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干式电抗器的安装及其监理控制

发布日期:2016-01-15    来源:作者:刘积成 单位:上海市区电力建设监理有限公司      点击数:19157

       近年来,随着我国用电量的不断增加,如何提高供电质量,确保电力系统安全及稳定,已成为供电系统亟需考虑和解决的问题。而电力系统的无功补偿恰是提高供电质量、效率和安全及稳定性的重要措施。这几年研制开发的作为无功补偿装置中的干式空心电抗器,具有线性特性好、参数稳定、结构简单、防火性能强等特点,因而得到较为广泛的运用。
       由于一些安装及运行单位对干式空心电抗器的结构及性能不了解、不熟悉,尤其是在满足干式空心电抗器的安装和运行条件上,存在安装质量控制偏差和问题,使得干式空心电抗器在安装和运行中出现了不少问题,有的被迫停运检修,有的甚至损坏造成停电事故等。干式空心电抗器运行中出现的故障原因,可能是在其设备的设计、制造、安装及运行等方面存在的缺陷和问题所致。事实上,安装及运行方面存在的问题往往是较为主要的。因此,如何了解和掌握干式空心电抗器设备的性能和特点,从而加强在安装及运行方面的质量控制,保证设备的安装质量满足运行的要求,是十分重要的。
       一、结构及特点
       干式空心电抗器是用绝缘铜导线绕制成空心的线圈式呈感性电抗器,线圈表面涂上绝缘憎水性材料,一方面是增强线圈整体的稳固性;另一方面是憎水性材料可大幅度抑制表面放电。同时,在线圈的端部预埋设环形均流电极,以克服下端表面泄漏电流集中现象,即使不喷涂憎水性涂层或憎水性涂层损坏,也能防止电极附近区域电弧的出现。
       由于干式空心电抗器是用绝缘铜导线绕制成空心的线圈式,体积大、外护又没有采用较为坚固的刚性外壳加以保护,因此,电抗器的结构较为脆弱,易受外力碰撞而变形、损坏。同时,由于没有外护,对于室外安装运行的电抗器,在污秽程度较严重的地方,其电抗器的表面易积灰尘污秽,容易发生闪络和散热不良而烧毁的故障。
       干式空心电抗器是纯电感性电气设备,在电网中的主要作用:一是补偿电容性充电功率;二是吸收无功功率,控制无功潮流,稳定电网的运行电压。实际上,电抗器就是一个空心的线圈,通电后将会产生较强的电磁场,对附近的铁性材料、设备以及通信和弱电系统将会产生电磁感应和干扰。因此,考虑到其较强的电磁感应,在制造中,将B相的线圈反相绕制,以减少和冲抵其电磁强度。尽管如此,电抗器在运行中产生的漏磁仍然会对周围产生电磁感应和干扰。再者,若系统的短路电流较大时,在设计布置电抗器安装时,一定要考虑当电抗器通过较大短路电流而产生三相间的电动力,将会造成三相电抗器吸到一起而损坏的事故。
       二、安装和运行中应注意的问题
       由于干式空心电抗器的结构较为脆弱,没有外护层易受外力碰撞而变形、损坏。尤其是干式空心电抗器的支柱瓷瓶和相间的隔离支柱瓷瓶都较为脆弱易损,而电抗器的体积大而重。因此,干式空心电抗器在运输和设备进场时的吊装作业中,要十分注意对电抗器吊装的保护和采取的必要措施,防止干式空心电抗器在吊装就位中受到外力碰撞变形、损坏而造成三相电流和磁场的不对称等问题和缺陷。其次,在三相叠加安装方式下,必须注意按照试验报告中的分组序号,B相的线圈的安装位置和顺序,组合出线的方式进行安装,不能装反了。
       干式空心电抗器在运行中产生的漏磁会对周围产生电磁感应和干扰。因此,要求在电抗器安装的周围及上下有影响的区域内不得有封闭的金属环、封闭的金属围栏、接地网、金属构架、设备、地下和上梁闭合的混凝土钢筋等构成的金属闭合回路。其漏磁将会造成感应环流,不仅会增加损耗产生发热,还会因感应环流而建立起的反相磁场与电抗器的部分线圈绕组相互耦合产生过热等严重问题。要求现场加装的金属围栏要在适当的地方进行断开,使其不形成闭合回路。同时,连接设备的接地线时,不要在其下方形成闭合回路,当采取双接地线时更要注意不要将接地线和地线网方向与磁力线相垂直以免形成闭合回路。严格按照技术标准的要求进行安装,即电抗器中心至围栏处不得小于1.1D,电抗器的底部和顶部空间距离不得小于0.5D,两台电抗器的空间中心距离不得小于1.7D(D—电抗器外径)。
