CN105814654A - 整流功率变压器的内部饱和电抗器的现场更换 - Google Patents

Abstract

一种方法用于更换处于其现场位置的被布置在变压器室中的整流功率变压器中的饱和铁芯电抗器(SCR)。变压器具有容纳SCR的填充有油的箱。箱在其中具有出入孔开口。母线结构与各SCR相关联。方法从箱中排掉油。将母线结构与相关联的SCR断开连接。使断开连接的母线结构移动远离变压器。将SCR穿过出入孔开口从箱中移出并降低。接着将SCR从变压器室输送走。使更换的SCR移动邻近出入孔开口并接着使其滑动穿过出入孔开口并进入到箱内至某位置。使母线结构移动以便与更换的SCR相关联并且并连接至更换的SCR。

Description

整流功率变压器的内部饱和电抗器的现场更换

技术领域

本发明涉及大型整流功率变压器，并且更特别地涉及在现有的且安装的整流功率变压器中的饱和铁芯电抗器的现场更换。

背景技术

饱和铁芯电抗器(SCR)被用在整流功率变压器中以执行次级母线电压至整流器和DC总线的精细控制。SCR是具有小型控制和卷绕在顶部上面的偏置绕组的大型卷绕电钢铁芯。次级母线穿过SCR卷绕铁芯。常见的是具有十二个SCR并且各SCR的重量可以超过一吨。SCR以紧密安排装配在变压器箱内侧并且被浸没在油中。

正常情况下，SCR的更换归因于各SCR的大尺寸和质量而在变压器工厂或修理店完成。下面是在变压器修理工厂执行的传统程序：

-将变压器断开连接、从变压器室中移出并且放置在轨道车上用

于运输至工厂

-在工厂，将变压器盖移除、执行低电压侧上的断开连接(可以是100个)、将主铁芯和线圈从箱中提升并且用高架起重机将旧的SCR从箱中移出

-执行铁芯和线圈及新的SCR的气相干燥

-用高架起重机安装新的SCR

-重新安装铁芯和线圈并且重新连接低电压侧

-用油真空填充并且执行测试

-为了将变压器轨道运送回到现场做准备

-重新安装变压器。

该过程归因于SCR的移出、低电压侧的复杂的断开连接、SCR至和来自工厂的运输及重新安装的成本而非常昂贵。

因此，存在对提供一种在现有的且安装的整流功率变压器中的SCR的现场更换的方法的需要。

发明内容

发明的目的是满足以上提到的需要。依照实施例，该目的通过一种更换处于其操作现场位置的被布置在变压器室中的整流功率变压器中的多个饱和铁芯电抗器(SCR)的方法来实现。变压器具有容纳SCR的填充有油的变压器箱。箱在其中具有至少一个出入孔开口。母线结构与各SCR相关联。方法包括如下步骤：

a)从箱中排掉油，

b)将母线结构与相关联的SCR断开连接，

c)使断开连接的母线结构移动远离变压器，

d)针对各母线结构重复步骤b至c)，

e)访问至少一个出入孔开口，

f)将SCR穿过至少一个出入孔开口从箱中移出，

g)降低移出的SCR，

h)将移出的SCR从变压器室输送走，

i)针对被布置在箱中的其他SCR重复步骤f)至h)，

j)使更换的SCR移动邻近至少一个出入孔开口，

k)使更换的SCR滑动穿过至少一个出入孔开口并进入到箱内至某位置，

l)重复步骤j)至k)以将其它更换的SCR放置在箱中，

m)使母线结构移动以便与更换的SCR相关联并且将母线结构连接至更换的SCR，和

n)针对箱中的其它更换的SCR中的每一个重复步骤m)。

依照实施例的另一方面，提供了一种用于移出和更换处于其操作现场位置的被布置在变压器室中的整流功率变压器中的多个饱和铁芯电抗器(SCR)的系统。变压器具有与各SCR相关联的母线结构。系统包括被构造并布置成与母线结构联接的提升结构。第一龙门起重机具有被构造并布置成与提升结构接合并使其移动并因此使被联接至提升结构时的母线结构移动的第一吊升器。第二龙门起重机，具有被构造并布置成与SCR接合并使其移动的第二吊升器。输送机被构造并布置成准许SCR从变压器室中移出。

