡度强,渐渐被铁路供电系统优先承受。牵引变压器是按铁路牵引供电系统的特别要求设计和生产的。常 见的国内牵引变压器有五种:单相牵引变压器(承受 V/V 接线),三相双绕组变压器(承受YN,d11 接线),三相三绕组变压器(承受YN,d11,d1 接线), 三相/二相斯科特变压器及三相平衡变压器。胶济线牵引变电工程承受220kV 单相牵引变压器(承受 V/V 接线)。2 真空注油标准及设备211 注油标准220kV 变压器由于质量过大,一般不能带油运输,因此要充入氮气, 使器身不与空气接触, 避开绝缘受潮。依据牵引供电施工标准要求,110kV 以上的变压器宜承受真空注油 ,为确保变压器能正常工作运行,220kV 及以上变压器必需进展真空注油。真空注油即是在对变压器进展抽真空的同时进展注油作业 ,并承受真空滤油方式进展驱除潮气;而真空滤油就是通常所说的真空雾化,其工作过程首先是将绝缘油加热到 50左右,使油温高于(或接近)真空状态下水的汽化温度并将油雾化。油雾细粒中的水分在进入真空罐前排出 ,从而除去混入油中的水分和气体。212 真空注油设备简介一套完全的真空注油设备包括三大组件 :专用发电机、真空滤油机组、抽真空机组。专用发电机一般为三相柴油发电机,要求牢靠性能高,能适合长时间无故障运行,输出功率可依据真空滤油机组及发电机功率匹配,一般应在90120kW 之间;由于牵引变电工程施工现场作业条件较差,因此发电机还应适合野外作业及搬运。真空滤油机组一般分为户外形和户内型,户外型易于现场施工作业。按真空滤油机真空处理的力量又分为单级式和双级式。双级真空滤油机承受两级罗茨增压泵,从而使真空系统内形成高真空区和低真空区,其中高真空区到达极限真空度,再在肯定的温度条件下,到达真空分别的最正确效果。真空滤油机整套系统包括注油单元、回油单元、真空过滤单 元、加热单元及仪表监视系统等五个主要局部。本公司承受的是自贡 真空滤油机总厂产Z JA6BF 型双级户外高真空滤油机组,已经过多个工程的使用,性能根本能满足要求,并在胶济线担当多个牵引变电所的真空注油作业 ,主要的技术参数为 :公称流量:6000l/h;总功率 :82179kW; 工作真空度 :133Pa; 整体重量 :3000kg; 极限真空度 :7Pa; 工作温度 :30 50; 工作压力 :<015MPa; 主要外型尺寸:3500×2300×2200 (长×宽×高);进油管径 DN80;出油管径 DN80;电源 380V,50Hz。该台设备具有精滤功能。3 变压器油概况变压器油是一种矿物油,具有很好的绝缘性能,其成份是很简单的,主要是由环烷烃、烷烃和芳香烃构成。变压器油起两个作用 :一个作用是在变压器绕组与绕组、绕组与铁心及油箱之间起绝缘介质 ,保护变压器的内部绝缘,不使潮湿空气和水分直接侵入;另外作为介质,通过循环使设备运行中内部产生的热量散发出来或熄灭电弧 ,保证变压器的额定容量和油断路器的开断容量。变压器油按低温性能分为 10 号、25 号和 45 号三个牌号。最低气温高于-10的地区用 10 号变压器油,最低气温低于-10、高于-25的地区用 25 号变压器油,最低温度低于-25高于-45的地区用 45 号变压器油,凝点低的油可代替凝点高的油,反之则不行。4 真空注油的方法以我公司担当的胶济线电气化工程单相牵引变压器进展真空滤油 为例。该变压器容量为 40MVA,电压等级为 220/2715kV 等级,总重量约 69t,由西门子克罗地亚工厂生产,变压器为充氮运输,变压器油为疆克拉玛伊产45 号变压器油,由西门子济南变压器公司供给,油约重 26t。411机械、设备配置机械、设备配置见表 1。表 1机械设备配置序号名 称规格型号单位数量序号名称规格型号单位数量1 发电机 120kW 台 16 力矩扳手150N?M 把 22 真空滤油机Z JA6BF 台 17 万用表 DN T80 只 13 抽真空机组Z JA-150 台 18 温湿度计只 14 油试验器I JJ-1/80 台 19 灭火器个 35 遮雨棚个 310 照明灯具 200W 只 2412材料配置 材料配置见表 2。表 2材料配置序号名 称规格型号单位数量序号名称规格型号单位数量1 电力电缆 VV-3×25+1×16 米适量 6 耐油塑料管<80 米适量2 电力电缆 VV-3×6+1×4 米适量 7 毛巾张 153 接地电缆铜辫线 25mm2 米适量 8 各类接头自制个 24 柴油升 10009 干电池块 105 真空油 1 号或 2 号升 1010 密封脂 kg1413人员配置一般配置可为:现场施工负责人及技术负责人各 1 人,值班作业人员9 人,试验人员 2 人。