110kV变电站主变压器安装质量控制方法分析

吴冰

摘 要：电气一次设备安装质量是保障变电站稳定运行的必要条件。因此，研究110 kV变电站主变压器安装质量控制方法。从变电站一次设备定义、变电站安装质量控制的意义以及主变压器安装过程中存在的问题3方面出发，剖析110 kV变电站主变压器的安装质量问题，并根据问题寻找对应的解决办法，通过优化主变压器和输电线路设备安装作业流程，实现一次设备安装质量控制。

关键词：变电站;电气一次设备;主变压器安装;质量控制

中图分类号：TM63;TM405 文献标识码：A 文章编号：1003-5168（2021）23-0040-03

Abstract： The installation quality of electrical primary equipment is a necessary condition to ensure the stable operation of substation. Therefore， the installation quality control method of main transformer in 110kV substation is studied. This paper analyzes the installation quality problems of the 110kV substation main transformer from three aspects： the definition of substation primary equipment， the significance of substation installation quality control and the problems existing in the installation process of main transformer， finds corresponding solutions according to the problems， and realizes the installation quality control of primary equipment by optimizing the installation process of the main transformer and transmission line equipment.

Keywords： substation;electrical primary equipment;installation of main transformer;quality control

在電网建设工程中，变电站建设是关键点，主要负责全部电力系统的电流分流[1-2]。改革开放以来，电网覆盖率呈迅速上升的趋势[3]。对每一个国家来说，电能影响着经济的发展速度[4]，电力资源的安全、有效利用对国家建设具有重要意义[5]。如果变电站不能正常工作，不仅会影响整个辖区内的用电，还可能影响整个电网[6]。如果电力设备存在设计、安装和试验不合理的问题，则此类设备在运行中必然会存在影响电力系统稳定运行的不安全因素，有必要控制电力系统一次设备的安装质量[7]。

本文以110 kV变电站主变压器为研究对象，研究该变压器安装过程中的质量控制方法。

1 110 kV变电站主变压器安装质量问题剖析

1.1 变电站一次设备

变电站一次设备用于生产传输和分配使用电能。一次设备主要包括高压断路器、变压器、母线、避雷器以及电容电抗器等。变电站一次设备的稳定运行关系到整个电力系统的稳定运行，所以对变电站一次设备进行安装质量控制十分必要。

变电站中直接接收电力、改变及分配电力电压的设备属于一次设备。在变电站中，这些一次设备由电气一次系统（电气主接线系统）连接。110 kV变电站中的一次设备主要包括主变压器、断路器、隔离开关以及避雷器等。其中，主变压器可根据实际需要增加或减少输入电压，并通过变压器输送电力。该功能可应用于电能的生产、输送和分配。核心绕组部分和绝缘部分是最基础的变压器结构。考虑到安全性和可靠性，它们应用于实际变压器的过程中会在操作的基础上增加油箱、保护及冷却装置以及其他辅助设备。在一次电气系统中，高压断路器的主要作用是保护整个电路中的设备。电力系统的安全、经济和可靠必须由该设备进行保护。电力系统的输配电线路设备出现问题时，断路器必须能够可靠排除现有故障，从而保证整个系统中电路中不存在故障的部分安全、稳定、不间断运行。电气一次设备中除了断路器对系统电路的通断作用外，也要阻隔高压电源与电气设备。电路要存在显而易见的断开点，该功能通过隔离开关实现。避雷器是用于一次设备过电压保护的绝缘电器，能有效限制过电压，与被保护设备形成一个并联电路。

1.2 变电站安装质量控制的意义

一旦变电站出现问题，供电区就会停电，整个电网也会受到影响，所以变电站在电网中处于关键地位，对设备安装质量的要求很高。变电站工程的质量控制直接影响变电站投运后的安全性和可靠性。变电站建成得过早将存在一定的资源浪费，建成得太晚会影响输变电配网的完整性。控制变电站设备安装可以提高其建设质量，降低安装成本，提升电力企业的科学性。

1.3 主变压器安装过程中存在的问题

变电站工程的质量和数量控制分为设备安装准备、设备安装建设和安装穿梭3个阶段。安装准备阶段是第一阶段，如果这一阶段存在质量问题，则会导致变电站设备安装质量存在隐患。该问题产生的主要原因是管理体系不完善。变电站设备安装过程中质量控制体系的规定相对笼统，应根据变电站设备安装质量和技术难度的不同进行针对性管理。例如：在选择安装承包商和分包商方面，对安装承包商和分包商的质量考核不够严格，存在一些施工技术人员资质不足或培训经验不足的问题，造成设备安装质量不合格、不规范;地方保护主义的出现造成难以保证投标过程的公平性，导致材料和设备不符合相关标准。

变电站设备安装过程中，影响设备安装质量控制的因素主要包括人为、材料、工程机械、环境和安装方案等。

在质量管理中，人员是主体。人员既是管理的对象，又是管理的力量。在设备安装质量控制过程中，需要人员完成规划、决策、设计和安装等多项内容，因此一次设备安装质量控制人员至关重要。在变电站建设过程中，要充分发挥人的价值，强化对安装质量有利的因素，弱化对安装质量起消极作用的因素。