本发明的其他目的、特征和特性以及操作的方法和结构的相关元件的功能、部件的组合及制造的经济性将在考虑到参照附图进行的以下详细描述和随附权利要求时变得更加明显，所有这些都形成该说明书的一部分。

附图说明

发明将从其结合附图进行的优选实施例的以下详细描述中得到更好的理解，其中相似的附图标记指示出相似的部件，其中：

图1是依照实施例的整流功率变压器和用于移出和更换变压器的多个饱和铁芯电抗器(SCR)的系统的立体图。

图2是示出用于提升母线结构的依照实施例的提升结构的立体图。

具体实施方式

图1是处于其操作现场位置的被安装在大体在11处指示出的变压器室中的大体在10处指示出的整流功率变压器的立体图。变压器10包括容纳多个传统的饱和铁芯电抗器(SCR)14的变压器箱12。箱12具有顶盖13，和在箱12的侧面的用于在不用移除顶盖13的情况下获得对SCR14的访问的出入孔开口15。出入孔开口15被示出处于出入孔盖已被移除的状态下的打开条件。在实施例中，十二个SCR14被安排在每列六个SCR的两个竖直堆叠的列中。图1示出已从箱12中移出的SCR14中的两个，如将在下面描述的。传统的低电压(LV)母线结构16与各SCR14电连接并且穿过其卷绕铁芯。

公开了执行在现场位置更换SCR14以节省相当大的成本、时间和变压器停机时间的方法和特殊系统。将变压器10从服务去除、至/来自工厂的重型卡车或轨道运输移出及变压器10的安装成本是现场更换的主要成本与时间节省。

参照图1并依照实施例，大体在18处指示出的龙门起重机被提供用于将SCR从箱12中移出。龙门起重机18包括与现场位置的地板22接合的基座20和从基座20延伸的梁24。梁24可以被临时固定至箱12。梁24其在各侧上包括用于沿着梁24的长度承载并引导链或线缆吊升器28的轨道26。龙门起重机18优选地具有12英尺的梁24和一吨的吊升器28。大体在30处指示出的另一龙门起重机被提供用于使LV母线结构16移动，如将在下面说明的。龙门起重机30与起重机18类似，但不需要像起重机18一样强壮。因此，龙门起重机30包括与现场位置的地板32接合的基座20'和从基座20'延伸的梁24'。梁24'可以被临时固定至箱12。梁24'其在各侧上包括用于沿着梁24'的长度承载并引导链或线缆吊升器28'的轨道26'。另一个龙门起重机30优选地具有六英尺的梁24'和半吨的吊升器。绞盘系统33被提供用于当安装更换SCR14时将SCR14拉动到SCR支撑板(未示出并且在变压器箱12内侧)上。输送机35被提供用于从变压器室11中移出SCR。优选地，输送机35被建立成与室布局和从室离开的门精确地匹配。输送机35是轻重量的以便能够由用户用手操纵并且能够布置在室的典型金属格栅地板上。

为了从箱12中移出各SCR14，相关联的母线结构16必须被从各SCR14上断开连接并且如将在下面说明地被提升。因此，参照图2，提供大体在34处指示出的提升结构，并包括提升臂36和联接至其上的对重38以对抗联接至提升臂36时的母线结构16的重量，如下面说明的。

在现场位置的工人执行将各旧的SCR14一次一个地断开连接的任务并接着用龙门起重机18将SCR从变压器箱12中安全地移出。特别地，移出旧SCR14的优选步骤包括：

1.执行变压器10的调整前电测试。

2.从变压器箱12中排掉油。

3.通过移除盖(未示出)获得对出入孔开口15的访问。检查变压器箱12内侧的气体并且为受限空间进入做准备。

4.通过如图1中所示安装龙门起重机18和30准备现场。

5.通过将母线结构16连接的螺栓移除开始：每个SCR14在顶部的两个螺栓连接和每个SCR14在底部的两个螺栓连接。这些是穿过SCR14的母线结构16。确保所有硬件被考虑到。注意，该硬件应该被更换。

6.从变压器10的LV侧，移出对应于被取下螺栓的内部连接的LV母线结构16。准备提升结构。将绝缘垫40安装在提升结构34与端子42(见图2)之间。在将双头螺栓48插在端子42中之前，将绝缘管44安装穿过端子孔46和提升结构34的提升臂36中的孔(不可见)。

