任庆龙
中石化第十建设有限公司,山东省青岛市 266555
摘要：在现场施工过程中，变压器的安装与试验可以看作是电气专业整个施工过程的关键一环。变压器安装过程的技术与质量控制，决定着后续电气专业受送电的成功与否，及至影响到整个现场施工过程的进度控制。本文以福建联合石化99万吨/年乙烯装置改造CS11变电所35±3×2.5%/6.3kV变压器安装过程为例进行简单论述。
关键词：结构；安装；检查；试验
1.变压器的结构
变压器的组成部件包括铁芯、绕组、油箱、油枕、分接开关、绝缘套管、保护装置（瓦斯继电器、压力释放阀、呼吸器及干燥剂）等附件。
铁芯是变压器中主要的磁路部分，分为铁芯柱和横片两部分。铁芯柱套有绕组，通常由硅量较高，由表面涂有绝缘漆的热轧或冷轧硅钢片碟装而成。
绕组是变压器的电路部分，分高、低压绕组，即一、二次绕组，它是用双丝包绝缘扁线或漆包圆线绕成，绕组套装在铁芯上。
油箱为变压器的外壳部分，内装着铁芯、绕组和变压器油，起着保护和散热的作用。
油枕即为变压器的储油柜，由于变压器在运行中，随着油温的变化，变压器油的体积会膨胀和收缩，为了减少油与外界空气的接触面积，减小变压器油受潮和氧化的概率，故通常在变压器上部安装一个油枕。
分接开关即为变压器的调压装置开关，变压器一般通过改变绕组匝数的方法来实现调压。
绝缘套管起到将绕组的引出线与油箱绝缘的作用，一般采用陶瓷材质。为了增大外表面放电距离，套管外形做成多级伞形裙边。
瓦斯继电器又称气体继电器，安装在油箱与油枕的连接管中，当变压器内部发生故障时产生的气体会促使瓦斯继电器动作，进而起到保护作用。
压力释放阀 当变压器内部发生严重故障产生大量气体时，油箱内压力迅速增大，为防止变压器爆炸，当压力增大到动作阀值时，压力释放阀动作。
呼吸器和干燥剂 由于变压器油会随着变压器负荷和气温的变化而产生膨胀和收缩，这样油枕内的油位也会同时变化，为了避免潮气进入油枕，将油枕用一个管子从上部连通到一个内装硅胶的呼吸器。硅胶对水分有很强的吸附作用，干燥状态为蓝色，吸潮后变为粉红色。
以上为变压器常见的基本组成部分，不同厂家的产品在外形及附件上略有差别，但原理是相通的，用下图可表示变压器的基本原理：
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根据电磁感应定律（理想状态下)，U1/U2=n1/n2
所以，只要匝数不同，就可得到不同的输出电压，这就是变压器的基本原理。
2.变压器的安装
变压器的安装工序一般如下图：
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福建联合石化99万吨/年乙烯裂解装置改造属于连续性生产装置，大部分区域划为爆炸危险环境，生产过程对供电的可靠性、连续性均要求很高。界区内除少数属于一级特别重要负荷由UPS供电外，大部分属于二级负荷，因此要求两路电源进线。为满足改造后的乙烯装置供电负荷要求，CS11变电所需先对原两台16000kVA 35kV变压器进行保护性拆除，然后在原来位置安装两台25000kVA 35kV变压器。新安装的两台变压器技术数据如下：容量为25000kVA，短路阻抗9%，电压比35.0/6.3kV,Dyn11，35±3×2.5%/6.3kV，有载调压，冷却方式为油浸自冷，自带4-20mA远传数显温度计，中性点套管CT变比为400/1A，高压侧为电缆下进线，低压侧为母线桥上出线，所有进出线部分封闭在壳体内，防护等级为IP55。用于35KV线路差动保护的CT和用于变压器差动保护的CT均安装在变压器本体上。
