变压器与GIS设备连接设计改进

黄谷兰

摘 要 变压器与GIS设备的连接配合质量直接关系到GIS设备的安全运行。本文主要阐述变压器在与GIS连接方面的设计改进，对于提高GIS投运后的稳定运行具有一定的现实意义。

关键词 变压器;GIS设备;设计改进

电力变压器作为电力系统中最为重要的组成部分，起到传输以及分配电能的重大作用。随着科技的进步，GIS设备价格趋于合理，同时其高可靠性和免维护性，节省大量检修维护停电时间而带来的巨大经济效益，使GIS设备得到广泛的应用。变压器和GIS设备自身的产品质量直接关系到整个电力系统的安全性，同时从整个电力系统的运行维护考虑，两者之间的连接配合也尤其重要。

1变压器与GIS设备连接的问题及分析

国标《GBT 22382-2017 额定电压72.5 kV 及以上气体绝缘金属封闭开关设备与电力变压器之间的直接连接》的项5.8.4对变压器与GIS设备相连部分的公差提出了很高的要求。

之所以国标提出如此高的要求，主要是因为GIS设备带电部分全部密封于惰性气体SF6中，如果与变压器的连接面质量控制不好，出现气体泄露，将会损坏电力设备。此特殊性使其对自身的密封性、对变压器厂家的连接配合提出了苛刻的要求。而对于有些硬连接的项目，客户提出的要求比国标还要高，这对变压器厂家的设计、工艺、质量控制都是一种挑战[1]。

变压器厂家大部分的设计允许公差，如套管法兰高度和套管相间距，可以为±10mm。因此对于与GIS设备相连所要求的±4，±6的公差，变压器厂家需要在现有的经验及常规设计的基础上改进设计、调整工艺流程、制定相关设计原则和质量控制文件，交付给客户满意的产品。

2设计改进

2.1 特殊设计

（1）为减少焊接变形及装配公差，设计时要保证变压器的油箱和箱盖、连接部位有足够的强度。

（2）在升高座法兰上增加定位销，以减小装配误差。

（3）尺寸标注时，选好基准，減少累积公差。

2.2 细化图纸

设计专门的针对GIS相关尺寸的图纸，图纸上细化不同工序各尺寸的公差要求（如油箱厂加工公差要求、变压器注油后加工公差要求等），以指导生产。

2.3 采取大波纹管

对于硬连接项目，变压器升高座侧设计大波纹管（如图1所示）。大波纹管可以补偿由于运输、变压器油温度变化、压力变化等引起的油箱变形而产生的应力，也可以微调连接处的位置，有力地保证变压器与GIS设备的顺利对接[2]。

2.4 配合工艺、质量部门严格控制各尺寸

变压器在整个生产过程中，有加工、入厂检查、注油前、注油后等多个工序。每个工序下的状态不同，尺寸也会发生变化。因此尺寸的控制也要相应变化。

油箱加工工序必须对GIS套管法兰高度和水平间距及水平度进行控制。由于油箱厂没有密封胶条，也没条件对变压器油箱进行充油，所以没办法直接检测GIS套管高度，只能通过控制整体铁件的高度来控制GIS套管高度，但要注意尺寸要减掉胶条所占的高度。

入厂检查工序中油箱没有组装，重点检查各相升高座间距、各相升高座距中心线距离。

变压器组装完成注油前工序，检查GIS套管法兰的高度、水平间距、水平度及安装孔旋转角度等。

注油后工序，要检查所有尺寸，需符合协议要求的公差[3]。

2.5 制定有针对性的出厂文件

（1）在正常油压下，变压器与GIS设备的配合尺寸在出厂前已经测量，完全满足GIS设备安装要求。但变压器的就位偏差、基础水平度、变压器和GIS设备制造偏差、变压器长距离运输都有可能导致现场连接困难。现场若出现对接偏差，应当首先尝试调整变压器就位。因此在出厂文件中需要特别提醒：

1）就位前先检测主变基础的水平度，以便对接出现偏差时迅速查找原因。

2）建议变压器先就位，GIS后就位。

3）变压器在完成注油前与GIS设备保持断开状态。

（2）变压器检修时，在真空滤油或真空注油、放空变压器油的状态下，变压器油箱内压力会有极大的变化，引起油箱弹性变形，会导致SF6套管偏移，变压器与GIS设备之间出现的应力有可能损坏GIS的波纹节。因此在出厂文件中要特别提醒：要在注油完成消除真空，油箱弹性变形复原后，才能连接GIS设备[4]。

3结束语

电力系统的安全运行依靠各个设备自身的可靠质量及相互间的质量配合。GIS设备所具有的特殊性，需要变压器厂家提供可靠的质量配合。上述的设计改进对提高变压器与GIS设备在现场的顺利对接提供了一定的借鉴作用。

参考文献

[1] 额定电压72.5 kV 及以上气体绝缘金属封闭开关设备与电力变压器之间的直接连接：GBT 22382-2017[S].北京：中国标准出版社，2017.

[2] 张晖.GIS设备与电力变压器硬连接设计和结构的改进[J].云南水力发电，2008，24（2）：64-66.

[3] 张鸿.某110kV变电站GIS终端漏气原因分析[J]. 设备管理与维修，2019（22）：97-99.

[4] 郑烨，黄海.封闭式组合电器（GIS）典型故障分析及预防措施[J]. 电气工程应用，2015，119（3）：3-6.