800 kV换流变附件安装要领及工艺控制

2010-06-07范孝青丁光正

电力建设 2010年2期

梁伟，范孝青，丁光正

（淮北供电公司，安徽省淮北市，235000）

0 引言

±800 kV特高压直流奉贤换流站使用的800 kV换流变，生产厂家为ABB公司，产品型号为TTT146DR，容量比为297.1/297.1 MVA，电压比为515/√3+22-6×1.25%/157.6/√3 kV，绕组接线型式为Y/y，阀侧套管额定耐压1175 kV。800 kV换流变为目前世界上电压等级最高的换流变，具有换流变安装具有绝缘要求高、漏空时间要求短，绕组芯线引线连接工艺特殊，升高座、套管安装角度控制困难，附件吊装要求特别等诸多技术难点[1-10]。

1 换流变附件安装基本流程

与常规换流变相同，奉贤换流变主体附件由散热器、升高座、套管、油枕等组成，其附件安装优化流程及工时如图1所示。

2 交接验收及保管

设备到达现场后，应及时进行下列外观检查：

（1）油箱及所有附件应齐全，外包装良好，符合合同要求。无锈蚀及机械损伤，密封应良好。

（2）油箱箱盖或钟罩法兰及封板的连接螺栓应齐全，紧固良好，无渗漏；充油或充干燥气体运输的附件应密封、无渗漏，并装设监视压力表。

（3）套管包装完好，无渗油，运输方式及外包装符合产品要求。

（4）换流变油箱内干燥气体应为正压，其压力为0.01～0.03 MPa，现场应办理交接签证并移交压力监视记录。

（5）检查并记录冲击记录仪在运输和装卸中的受冲击情况，办理交接签证。

3 附件安装前的检查和试验

换流变附件吊装前，由业主物资代表、监理工程师、制造厂代表、施工单位代表等共同对运抵现场的物资按制造厂所提供的装箱清单，进行开箱验收。

3.1 主附件的检查

主要检查散热器、升高座、套管、油枕等，具体检查项目和检查标准应填写相应的检查表。

3.1.1 散热器的检查

（1）散热器装置外表漆膜（锌层）应完好，无锈蚀、变形。

（2）现场对散热器充干燥气体，并使气体压力至0.01～0.03 MPa，并检漏及办理交接。

（3）油泵、蝶阀、油流指示器、油管（包括导气管）应无锈蚀，蝶阀开闭位置正确、密封良好。

（4）冷却装置风扇转动灵活，无擦碰和卡阻现象，电气绝缘良好。

3.1.2 油枕的检查

油枕充气运输压力应不低于0.01 MPa，油枕阀门连接口等无挤压变形，油枕无锈蚀油漆脱落等缺陷。

3.1.3 套管及升高座检查

（1）套管表面应无裂缝、伤痕，瓷釉无剥落，瓷套与法兰的胶装部位应牢固、密实。

（2）套管、法兰颈部及均压球内壁应清洁干净。（3）充油套管无渗油现象，套管底端采用护筒内充绝缘油保管，开箱应检查底部无渗露。

（4）按照Q／GDW 281—2009《±800 kV 换流站用直流套管技术规范》对套管进行电气试验。

（5）升高座表面应无碰撞变形、锈蚀、漆层。

（6）电流互感器二次端子板绝缘良好，小瓷套紧固无破损、渗油。

（7）升高座安装前，应按电气设备相关交接试验标准进行内置电流互感器的电气试验，并核对是否与设计图纸和出厂试验报告相符。

3.2 其他附件检查与试验

（1）气体继电器应清除临时绑扎物并校验合格。

（2）管道安装前，对管道附件进行清点及预组装，管道内壁应清洁，连接处密封良好。

（3）压力释放装置的阀盖和升高座内部应清洁，密封良好，接点动作正确，绝缘应良好。

（4）温度计安装前应进行校验，信号接点应动作正确，导通良好；温度计应根据产品技术文件规定进行整定；膨胀式信号温度计的细金属软管不得有压扁或急剧扭曲，其弯曲半径不得小于50 mm。

