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高压电气设备的试验与造价控制

时间:2017-10-30 9:22:47   来源:本网   添加人:admin

  高压电气设备的试验与造价控制梁丽霞(中山市凯能集团有限公司电力技术服务分公司,广东中山528455)用。最后阐述了在高压电气设备造价控制的程序和造价控制过程中高压电气试验的作用和意义。

  高压电气设备是电力系统重要的电气设备,是电力安全生产、传输变换、控制调节的前提和保障,不同的高压电气设备有不同的技术特点和性能,其结构不同,使用成本也不同。高压电气设备的试验是考核电气设备主绝缘或电气参数是否满足安全运行的一个重要手段。在高压电气设备最终定型量产前,生产厂家必须对其进行大量的高压电气试验,充分检验高压电气设备的适用性和可靠性,这不仅是满足电力系统安全运行的需要,也是降低设备成本,控制造价的必要措施。

  1高压电气设备的基本要求及试验分类1.1高压电气设备的基本要求各种电气设备和载流导体虽然由于用途不同而具有特定的参数,但它们却具有承受电压和有电流通过的共同特点,因此存在共同的基本要求:(D在正常工作电流长期通过或短路电流短时间通过时,发热温度都不应超过允许限度;2)能承受短路电流所引起的电动力;3)具有一定的绝缘水平,能承受运行中的长期工作电压和可能发生的短时过电压。

  1.2高压电气设备试验分类高压电气设备试验一般可分为2大类:绝缘预防性实验和电气设备交接试验。

  1.2.1绝缘预防性实验电气设备绝缘预防性试验是保证设备安全运行的重要措施。

  通过试验,掌握设备绝缘状况,及时发现绝缘内部隐藏的缺陷,并通过检修加以消除,严重者必须予以更换,以免设备在运行中发生绝缘击穿,造成停电或设备损坏等不可挽回的损失。绝缘预防性试验可分为非破坏性试验(绝缘特性试验)和破坏性试验(耐压试验)2大类:(1)非破坏性试验(绝缘特性试验)是在较低的电压下或用其他不会损坏绝缘的办法来测量各种特性参数,主要包括测量绝缘电阻、泄露电流、介质损耗角正切值等,从而判断绝缘内部有无缺陷。实践证明,这种试验方法是行之有效的,但目前还不能只靠它来可靠地判断绝缘的耐电强度。(2)破坏性试验(耐压试验)中试验所加电压高于设备的工作电压,对绝缘考验非常严格,能够暴露出那些危险性较大的集中性缺陷,并能保证绝缘有一定的耐电强度,主要包括直流耐压和交流耐压等。耐压试验的缺点是会给绝缘造成的一定的损伤。

  高压电气设备交接试验电气设备交接试验除了部分绝缘预防性试验,还有其他一些特性试验,例如变压器直流电阻和变比测试、断路器回路电阻测试等。为适应电气装置安装工程和电气设备交接试验的需要,促进电气设备交接试验新技术的推广和应用,国家标准GB50150―91电气设备交接试验标准中详细介绍了各项试验的内容和标准。

  2电力变压器预防性试验的分析电力变压器是高压电气设备的典型代表,也是电力系统中最为庞大和重要的变电设备之一。这里就以电力变压器为例,对其预防性高压电气试验进行分析。

  电力变压器绕组绝缘电阻试验电力变压器绕组连同套管一起的绝缘电阻和吸收比或极化指数,对变压器整体的绝缘状况具有较高灵敏度。通过绝缘电阻试验,可以有效检查出变压器绝缘贯穿性的集中缺陷,如各种贯穿性短路、瓷件破裂、引线接壳、器身内有铜线搭桥等现象引起的半贯通性或金属性短路等。由于测量时试验电压较低,难以暴露缺陷,另外也因为绝缘电阻与绕组绝缘结构尺寸、绝缘材料的品种、绕组温度有关。因此,单纯依靠绝缘电阻绝对值大小对绕组绝缘作判断得出的结果有效性和灵敏度不高。但对于铁芯夹件、穿心螺栓等部件,测量绝缘电阻往往能反映故障,这是由于这些部件绝缘结构简单,绝缘介质单一,正常情况下基本不承受电压,绝缘更多起隔离作用,而不像绕组绝缘要承受高电压。

