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云南“巨无霸”变压器通过现场负载试验

行业聚焦点中国仪表网2014年11月02日 10:54人气:6638

  【中国仪表网 行业聚焦点】日前,云南±800千伏普洱换流站检修大厅里,一台重达524.7吨的变压器正在进行出厂试验。这台由特变电工沈阳变压器集团有限公司(以下简称沈变)制造的换流变压器,堪称变压器中的“巨无霸”。
  
  此时,从它身上牵出的专用电缆和扩径导线,已与各种仪器和设备相连。现场人员各就各位,神情专注,只等发令。作为现场总指挥,汪涛十分清楚此次试验的分量:  这是世界上首次在施工现场为±800千伏换流变压器进行出厂试验。
  
  目前国内唯有国网湖北省电力公司电力科学研究院具备进行这种试验的实力。高端换流变压器是超级变电站的核心设备,国家明确要求必须进行出厂试验,这好比一架战斗机,首飞前必须进行最严苛的体检。
  
  按照国家标准,在普洱换流站现场组装的这台换流变压器总共要进行9个特殊试验项目。业内人士都清楚,在工厂做试验和在现场做试验,难度完全不同。就像体检,如果在医院做,设备齐,环境好,做起来自然得心应手;但如果在野外做,由于携带的设备受限,有些检查项目根本无法做,此外,受环境影响,有些检查项目做起来也会增加难度。
  
  首先进行的是空载电流和空载损耗测量试验,主要检测变压器的铁芯性能。
  
  9月7日10时45分。“合闸”,随着工作负责人谢齐家博士一声令下,试验正式开始;高压变频调压电源启动;换流变压器带电;试验人员逐步升高电压;电压、电流、损耗正常;11时18分,试验电压达到额定电压的0.98倍。
    
  受试验条件的限制,目前国内最大的试验电源(变压器制造厂内安装的60兆伏安发电机组)仅能完成±800千伏换流变压器1.05倍额定电压下的空载损耗准确测量。试验人员密切注意功率分析仪指示的数据:电压正常,电流正常,损耗正常。

  谢齐家下令,继续升压。电压升到了1.05倍。汪涛为在现场观摩的专家和同行讲解:“去年在哈密换流站就是升到了1.05倍,现在,每升一点儿,都是在刷新纪录。”1.06、1.07、1.08……仪器显示最新数据:电压达到1.115倍,波形仍满足标准要求。原本十分安静的现场变得有些躁动,人们纷纷用手机拍下这一刷新世界纪录的数据。沈变首席专家周绍珠握着汪涛的手说“见证了1.115,祝贺!祝贺!”
  
  2014年9月8号,恰逢中秋节。第二项试验——阻抗电压和负载损耗测量也进行得很顺利。这项试验主要是检测变压器线圈的性能。这也是世界上首次在现场进行额定工况下的负载试验。
  
  现场安全监督负责人陈隽介绍,这次他们动用8台大型平板车运来近200吨的试验装备,其中自主创新研制的10千伏、5500千瓦高压大功率变频调压电源,目前国内独此一台。
  
  对变压器进行空载试验,相当于人的脑部检查。而高压大功率变频调压电源就像是变压器的“脑CT扫描仪”。摆在现场的这台设备,分装在两个标准货柜集装箱内,这种高度集成的优化设计,凭借其机动性和便携性,完全可以满足现场试验的需求。
  
  汪涛告诉记者,按照传统的试验方法进行空载试验,都是用发电机组作为试验电源,但在现场,根本不可能组建一个发电机组。用高压大功率变频调压电源代替发电机组,彻底解决了现场试验的瓶颈问题,更是对传统试验方法的创新。
  
  直流耐压与局部放电试验,也是关键的试验项目之一。试验所用的设备——直流高压发生器,就像科幻片中耸入云霄的通天塔,高度达18.5米,直径达6.2米的塔顶双层均压环像一个巨大的帽子罩在发生器上,在检修大厅灯光的照射下,熠熠生辉。这件试验设备同样也是由湖北电科院研制、设计并参与制造,堪称国内高压试验的利器。
  
  此时,变压器本体贴上了10多个传感器,通过专用电缆与试验仪器相连,就像是给变压器做心电图。直流试验工作负责人高得力博士介绍,这项试验主要是检验设备的直流绝缘性能。试验中的一个重要参数是当试验进入最后10分钟时,检测变压器的局部放电量。局部放电量体现了变压器内部的绝缘状态,就像血液中的白细胞含量,不可能没有,但过高就表示身体有问题。
  
  与前两项试验不同的是,这项试验一波三折。前两次试验均告失利,汪涛、高得力和其他试验人员对此已有准备,急而不躁,逐项排查;两天两夜过去了,在排除了电源干扰等因素后,终于找到了异常局放原因:试验设备在长途运输中第5个单元组件内部出现故障;特大扩径加压导线表面粘胶局部松脱导致放电。
  
  做试验和治病是相通的,病灶不清,无从下手;一旦洞明,药到病除。9月12日10时30分至12时30分,进行第三次试验。成功了。此次试验最后10分钟超过2000pC(pC汉译皮库,为放电量的计量单位)放电量的个数为0,这一结果,堪称完美。
  
  现场各方专家见证了试验的全过程。试验结束时,人们不约而同地长时间鼓掌,祝贺湖北电科院再次创造世界纪录。为巨型变压器在现场进行全面体检,意义何在?
  
  湖北电科院总工程师、享受国务院政府津贴的教授级高工金涛介绍说,目前世界上已建和在建的±800千伏换流变电站已有16座,其中14座在中国,其余2座在巴西。以云南普洱换流变电站为例,该站共有28台换流变压器,从制造厂家运到变电站,一路上要加固桥梁、涵洞,拆除收费站,每台变压器的运输成本高达1000万元人民币,时间长达3个月。如果采用现场组装(修复)这一模式,将大大降低运输成本和时间成本,提高工程建设和设备检修工作效率,引发制造、检修模式的根本性变革,同时为今后实施的±1100千伏特高压直流输电工程彻底解决运输瓶颈问题奠定基础,引领和推动直流特高压现场试验技术的发展。
  
  此外,试验所获取的数据和形成的标准,对于打破国际电工巨头的技术垄断,也具有极其重要的意义。
  
  9月19日,9项特殊试验全部顺利通过,共创造4项世界纪录。陈隽说,此次试验所用的设备和仪器,均经过第三方(国家高电压计量站)实验室和现场校验。用老百姓的话说,这个秤是准的;所以,试验结果是可信的。
  
  经过全面体检的巨无霸变压器就像性能优异的战斗机,随时待命,准备出击。作为试验团队的指挥官,汪涛此时才算真正松了一口气,因为他知道,现在,可以放心地让这个大家伙投入运行。
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