7.将提升结构34联接至龙门起重机30的提升机28'以使各母线结构16移动。提升结构34的对重38与母线结构16的重量平衡，使得通过起重机30的提升和移动进行得更容易。应该对母线结构16的处理和临时存储给予格外谨慎以保护银镀层。将母线结构16存储在具有塑料覆盖物的准备好的板条箱中。

8.准备围绕排线线缆(flexcable)50(图2)装配的夹具。重点注意的是夹具必须维持在排线的连接至SCR总线的侧面之间的120mm距离和在排线的连接至穿过外板的母线的侧面之间的150mm。应该注意的是这些距离是中心线至中心线并且针对SCR应该被验证的。

9.重复以上步骤直到母线结构16已被移出并存储在与变压器10相距远的安全干净的地方。

10.将第一组自反馈式磁放大器(Amplistat)控制绕组从一端处的主要连接和另一端上的下一个SCR14断开连接。

11.使SCR14滑动尽可能靠近出入孔开口15(图1)并且将SCR14附接至龙门起重机18的提升机28以将SCR穿过出入孔开口14从箱12中移出。

12.使用起重机18将SCR14降低到输送机35上并接着使SCR14沿着输送机从变压器室11移动至外侧。

13.针对余下的SCR14重复以上步骤。

14.行进至拆除SCR支撑。移除纤维玻璃架。这些应该被清洗并存储。丢弃压制板材支撑(pressboardsupport)。

15.行进至用新供给的结构重建SCR支撑。

16.附接用于自反馈式磁放大器控制布线的夹板。

17.将顶部导线根据布线图走线并且留下足够的线缆长度以联接至SCR控制绕组。

18.注意，各SCR重约900kg(700kg钢材并且其余主要是绝缘和支撑的重量)并且它们的布置的手段应该预先安排。

用于新的或更换的饱和铁芯电抗器(SCR)14的安装的优选程序包括：

1.使用龙门起重机18将新的SCR14提升至邻近于出入孔开口15。应该在安装和使用龙门起重机18时格外谨慎以便不对绕组造成伤害并且在移动SCR时格外谨慎以便不使它们隆起。

2.围绕新的SCR14放置吊索。使第一SCR14穿过出入孔15(在箭头A的方向上)滑动到箱12内并且将其定位在箱12的相反端54处。绞盘系统33被用于在箱12中SCR架上拉动SCR到箱中的一定位置。连接控制导线。

3.针对下一个SCR14重复步骤1和2。将相应的控制导线彼此连接。

4.继续过程直到将所有六个SCR14都安装在底部列中并且将控制布线连接至与高压套管(bushings)连接的起始和结束导线。

5.重复步骤1至4以将SCR安装在顶部列上。

用于穿过饱和铁芯电抗器(SCR)14安装母线结构16的优选程序：

1.移除LV侧的绝缘板材。更换垫圈并再次安装板材。

2.使用龙门起重机30和提升结构34操纵母线结构16。

3.对于底部列的SCR在一端上开始。

4.将已经安装有排线夹具的LV母线结构16(图2)插入穿过绝缘板材和SCR14。注意，该夹具将替换前一夹具并留在变压器箱12中。

5.从侧面出入孔开口15，确保在铁芯与母线结构16之间的绝缘仍然在适当位置。还确保母线结构的两个臂之间的绝缘仍然在适当位置并且油管未受阻碍。

6.在将后端重新连接至排线线缆50时，使母线结构16尽可能保持拉平。确保所有螺栓都被紧固好。使用新的硬件。

7.将连接板56牢固固定在适当位置。

8.针对另一个母线结构16重复步骤4至7。

9.一旦所有母线结构16都在适当位置，就对所有母线连接螺栓进行最终检查。

10.连接SCR绕组。

11.执行变压器干燥。

12.执行最终变压器电测试。

总体程序还包括完整变压器预测试、后测试和使用特殊低频率加热技术的完整变压器干燥。所有工作都利用当前变压器箱开口来完成。

实施例的方法的主要特征是：

-能够在变压器10当前被安装所在的现场执行所有工作

-在不引起对于变压器用户的生产/收入的损失的停机期间执行修理

-使用动力设备来从箱12的安全移出SCR(即，未使用工人移出)