4 施工准备

现场准备好厂家说明书、试验报告、保管记录、施工图纸、技术交底等。安装技术措施必须通过审查、批准，且在安装前组织技术措施交底工作，使每个参加换流变安装的人员都熟悉安装流程与特点。

换流变安装施工前，必须根据施工图纸及产品技术文件，结合工程具体情况编制施工方案，并依据批准的施工方案进行技术交底。

施工机具、材料配备齐全，包括：吊车、汽车、吊装机具、专用工具和专用材料、抽真空、滤油设备、干燥空气等。机具使用前经检验合格并报监理审查批准后使用。

根据场地情况，合理进行油罐、油过滤及真空处理设施、附件和吊车的布置。设置容量足够、安全可靠的专用油处理电源。

根据800 kV换流变的安装特点、安装工作量及施工工艺流程，合理配置各岗位工作人员，特殊工种人员应持有效证件上岗。

基础及换流变本体就位应符合下列要求:

（1）基础及构筑物施工完毕，达到安装要求并通过交接验收。土建施工单位将换流变安装基础的横纵向轴线标出来，供换流变就位参考。

（2）换流变就位轨道通畅，轨距、标高符合图纸设计要求。

（3）基础周围的杂物及障碍物已清理干净，场地平整，道路畅通；在其施工范围内搭设临时围栏，与其他施工场地隔开。

（4）换流变本体就位应符合设计及产品技术文件要求。

（5）安装场地内所有的电缆沟出口封堵好且应盖好盖板，其他临时孔洞应临时封堵好。

（6）安装区域接地网施工完成，作业现场无灰尘、积水。

5 安装流程工艺及质量控制要点

5.1 散热器的吊装

安装前通过底部阀门排出散热器和母管内部的换流变油，打开散热器母管封口，检查法兰面是否平整、圆滑，用白布沾无水酒精擦试掉表面的油漆及灰尘，必要时用平挫刀处理表面的毛刺及油漆麻点凸凹。吊装时调整吊带的位置，确保母管法兰面与对接面平行。本体法兰面处理与母管相同，检查O型密封圈的完整性，用酒精搽试干净后，将密封圈平整放入（ABB公司配套密封圈的切口为平切面），将散热器母管螺栓对称紧固牢靠。

散热器包装运输一般为立面运输，吊装时首先用吊车将散热器平放，然后用2辆吊车4点平行吊起，起吊端慢慢升起，使散热器垂直起吊，实现与法兰面的对接。为了方便散热器安装时便于调整螺栓对接，法兰对接时可以上、下、左、右各拧紧4个螺栓，其余待最后1片散热器安装后紧固法兰其他螺栓。在散热器紧固过程中，在散热器底部应增加临时支撑，防止在紧固过程中散热器间连接波纹管受力变形。

5.2 油枕的吊装

ABB公司油枕为整体充气运输，现场安装不需要进行内部检查及气囊检漏。根据天气情况，安装顺序也可以放在阀侧套管安装后。

考虑施工方便，油枕支架与油枕在地面组装完成后，进行油枕与支架组合吊装。根据吊装距离及吊装高度计算结果，采用1台25 t汽车吊、4根6 m长3 t尼龙吊带、4个3 t卸扣等起重工具进行吊装作业。

将储油柜就位并安装储油柜联管、阀门、波纹管、气体继电器（气体继电器上的箭头标志指向油枕）、梯子等附件。

5.3 有载开关的安装

有载开关安装时，必须破除换流变干燥空气，在有载开关安装期间，从主变本体注油孔处充入露点低于-40℃的干燥空气。同时，注意不要将任何零件掉进切换开关的油室，否则切换开关要阻塞并会损坏带负荷分接开关和变压器，因此，要记录所有零件的数量，在拆卸和重新安装时，数清零件和工器具的数量。

拆除有载开关临时封板，使用提升装置将带负荷分接开关轻轻吊起，校准所有的支承法兰螺栓，让其容易地从抽头换接开关头的固定孔穿过。重新安装好带负荷分接开关，按照说明书要求连接好机械传动装置，在安装期间有载开关空洞处遮盖纱质网，防止异物漏进切换开关。