  电力变压器绕组直流电阻试验电力变压器绕组直流电阻试验能有效考察绕组绝缘和电流回路链接状况,能暴露出绕组焊接质量、绕组匝间短路、绕组断股或引出线折断、分接开关及导线接触不良等故障。同时,直流电阻试验还能有效判断各项绕组直流电阻是否平衡、调压开关是否正确。

  长期以来的实践表明,绕组直流电阻试验是考察变压器绝缘的主要手段之一,甚至在有些情况下是判断电流回路连接状况的唯一方法,具有很重要的意义。

  交流耐压试验交流耐压试验能有效鉴定电力变压器绝缘强度等参数,特别是对考核主绝缘的局部缺陷,如绕组主绝缘受潮、开裂或在运输过程中引起的绕组松动、引线距离不够以及绕组绝缘上附着污物等。

  交流耐压试验的缺点是试验条件要求比较严格,如要进行35kV及8 000kVA以上变压器耐压试验,由于电容电流较大,要求高电压试验变压器的额定电流在100mA以上。目前这种高电压试验变压器和调压器尚不够普及,因此能满足试验条件的场所不多。

  2.4介质损耗因数tg5试验介质损耗因数tg5试验主要用来检查变压器整体受潮油质劣化、绕组上附着油泥及严重的局部缺陷等状况,介质测量常受表面泄露和外界条件(如干扰电场和大气条件)等因素的影响。在一般情况下测量tg5是连同套管一起,但为了提高测量的准确和检出缺陷的灵敏度,也会进行分解试验,以判定缺陷所在位置。例如,在对变压器作预试时,发现一相套管介质超标,且绝缘不合格,读数较低。经过分析之后,认为可能是受潮引起,后拔出检查发现套管末端底部有水分,套管已整体受潮,经烘干处理后再重新进行试验,各项指标均达到要求。测量泄露电流和测量绝缘电阻相似,只是其灵敏度更高,能有效发现其他试验项目所不能发现的变压器局部缺陷。泄露电流值与变压器的结缘结构、温度等因素有关,在比较,与历年数据相比,与同类型变压器数据相比,与经验数据相比等。介质损耗因素tg5和泄露电流试验的有效性正随着变压器电压等级的提高、容量和体积的增大而下降。因此,单纯靠tg5和泄露电流来判断绕组绝缘状况的可能也比较小,(下转第40页)阶主振动的形式可以找出钢结构的薄弱点,进而采取相应措施改善结构,以达到延长使用寿命的目的,并最终确保其安全性和稳定性。检测取料机时应当对其工况进行客观的评价,即确定其运行的载荷形式,据此有针对性地进行检测设计,以确保测点、检测项目符合实际需求,使得检测的数据可以为安全运行提供有效的支持。

  另外,伴随着检测而来的问题就是对钢结构疲劳程度进行分析,因为钢结构的变形往往与疲劳程度相关,同时伴有裂缝等情况。检测中不能忽视这种问题的存在,所以检测时也应根据载荷情况对主要的钢结构进行疲劳性评估,以此作为对常规检测的补充。

  最后,应按照实际情况对疲劳损坏进行修复,以保证运行安全。

  贺永伟。港口取料机钢结构结构性开裂的原因分析。起重运输李浩元。现代化港口取料机结构合理性及取料能力的稳定起重运输机械,2006(11)贺忠南。取料机结构开裂故障原因分析及改造。矿山机械,2009(11)李毅民,吕明荟。取料机发生重大事故的因素及避免。运输机周奇群,邵新建。取料机钢结构设计及计算方法同济大学学报(自然科学版)2009⑶方芳。港口大型圆形堆料取料机取料钢主梁结构分析武汉理工大学学报,2008(7)张铁军。门式斗轮堆取料机驱动行走机构存在的问题及改造措施中国高新技术企业,2008吕明荟,李毅民。港口堆取料机的钢结构检测技术发展港口尹现吉,马春雨,郝岩。大型斗轮堆取料机三维有限元分析试验技术与试验机,2006(3)童民慧,沈卓民。港口取料机俯仰钢结构动力特性上海海事大学学报,2008(1)何路茵。臂式斗轮堆取料机取料过程分析机械研究与应用,陈金寿。斗轮堆取料机前臂架高腹板屈曲变形分析与解决港师,研究方向:港口装卸设备维护。