-利用现有变压器箱开口15以在不用移除盖13的情况下移出/更换SCR

-当更换完成时能够将变压器干燥(对于电介质强度变压器要求非常低的干燥水平)。

-降低SCR更换的成本，其中成本节省估计为针对离场工厂更换的60％

-针对离场工厂更换估计时间节省80％

-工人的安全被考虑(没有重型SCR的手动提升要求)

前述优选实施例已示出并描述用于说明本发明的结构和功能原理以及说明采用优选实施例的方法的目的，并且可经受改变而不脱离这样的原理。因此，该发明包括在随后的权利要求的精神内所涵盖的所有修改。

Claims (15)

1.一种更换处于操作现场位置的被布置在变压器室中的整流功率变压器中的多个饱和铁芯电抗器(SCR)的方法，所述变压器具有容纳所述SCR的填充有油的变压器箱，所述箱在其中具有至少一个出入孔开口，母线结构与各SCR相关联，所述方法包括如下步骤：

a)从所述箱中排掉所述油，

b)将母线结构与相关联的SCR断开连接，

c)使所述断开连接的母线结构移动远离所述变压器，

d)针对各母线结构重复步骤b)至c)，

e)访问所述至少一个出入孔开口，

f)将SCR穿过所述至少一个出入孔开口从所述箱中移出，

g)降低所移出的SCR，

h)将所移出的SCR从所述变压器室输送走，

i)针对被布置在所述箱中的其他SCR重复步骤f)至h)，

j)使更换的SCR移动至邻近所述至少一个出入孔开口，

k)使所述更换的SCR滑动穿过所述至少一个出入孔开口并进入到所述箱内至某位置，

l)重复步骤j)至k)以将其它更换的SCR放置在所述箱中，

m)使母线结构移动以便与更换的SCR相关联并且将所述母线结构连接至所述更换的SCR，和

n)针对所述箱中的其它更换的SCR中的每一个重复步骤m)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中使所述母线结构移动的步骤包括将提升结构联接至所述母线结构，并且将所述提升结构附接至龙门起重机的吊升器。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述提升结构包括被联接至所述母线结构的提升臂和被联接至所述提升臂的对重。

4.根据权利要求1所述的方法，其中移出和降低步骤包括将所述SCR附接至龙门起重机的吊升器并且使用所述起重机移出和降低所述SCR。

5.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少一个出入孔开口是在所述箱的侧面中并且所述滑动步骤包括使用绞盘系统将所述更换的SCR拉动到所述箱内。

6.根据权利要求4所述的方法，其中使所述更换的SCR移动的步骤包括使用所述龙门起重机。

7.根据权利要求1所述的方法，其中输送步骤包括使用被布置在所述变压器室的地板上的输送机。

8.根据权利要求1所述的方法，进一步包括在步骤n)之后将所述变压器干燥的步骤。

9.一种用于移出和更换处于其操作现场位置的被布置在变压器室中的整流功率变压器中的多个饱和铁芯电抗器(SCR)的系统，所述变压器具有与各SCR相关联的母线结构，所述系统包括：

提升结构，被构造并布置成与母线结构联接，

第一龙门起重机，具有被构造并布置成接合并移动所述提升结构并因此当所述母线结构被联接至所述提升结构时移动所述母线结构的第一吊升器，

第二龙门起重机，具有被构造并布置成接合并移动SCR的第二吊升器，和

输送机，被构造并布置成准许SCR从所述变压器室中移出。

10.根据权利要求9所述的系统，进一步包括被构造并布置成将更换的SCR拉动到所述箱内的绞盘系统。

11.根据权利要求9所述的系统，其中各龙门起重机包括：

基座，被构造并布置成与所述室的地板接合，和

梁，从所述基座延伸，所述梁在其各侧上包括用于沿着所述梁的长度承载和引导所述吊升器的轨道。

12.根据权利要求9所述的系统，其中所述第一吊升器是半吨的吊升器并且所述第二吊升器是一吨的吊升器。

13.根据权利要求9所述的系统，其中所述提升结构包括被构造并布置成联接至母线结构的提升臂和联接至所述提升臂的对重，所述对重被构造并布置成与母线结构的重量大致平衡。

14.根据权利要求9所述的系统，其中所述输送机被构造并布置成以便能够由用户用手操纵。

15.根据权利要求9所述的系统，与所述变压器组合，所述变压器具有箱，所述箱在其侧面中具有至少一个歧管开口，所述第二龙门起重机被构造并布置成使所述SCR相对于所述至少一个歧管开口移动。