材料是变电站一次设备安装质量的物质基础，包括安装过程中所需要的各种材料结构件和设备半成品等。材料质量会影响一次设备安装质量的参数和效果。

工程机械是指帮助人们减轻工作难度的机械和机构，主要包括运输、操作工具以及安全测量设备等。设备能夠稳定运行，其安全性和可靠性影响一次设备安装的施工质量。

环境因素对电气一次设备安装质量因素的特征起着重要作用，主要包括工程环境因素（如工程位置及地形、地貌、水文、气象等）、项目管理环境因素（如建设单一质量管理体系、质量管理体系等）和工程工作环境（如劳动与工作环境的结合、制造工业场所以及劳动保护等）3大类。

安装方案包括设备安装周期中采用的技术方案、组织措施、工艺流程、安装组织和检测设计。同时，要全面运用和推广新的技术和方法，不断提高技术水平，提高电气一次设备安装质量控制。

因此，要综合考虑现场工艺和结构形式，合理选择变电所安装设备的型号和性能，以满足工艺质量的要求。目前，在我国电力建设过程中，仓促完成建设任务的情况较为常见。但是，过度仓促很容易造成没有足够的时间完成变电站设备电气测试，在检测时间不足的情况下，必然会引发许多安全隐患。

2 110 kV变电站主变压器安装优化

质量控制措施的实施程度低。为了保证电力设备的稳定运行，我国电力行业有关部门要求对电力设备安装质量进行控制，并对试验的日常运行标准作了明确规定。在电气设备的安装质量控制过程中，提前制定合理的技术标准，严格按照相关的规章制度进行试验非常必要，以有效提高安装过程的准确性，保证安装有序进行。

2.1 变压器安装作业流程优化

为了能够得到更好的效果，保证110 kV变电站主变压器安装质量控制方法更加高效，设计的安装流程如图1所示。

110 kV主变压器电气一次设备安装质量控制大多在室外场地进行，易受自然环境、电磁干扰以及设备运行方式方法的影响，导致安装时数据不准确，甚至达不到标准值。因此，必须针对电气一次设备安装质量控制的异常现象制定相应的对策。在操作说明书中增加主变压器试验异常现象及对策表，供操作人员在安装现场进行检查，待确定安装异常的原因后再进行优化。

2.2 应用效果分析

结合设备停电计划管理的相关安排，测试组选用的110 kV变压器为高压电器厂生产的110 kV并联主变压器，型号为SFSZ10-31500/110。实施阶段，按照图1变压器设备安装操作步骤分解图中的相关要求进行变压器一次设备安装。

严格按照110 kV电力变压器预防性安装质量操作规程的使用说明，进行主变压器绕组的直流电阻试验，对绕组和套管的绝缘电阻和吸收比、电容性套管端屏对地绝缘电阻以及铁芯和夹芯的绝缘电阻进行准确优化。试验接线方法均按照操作说明书中的接线方法进行，得到的优化数据如表1所示。

主变压器绕组绝缘电阻优化过程参照表1的要求。操作人员在优化前将变压器绕组放电，消除电荷影响，使优化测量结果在优化开始前不会将周围的一组铁轭和铁芯短路接地，同时防止升压器向被测绕组充电。检查兆欧表是否有合格标签，并测试电表，确保兆欧表功能完好，避免因仪表缺陷导致优化检测结果出现误差。此外，建议将所有优化结果转换为20 ℃下的绝缘电阻值，以便进行各优化结果的比较。

2.3 主变压器安装质量控制策略

通过优化变电站一侧设备安装质量控制上的策略，制定符合实际情况的作业指导书，通过作业指导书的步骤和要求，对整个一次设备安装过程进行质量、安全上的控制，以有效帮助试验人员进行高效、严谨、适用于各种类型的电气测试。除110 kV主变压器安装优化外，包括110 kV SF6断路器优化、电缆出口间隔优化以及110 kV电压互感器/电流互感器优化。

根据10 kV/35 kV开关柜优化、10 kV并联电容器组优化的安装质量控制策略，编制了相应的操作说明。灭弧装置及接地变压器通过完善的质量控制措施，固化操作步骤、操作方法和操作标准，要求操作人员严格执行，确保各项优化任务顺利完成。110 kV变电站主变压器安装质量控制工作期间，安装设备的安全管理严格按照实施安全措施的要求，在设备优化过程中没有发生安全生产事故。参与者的设备损坏并不是因为安全措施到位，工作组成员和仪器设备无安全问题，在安装质量控制策略中出色实现了安全管控目标。但是，在实际电测工作中，部分带电设备的带电间隔距离优化现场屏蔽问题仍然不足，将在今后的安装安全与设备操作人员的布置过程中不断进行改进。

3 结语

从近年来国内外电气试验设备的发展来看，各类电气设施的设备安装质量技术不断创新，一些新技术、新检测设备不断应用到设备的安装质量控制方法中，推动了电气安装技术的日益完善，确保了电力系统的运行稳定。检测电网安全对提高供电可靠性起着关键作用，而电力企业新建变电站安装设备建设中还存在许多问题。与国外先进企业相比，国内项目管理方法相对落后，安装质量管理的方法和措施受到设备安装技术水平的制约，仍不能完全满足变电站安装质量施工的需要。在今后的基础性工作中，要大力提高变电站设备安装的技术管理水平，确保电力建设设备安装的质量，以期为满足社会电力需求做出贡献。

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