变压器安装前需先对施工条件进行确认，一般主要检查变压器基础尺寸与设计是否相符，预埋件是否牢固、除锈防腐。基础金属轨道尺寸与平直、平行度是否符合设计、规范要求。母线槽穿墙口尺寸、变压器基础与盘柜之间距离是否与设计要求相符等。本次施工条件较为特殊，需先进行原有变压器的拆除，新装变压器直接利用原有变压器基础及母线桥。通过现场勘察发现，由于CS11变电所东北侧路口有2根镀锌钢管穿过路面，为使150吨起重吊车能够驶入变压器室东侧空地，需拆除上面一根（水管），并用土将下面一根覆盖，盖上钢板保护。根据业主要求，为保证检修改造现场临时用电不中断，2台变压器采取先拆除1台，更换新变压器并投入运行后，再拆除另1台更换的方案。变压器本体拆除前先放掉4片散热片内的绝缘油，然后拆掉油枕、散热片、油管及所有电缆、仪表、接线箱及支架，使用25吨吊车将这些附件吊出变压器室；使用30吨千斤顶2台，先将变压器一边顶起，垫入Φ20圆钢，然后再换到另一边，垫入Φ20圆钢，在变压器基础外使用道木铺平，并在道木上垫上钢板，为使钢板牢固，对钢板间点焊处理，焊点用磨光机进行打磨；在变压器室对面钢结构立柱拴上2台倒链，倒链与变压器基础型钢相连，利用倒链将变压器拖出，拖出过程中需注意观察，动作缓慢，2台倒链同步用力，防止圆钢移位，待变压器本体整体移出变压器室后，使用150吨起重吊车转移至板车上。
在原变压器拆除完成后，将新变压器运至变电所东侧场地。使用150吨吊车将变压器本体吊装至之前铺装好的钢板平台上，变压器底部需垫好Φ20圆钢。
之后使用倒链挂住变压器两根基础型钢，两侧同步拉动倒链，将变压器缓慢拖进原变压器基础位置。变压器本体就位后，安排25吨吊车进入场地，进行油枕、散热片、瓦斯继电器等附件的安装。变压器的安装时应略有倾斜，从没有油枕的一方向有油枕的一方应有1%到1.5%的上升坡度，以便油箱内意外产生的气体能比较顺利的进入瓦斯继电器。变压器各部件和本体连接时，由于现场条件往往有灰尘、杂质等，各法兰面在连接前需使用酒精进行清洁，以避免灰尘杂质等进入油箱，造成变压器油污染。变压器的接地一般是其低压绕组中性点、外壳及其阀型避雷器三者共用的接地。变压器的工作零线应与接地线分开，工作零线不得埋入地下；接地必须良好，接地线上应有可断开的连接点。变压器本体及附件安装完毕后，需进行变压器油的加注工作。现场施工一般使用公司配备的滤油机进行加注，滤油机的使用能脱除变压器油中的水分、气体及杂质等有害成分，提高变压器油的润滑性能，减少变压器油因水分或杂质含量过高对设备造成的锈蚀或腐蚀，延长设备的使用寿命。在变压器附件安装全部完成，绝缘油加注完成后，进入变压器的试验部分。
3.变压器的试验
变压器的一般试验主要包括：测量绕组连同套管的绝缘电阻、绕组连同套管的交流耐压试验、测量变压器所有分接头的变比、绕组连同套管的直流电阻、绕组连同套管的介质损耗角正切值tanδ、绝缘油试验。
测量绕组连同套管的绝缘电阻，一般采用公司的0-5000V绝缘电阻测试仪（日本共立），使用2500V档位测量各相高压绕组对外壳的绝缘电阻值，然后用500V档位测量低压各相绕组对外壳的绝缘电阻值，测量完成后，需对高、低压各相进行放电。
绕组连同套管的交流耐压试验，一般采用公司的变频串联谐振试验装置（武汉木森或博山金成），由于串联谐振配套有调频调压电源（操作台）、激励变压器、电抗器、电容分压器，且电抗器为多个组合使用，属于电气试验中使用到的最大的调试设备，在试验时要注意该套设备的正确接线。一般接线顺序如下图所示：
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其中，接线时不可忘记对调频调压电源进行保护接地，对电容分压器进行系统接地，否则设备无法正常正常启动或无法检测到谐振点。
