随着电网建设的快速发展,乌兰察布电业局所辖变电站数量大幅增长,截至2017年11月已经有变电站61座。按照DL/T 393—2010《输变电设备状态检修试验规程》要求,每半年要对220 kV变压器油进行检测,对不合格的变压器油要及时更换或净化[1]。在内蒙古地区季节变换时节温差较大的地区,需要根据温度变化及时滤油和注放油,而且对注放油的环节要求极其严格。在注油和滤油前,需要将加油机或滤油机的管道与待注油或滤油设备(主要是变压器)连接,但是法兰盘与变压器的固定操作耗时、耗力,固定不牢还会出现漏油、渗油等问题,而且需要重复更换法兰接头、法兰盘和不同直径的油管,连接操作频繁。因此法兰连接方式对高效、方便、快捷地完成油务检修工作起着至关重要的作用。
为了保障电网安全、可靠运行,提高油务检修工作效率[2],加快注油、滤油速率,本文研制了快接法兰接头和快接法兰转接头,可实现加油机和变压器的油管快速连接,实现变压器的快速注放油和滤油。
1 油务检修及油管连接方法油务检修工作主要是对变压器油进行维护和管理,定期取样试验,保障变压器油合格;对试验不合格的油进行过滤或更换,保障变压器正常稳定运行。采用常规的油管连接方式对变压器进行滤油或注放油时,需要携带多种规格的法兰盘,在现场进行一一比对。在有载开关吊芯冲洗过程中,需要频繁更换进油和出油方向[3],而且更换法兰接头时经常会出现漏油、渗油现象,既污染环境,又浪费资源,同时耽误检修时间[4]。
乌兰察布电业局变压器数量众多,种类繁杂,本次主要针对油浸式变压器进行介绍。油浸式变压器充油量比较大,注放油口规格不同,无法做到统一,注放油及滤油时需要的法兰接头规格及可采用的滤油机、加油机见表 1和表 2所示。在为变压器注油、滤油时,去现场之前需要了解现场情况,至少需要准备不同规格法兰接头5—6个,既要吻合变压器的进出油口规格,又要符合加油机及滤油机进出油口油管规格,到达现场后要实地进行比对才能确定规格,有时需要试验多次才能选出最合适的法兰接头,连接时还需要多层管箍、铁丝紧固,否则滤油期间油温升高至60 ℃以上会使油管脱落、绝缘油喷出[5-6]。这种方法每连接1次加油机(或滤油机)和变压器的时间较长。对不同连接次数所需要的时间和使用工器具进行统计,如表 3所示。
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表 1 可采用的滤油机、加油机参数 |
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表 2 法兰盘规格 |
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表 3 加油机(或滤油机)和变压器连接次数所用时间及工器具数量统计 |
法兰连接速率主要受连接方法和安装工具的影响[7],采用常规连接方式,不但耗时长而且不可靠。为此,在常规连接方式的基础上进行改进,设计了快接法兰接头(如图 1a所示),法兰盘上设计了卡槽,法兰接头上设有卡扣,卡槽与卡扣可配合使用。提前将油管套在法兰接头上,到达工作现场后,先将法兰盘固定在油箱上,再将固定好法兰接头的油管通过卡扣直接套在法兰盘上(如图 1b所示),节省了套油管和箍管的时间。这种方法连接牢固,可避免油温升高时油管脱落、喷油,而且提前在室内高温处套好油管,解决了温度对现场套油管操作的影响。
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图 1 快接法兰接头外观及连接方式 |
通过理论分析,采用油管快接法兰接头的连接方式可有效节约法兰连接时间,但是法兰接头的出口直径还是固定的,不能解决同1台加油机为不同口径的变压器注油的问题。如果工作现场需要给不同设备注放油,由于设备注放油出口直径不一致,需要准备不同口径的加油机。针对这种情况,在快接法兰接头的基础上研制了快接法兰转接头这一转接工具(如图 2所示),法兰转接头两端设计为不同口径,也是通过卡扣和卡槽配合连接,实现口径不同的法兰接头之间的互相转换,从而将变压器与加油机或滤油机的油管连接(如图 3所示)。根据定制的法兰转接头的尺寸,可实现多种型号加油机与变压器快速连接。
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图 2 快接法兰转接头 |
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图 3 快接法兰转接头与管道连接 |
根据现场使用情况,法兰转接头的材质可在铁、铝、不锈钢中选择[7-8]。通过材质比较,由于不锈钢材料具有耐腐蚀、韧性大的特点,最终选定使用304不锈钢材料制作快接法兰接头和快接法兰转接头。试验结果发现,使用不锈钢材质制作的法兰盘和法兰转接头连接可靠、省时,使用方便,且没有漏油、渗油的现象发生。
3 效果对比对常规连接方式、快接法兰接头与快接法兰转接头连接方式进行对比,对比试验的设备连接方式如图 4所示。2个油罐、滤油机、变压器的出油口直径均为50 mm,有载开关的出油口管直径为25 mm。2个油罐容量为10 t。
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图 4 试验设备连接示意图 |
根据设备情况,对变压器进行一次注放油试验,试验中先后采用常规连接方式和快接法兰接头连接方式分别对油罐1和油罐2进行放油,试验结果如表 4所示。
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表 4 常规连接与快接法兰接头连接方式对比试验数据 |
使用快接法兰接头连接方式可将常规连接所用时间由35 min缩短至7 min,工器具由4种减少为1种,连接效率大大提高。
3.2 快接法兰接头与法兰转接头连接方式对比采用滤油机为变压器和有载开关注油时,由于有载开关与滤油机的进出口油管直径不匹配,如果常规连接方式或快接法兰接头连接方式,还需要再配备1台油管直径为25 mm的滤油机及电源、管道,而采用法兰转接头连接不需要增加滤油机,试验结果统计如表 5所示。从表 5可以看出,采用法兰转接头连接所用时间不及采用快接法兰接头连接所用时间的1/10,采用的工器具数量降到原来的一半,效率进一步得到提高。
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表 5 快接法兰接头与法兰转接头连接方式对比试验数据 |
乌兰察布电业局通过对变压器注放油时管道连接方式的两次改进,使得连接效率显著提高,同时消除了温度低对套管的影响,而且改进后的法兰接头采用不锈钢材质,避免了漏油、渗油及由于温度高可能发生的管道脱落喷油等情况,保证了变压器的正常有效运行,提高了油务检修工作效率和质量,也为日后维护工作提供了便利。
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全国电力设备状态维修与在线监测标准化技术委员会.输变电设备状态检修试验规程: DL/T 393-2010[S].北京: 中国电力出版社, 2010.
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