414注油方法及步骤总结以往的阅历,加工变压器主体、变压器油容器与抽真空机组及真空滤油机组相连的各种阀门,留意当承受钢管时,肯定要避开钢管面消灭砂眼;布置真空滤油机组,发电机及抽真空机组,由于大功率发电机的噪声较大,为了对真空滤油作业进展亲热的监控,发电机应与真空滤油机组及抽真空机组距离较远一些为好,一般应相距 50 米以上;搭建防雨遮阳棚,防止气候的突然变化, 这格外重要;备齐各种消耗材料,包括柴油及真空油;加装真空滤油机及真空抽气机组冷却水、真空油。真空注油作业一般分为四步进展:抽真空排氮作业、真空注油作业、真空滤油作业、变压器油试验。41411抽真空排氮作业图 1牵引变压器抽真空排氮连接示意 (1)连接储油柜至真空泵间的抽真空管路。由于抽真空管路上端直接连接在储油柜顶部的真空阀门上,因此在安装后要将管路固定牢靠,不得使阀门承受预应力,以防损坏。连接时,真空管道与阀门的连接处应涂抹密封脂。(2)连接发电机至真空抽气机组电力线路, 并将真空抽气机组和发电机牢靠接地。(3)检查抽真空系统各管件连接,全部连接部位应密封完好,连接图见图 1。(4)关闭图中阀门 2、阀门 3,翻开阀门 1。(5)启动发电机,对抽真空机组供电。(6) 启动抽真空机组循环水泵,对发电机及真空抽气机组进展试运行, 并对抽气管道及抽真空系统本身进展抽真空。一般状况下在连续 1 小时左右,真空度应能到达 1020Pa ,假设真空度不能小于 50Pa ,则抽气管道或真空系统本身有泄漏现象,应进展处理。(7) 关闭阀门 1,观看真空计指示,应无大的变化,在较长时间内,真空度一般不小于100Pa ,否则抽气管道或真空系统本身有泄漏现象,进展处理。(8) 翻开阀门 2、阀门 3 及散热片阀门进展抽真空排氮作业。记录抽真空开头时间,监视真空度上升速率,每一小时记录一次。(9) 当真空度到达肯定的数值时,应进展保压肯定时间,保压时抽真空机组应连续运行。保压前的真空度及保压时间各变压器要求各异 ,应遵循变压器安装手册进展。该台西门子变压器保压时的真空度为100Pa , 保压时间为 36 小时。从开头抽真空到保压时,该台变压器约进展了 12 小时左右的抽真空作业,保压后的真空度能到达 13Pa 左右。(10) 保压进展 36 小时后,关闭阀门 1,停顿真空泵运转。30 分钟后, 记录真空计读数,与停机前的真空度比较,其下降值即是该变压器的泄漏率。一般状况下,假设泄漏率不大于130Pa ,即认为合格。可以进展下步作业。41412 真空注油作业(1)真空泄漏率合格后,连接变压器、真空滤油机、变压油容器、发电机之间的输油管道及电力线路,并将各设备牢靠接地,连接图见图 2。(2)开启阀门 1,启动抽真空系统,连续抽真空 12 小时,并每小时做一次真空记录。(3)发电机向真空滤油机组供电,启动真空滤油机组循环水泵,对真空滤油机进展试运行。(4)翻开储油罐下部的出油阀门 9,启动真空滤油机组真空泵,当真空罐内负压到达 100kPa 左右,翻开真空滤油机组进油阀门 7,绝缘油在大气的压力下进入真空罐,罐内油位到达肯定高度后,启动排油泵。对变压器主体进展注油作业。图 2 牵引变压器真空注油连接示意(5)注油时,通过投入加热器组数及掌握真空滤油机组进出油阀门来掌握注油温度 ,注油速率一般应掌握在 34t/h 为宜。在进展真空注油时,亲热监视变压器油温度, 及真空度压力,作好相关记录。(6) 注油过程中,应严密监视变压器油位,一般国内注油量为油位计的30%为宜。注油量到达要求时,停顿注油,关闭注油阀门,继续抽真空作业。(7) 15 分钟后,关闭抽真空阀门 2,阀门 3,停顿真空泵运转,换接氮气瓶及相关管路。开启阀门 6,将油枕隔膜缓缓充入氮气,破坏原真空状态。(8) 氮气充入,储油柜内的油面将下降 ,当油位下降到肯定位置时 ,停顿充氮,翻开注油阀门,再次注油。重复几次,将隔膜袋内压力至大气压力, 并将变压器油位至高出正常油位 10%左右。(9) 翻开变压器身的放气塞,排出残留在器身内部的空气,然后关闭各放气塞。图 3 牵引变电器真空滤油连接示意(10)关闭真空滤油机组。41413 真空滤油作业(1) 将输油管道按图 3 所示连接。(2) 翻开变压器下部的出油阀门 4,进油阀门 5,启动真空滤油机组真空泵,当真空罐内负压到达 100kPa 左右,翻开真空滤油机组进油阀门 7, 开启出油阀门 8,绝缘油在大气的压力下进入真空罐,罐内油位到达肯定高度后,启动排油泵。滤油机组进入负荷运行状态。