       安装在室内的干式空心电抗器在运行中产生热量,需要将热量进行排放,以降低和改善电抗器的温升,防止长期高温导致电抗器的绝缘受损和加速老化,影响运行寿命甚至烧毁。因此,对于室内安装的干式空心电抗器,保持良好的通风和降温是十分重要的。一方面,干式空心电抗器的空间布置要考虑电抗器相互的间距以保持足够的散热、通风;另一方面,房间与外界的通风、排风的气窗及设备,要满足电抗器的安全运行的要求,必要时应安装温度报警器等装置,一旦室内或干式空心电抗器的温度过高时及时报警。同时,在电抗器安装时外接电缆的连接技术工艺上要尽量减少间隙,采取涂抹导电膏等以减少接触电阻,不至于增加设备额外发热。
       三、监理质量控制要点
       监理质量控制点的设置要在充分了解和熟悉设备的性能、特点的基础上,根据其工程中施工的关键工序、重要部位的要求,依照系统管理和过程控制的原则和理念,进行科学、适当的设置,才能起到抓住关键、以点带面,实现整体工程质量控制符合要求的目的。因此,干式空心电抗器在安装施工中,监理质量控制要点是:
       (1)在设备安装前,要对现场干式空心电抗器安装的位置周围及上下的情况进行检查和摸底,核对施工图纸安装尺寸及相互位置,尤其是对安装设备地点的上下及顶层的地面楼板以及相邻的设备、弱电和通信装置的间距是否满足干式空心电抗器安装技术要求,包括对护栏、设备的接地是否符合安装要求等进行审核,并提出监理意见,进行事先控制。
       (2)干式空心电抗器设备吊装安装前,监理人员一是要认真审核施工单位编制的干式空心电抗器吊装就位的施工方案及针对电抗器易碰受损而采取相应特殊保护的措施;二是查看现场吊装就位的状况,是否满足设备吊装就位的条件;三是进行吊装就位现场监理旁站,检查施工作业的过程以及采取的措施,包括对作业人员进行安全技术交底等;四是对进场的设备交接整体检查,主要是其外形、绝缘层、支柱瓷瓶是否异常,设备型号、电压等级和随机资料、质量证明文件是否齐全等。
       (3)设备安装过程中着重检查在三相叠加安装方式下,按照试验报告中的分组序号、B相线圈的安装位置、顺序和组合出线的方式进行安装。其次,是检查干式空心电抗器安装是否牢固、接地线安装是否符合技术要求,尤其是接地线不能组成闭合回路,包括网门、护拦等金属构件也不能组成闭合回路。再次,就是检查室内干式空心电抗器安装位置附近外界的通风、排风的状况及与相邻设备、设施及元器件等的间距是否符合技术要求和运行要求。
       (4)干式空心电抗器安装后能否正常投运,关键是电气性能和绝缘性能的检测和耐压试验结果能否满足投入试电运行的技术要求。按照国家有关干式空心电抗器的电气试验技术标准和要求,主要是:
       ① 测量绕组的直流电阻。三相电抗器绕组的直流电阻值相互间差值不应大于三相平均值的2%,每相直流电阻值与同温度下产品出厂值比较相应的变化也不应大于2 %。
       ② 测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数。绝缘电阻值与产品出厂值比较不小于70%,吸收比与产品出厂值应无明显的差别,一般在常温下应不小于1.3%。
       ③ 绕组连同套管的交流耐压试验。一般按照产品出厂值80%耐压值进行。
       ④ 额定电压下的冲击合闸试验。在额定电压下,对变电站及线路连接的干式空心电抗器的冲击合闸试验,应进行5次,每次间隔时间为5min,应无异常现象。
       因此,干式空心电抗器电气性能和绝缘性能的检测和耐压试验,一是检验设备的制造质量和安装质量是否存在缺陷,是否符合有关的质量和技术要求;二是最终确认是否能正常投入受电运行的主要条件和依据。这是监理质量控制关键点,也是监理现场需要进行旁站的关键点和质量控制的主要内容。
       四、结束语
       综上所述,本文通过对干式空心电抗器的结构、性能分析,特别指出了满足干式电抗器的安装和运行条件,监理只有制定较为完善和科学的监理质量控制点,才能有效监控,保证设备的安装质量和运行质量。