  (上接第37页)这主要也是因为2项试验的试验电压太低,绝缘缺陷难以充分暴露。2.5线变形试验电力变压器线圈变形是指在电动力和机械力的作用下,绕组的尺寸或形状发生不可逆的变化,包括轴向和径向尺寸的变化、器身转移、绕组扭曲、鼓包和匝间短路等。绕组变形是电力系统安全运行的一大隐患,一旦绕组变形而未被诊断继续投入运行则极可能导致事故,严重时烧毁线圈。因此,需要对电力变压器进行线圈变形试验,以充分掌握导致线圈变形的原因及危害等方面的资料。

  造成线圈变形的主要原因有(!)在运输或安装过程中电力变压器受到意外冲撞、颠簸和震动等。这种外力作用导致的线圈变形较为常见,同时也难以预防,意外性较大。这要求在电力变压器运输和安装过程中应尽量避免撞击、震动,特别是油箱中注满油的时候,更应该注意不能有外力冲击变压器造成油箱破裂,变压器油溢出等事故。(2)短路故障电流冲击,电动力使绕组遭到破坏和变形。电动力的产生是绕组中的短路冲击电流与漏磁相互作用的结果。在运行过程中,由于轴向和径向电动力同时作用,可能使整个绕组发生扭转。(3)保护系统有死区,动作失灵,导致变压器承受稳定短路电流作用时间过长,造成绕组变形。据实际运行过程中统计结果表明,在遭受外部短路时,因不能及时跳闸而发生损坏的变压器约占短路损坏事故的30%.因此,变压器短路保护系统一定要定时检修,及时排除故障,以免造成短路时动作失灵等事故的产生。

  3高压电气试验对设备造价的影响电压电气设备既是电力系统中重要的电力设备,同时也是一种产品,也需要面对降低成本以获得最大利润和控制造价与市场同类型产品竞争的压力。

  3.1成本控制的定义成本控制,就是依据一定时期建立的成本管理目标,在控制主体的责权范围之内,于生产耗费发生之前和企业成本形成过程之中,为提高成本效益而对各种影响因素所采取的主动预防和及时调节措施。一般包括以下程序:(1)根据定额制定成本标准,并据此制定各项降低成本的技术措施。(2)执行标准。即对成本的形成过程进行计算和监督。(3)确定差异。核算实际消耗脱离成本指标的差异,分析成本发生差异的程度和性质,确定造成差异的原因。(4)消除差异。挖掘增产节约的潜力,提出降低成本的新措施。

  3.2高压电气设备的成本控制成本控制的第一步就是根据定额来制定成本标准,并制定降低成本的技术措施。这种技术措施的制定并不是凭空想出来的,必须要有实际的依据和科学的基础。就高压电气设备而言,在设备研发过程中,需要不断对原型产品进行各种测试、试验,包括非破坏性的绝缘特性试验和破坏性的耐压试验,只有在试验过程中暴露出各种实际运行中可能遇到的问题,才能做到早纠正、早防范、早改进。通过这些试验过程中大量原始数据的积累和分析,在保证高压电气设备适用性、安全性和可靠性的原则之下,通过改进设计思路,采取新工艺、新技术、新材料等一系列技术措施来降低成本。

  同时,高压电气设备的交接试验也可以充分暴露设备潜在的缺陷和损伤,越早发现这些问题,就能越早去解决。一方面,这提高了设备的安全性和可靠性,降低了设备运行和维护的成本;更为重要的是保证了电力系统的运行安全。

  4结语高压电气试验是考核高压电气设备主绝缘或电气参数是否满足安全运行的一个重要手段。高压电气试验可分为绝缘预防性实验和电气设备交接试验2大类,不同的试验内容能够达到不同的试验目标,但其最终目的都是确保高压电气设备满足安全、可靠运行。同时,高压电气试验还是高压电气设备制定成本控制措施的基础,通过对实验过程中大量数据的分析,可以在确保不影响设备适用性、安全性和可靠性的原则下达到降低成本的目的。

  陈化刚。电力设备预防性试验技术问答北京:中国水利水电出版社,2004苏金福。变压器直流电阻试验分析变压器,2005(8)孟令新。设计阶段成本控制应对措施企业技术开发,2006,25向:工程造价。