(3) 通过投入加热器及掌握真空滤油机组进出油阀门来掌握注油温度,变压器油温度应掌握在 5055为宜,速率一般掌握在 34t/h 为宜。(4) 为避开人力、财力的铺张,变压器油每经过两个循环就进展一次耐压强度的检查。该台西门子变压器在实际作业时,共进展了 4 次滤油循环作业。(5) 在停机时,应提前 5 分钟切除加热器,使其本体温度下降,然后关闭储油罐的出油阀门。待输油管的变压器油抽尽后,关闭出油阀,停顿作业,撤除相应设备。41414 变压器油试验(1) 变压器安装注油后,应进展密封检查,其目的主要是考核油箱及附件的密封性能,一般可用 3040kPa 的氮气压力,从油枕呼吸器经减压阀通入维持 24 小时,检查变压器本体及其附件应无渗漏油现象。(2) 变压器注油后,应有肯定的静止时间。按运行规程要求变压器在投运前静止时间不应少于以下规定:110kV 及以下为 24 小时;220kV 及以下为48 小时。静止后即可做油样分析试验。油样分析试验,主要工程有:溶解气体的色谱分析,变压器油介质损耗试验,变压器油微水含量测量, 变压器油中气体含量测量。(3) 在变压器油处理过程中,为确定其绝缘性能,都要对绝缘油的击穿电压进展测定试验。以通常使用的 I JJ 系列绝缘油击穿试验器为例,其操作步骤如下:用厚度为 215mm 的塞尺或专用样板检查油杯电极的间距。把电极和油杯用变压器油擦拭 干净后,放入烘箱内枯燥。翻开变压器取油阀将出油口冲洗干净 ,然后再用油杯取样。取样时不得有气泡。油面高度应满足试验要求。将升压器调回零位,翻开观看窗把油杯放入试验器内,静止 10min, 以消退油内气泡。按下启动按钮,以每秒约 3kV 的速度上升电压,直至击穿跳闸为止。此时应马上停顿上升电压,按下测量按钮读取击穿电压值,并作好记录。把升压把手手动调回零位,用干净的胶木棍或塑料拨除电极间的游离碳。静置 5min 后重复上述试验,共进展 6 次。取后 5 次试验的击穿电压进展比较,如 5 次的击穿值之差不超过25%,则取平均值作为试验得到的标准值。如超过25%,则需重取样进展测试。415 真空滤油的留意事项(1) 在进展真空滤油作业前,牵引变压器主体就位完毕及附件已安装完毕,但呼吸器应未安装,变压器油已到达。对氮气压力表计进展检查,变压器内部压力如与出厂值有较大变化,则应马上汇报设备生产对变压器进展处理,一般变压器内部压力为 0103MPa 左右;对变压器外观进展检查,特别是观看相关阀门是否已变形;对运输变压器油的容器进展检查,核对压力表压力及油位计油位。(2) 在大风、大雨天气不宜进展真空注油作业,并作好气候变化的紧急处理预案。(3) 在真空滤油机组及输油管道进展使用之前,应认真用变压器油进展清洗,并使用变压器油将输油管道内空气排出,以避开把空气中的潮气及湿气带入变压器本体内。(4) 初次启动发电机组及真空滤油机组前,必需检查其接地线是否完整,连接是否牢靠。由于滤油机的总功率大于 50kW,为确保使用安全,建议将其接地线连接于变电所内的接地网系统上 ,以削减滤油机故障时与大地间消灭的电位差,危及人身安全。(5) 在对变压器主体进展抽真空排氮处理时,应留意值班人员的人身安全,由于抽气机组要排出本体内大量的氮气,不要靠近抽气机组的出气口,在有条件时,抽真空机组的出气管道要足够长。(6) 在抽真空排氮作业的初始阶段,由于真空压力值太大,不宜投入二级罗茨泵,否则罗茨泵运行时会消灭过负荷现象。但真空压力到达3kPa 以下时,可投入二级罗茨泵。(7) 在进展真空注油或真空滤油作业时,应掌握变压器注油及滤油时的温度,油温的提高虽然有助于水分的驱除,但同时也加速了油的老化过程,因此要求温度不应超过 60,如超过时,应切除局部及全部加热器,使油在循环过程中自然降温。(8) 在进展真空注油或真空滤油的初始阶段,由于滞留在输油管道、初滤器、加热器内的空气随着油流一同进入真空罐 ,降低了罐内的真空度,使油面漂移大量泡沫影响正常作业。为此,在遇有上述状况时应马上停掉加热器并关闭进油阀,然后翻开真空罐的充气阀,破坏罐内真空状态使泡沫消逝,再重开头作业。但在注油的正常运行时,不宜翻开真空罐的充气阀,否则空气中的潮气及水分会进入真空罐内。(9) 在进展真空注油过程中,应严密监视变压器油位,否则油位过高会发生抽真空机组将变压器油抽入真空机组内的严峻大事。在有条件时 , 应配置关心油位计,如银川变压器厂生产的变压器在本体上特地配置了真空注油时的油位计接口。(10) 油试验器的接地线必需牢靠 ,油的耐压强度试验应依据国家有关的试验标准及标准进展。