耐压过程一般为正确接线（可用裸铜线将变压器三相高压绕组短路连接，然后与试验设备连接,低压三相绕组短路连接后接地）后开机，设置耐压电压、耐压时间、报警电压、报警电流等试验参数，然后选择自动模式，启动。设备耐压过程一般为调谐、升压、计时、降压。
因耐压试验属于高压危险试验，在试验前一定要在现场做好警示标记！
测量变压器的变比，一般采用公司的全自动变比测试仪（武汉木森），需测量变压器各个档位及各相的变比误差。将变比测试仪接地后，按照如图所示：
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将变比测试仪的ABC、abc通过设备专用导线与变压器的ABC、abc相连，开机后在变比测试仪上输入变压器组别、额定变比等试验参数，然后进行测试。电压35kV以下，电压比小于3的变压器电压比允许误差为±1%。其它所有变压器，额定电压比允许误差为±0.5%。
绕组连同套管的直流电阻，一般采用公司的直流电阻速测仪（武汉木森），需在高低压侧的各分接头的所有位置上进行。直流电阻速测仪有4个输出端子，分别为2个电流输出，2个电压采样输入，如图：
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接线方式如图所示：
测量时，非被测绕组必须开路。绕组的电阻受温度的影响，而变压器的绕组温度又难以准确测定，因此测量结果应以三相电阻是否平衡，历次变化规律是否一致进行比较判断，直流电阻的绝对值难以作为判断依据。1600KVA及以上的变压器，各相绕组电阻互间的差别不应大于三相平均值2%；无中性点引出线时的线间差别应不大于三相平均值的1%。1600KVA及以下的变压器，相间差别一般不大于三相平均值的1%，线间差别一般不大于三相平均值的2%。
变压器绕组连同套管的介损试验，实际上是指变压器电容型套管的主绝缘及电容型套管对地末屏tanδ与电容量的测量。测量套管tanδ时，与被试套管相连的所有绕组端子连在一起加压，其余绕组端子均接地，末屏接电桥，正接线测量。被测绕组的tanδ不应大于产品出厂试验值的130%。
绝缘油试验的试验项目较多，取样时尽量选择晴天的中午进行或湿度小的干燥天气进行，采样时做好防护措施，避免灰尘是指变啊一起杂物的污染。按照规范要求，新注入变压器的绝缘油需做简化分析，主要包括：水溶性酸（pH值）、酸值、闪点、水分、界面张力、介质损耗因数、击穿电压、体积电阻率。其中，击穿电压一般采用公司的绝缘油介电强度测试仪（武汉木森或武汉汇通）。试验过程可理解为将放在设备专用油杯里的绝缘油经受一个按一定速率连续升压的交变电场的作用直至油击穿的过程。
绝缘油简化分析的其它试验项目因公司无相应资质及设备，一般取样后送检至业主认可的所在省份电力系统试验所，福建联合石化简化分析送检单位为福建中试所电力研究院。
变压器本体安装及试验完成后，还需进行线路保护装置的调试，该部分不再赘述。
在本人参加工作五年期间，经历了浙江恒逸项目、上海华谊项目、泉州福炼项目、山东鲁南项目、烟台万华项目，参与了多次变压器的安装及调试工作。对于整个电力系统能否安全、正常的运转，变压器安装质量的好坏起着决定性的作用，因而做好变压器的安装工作以及相对应的质量控制显得异常重要。只有安装合格的变压器，才能进行下一步的受送电工作，进而为现场设备的正常运转提供可靠的动力保证。
参考文献
[1]福建联合石化99万吨/年乙烯装置改造 35kV电力变压器技术协议.
[2]姜莉. 浅谈变压器安装及运行前试验[J]. 科技风, 2009, 000(011):189.