5.4 交流套管的吊装

ABB公司换流变运输时，安装2支运输三维冲撞仪，1支安装在换流变本体外侧，1支安装在网侧套管安装孔内绕组线圈上。为了减少换流变漏空时间，换流变套管的安装从网侧套管开始安装，同时进行三维冲撞仪数据的获取。

ABB公司套管与绕组芯线的连接采用穿杆式连接，通过套管内穿杆使绕组芯线触头和套管间固定定位，套管内部结构及与绕组芯线的连接如图2所示。

（1）网侧升高座的吊装。网侧升高座共3节，升高座在运输时采用封闭钢桶充干燥空气保持绝缘。吊装前检查干燥空气压力应在0.01～0.03 MPa范围内，拆除换流变顶部临时封板，将第1节升高座法兰对接。由于设计结构的原因，第1节升高座外形较大，应注意法兰面的清理和密封圈的检查。拆除运输护筒，将升高座垂直吊起，第2节与第3节升高座在地面分离，待第2节升高座安装就位后，将2根绕组芯线接到位于均压环内的绕组芯线触头上，同时在绕组芯线触头上将导向杆拧紧连接牢靠后，将第3节升高座吊装就位。

（2）套管吊装。网侧套管吊装施工参考图3进行。首先解除套管顶部护桶，在套管顶部安装专用吊板，同时将套管端部伸出的导向杆与牵引绳连接牢固。吊装时吊绳穿过套管顶部专用吊具孔固定在套管吊环上，起吊时将吊环及吊带固定好后慢慢将套管扳正，扳正过程中应逐步调整吊点重心，始终保持吊车吊绳基本垂直，防止套管突然受力碰及其他设备或人员。待套管直立并悬空靠近安装孔时将导引杆与套管内部牵引杆连接牢靠，然后将套管移动到对正安装孔位置缓缓下降。法兰螺栓紧固牢靠后，在套管顶端通过紧固牵引杆露出顶端镙杆长度确保触头与套管底部接触良好。

5.5 中性点套管安装

（1）套管的检查和试验按照网侧套管的检查项目进行。

（2）中性点升高座无专用吊点，采用2根吊带按照2点起吊的方法进行吊装。

（3）中性点套管引线采用穿缆式，套管吊至安装孔上部时，将事先穿入套管的直径为10 mm的尼龙绳绑住绕组芯线接头，将芯线拉入套管，同时将套管慢慢落下。套管就位后，穿上引线桩头固定销后，将导电接头旋在引线接头上

5.6 阀侧套管的安装

5.6.1 矫正法兰的使用

由于高压绕组端部电场不均匀，易发生沿主绝缘表面爬电事故，为加强端部绝缘，提高端部绝缘的抗电强度，改善端部电场分布，延长端部沿面放电的距离，绕组芯线引线端子顶部安装了圆环形均压环，4根绕组线引出线接入绕组芯线静触头，静触头处于均压环内，通过套管底部导电杆插入静触头完成绕组引线的连接。该种接线方式一方面将绕组芯线与套管导电杆的连接部位置于绝缘油内可以避免电晕放电引起接头发热，另一方面绕组芯线的引出距离的减少降低了引线绝缘的处理难度。

为了保证绕组芯线静触头与套管底部的插接深度和同心插接，在升高座安装前，首先安装法兰外形与升高座完全一致的专用工具“矫正法兰”。“矫正法兰”中心安装1个角度与升高座角度安装角度一致的活动插杆，通过插杆可以确定绕组芯线触头插接深度及导向杆的引出角度，确定绕组芯线静触头位置及导向杆角度后，拆除“矫正法兰”。同时，在导向杆上套上1根2 m左右的延长塑料管，用于绝缘防护和导向杆引出，检查法兰面平整度及清洁法兰，安装密封垫，准备升高座的安装。

5.6.2 升高座的安装

升高座下部绝缘采用绝缘纸多层叠加而成，在运输时采用封闭钢桶充干燥空气保持绝缘。吊装前检查干燥空气压力在0.01～0.03 MPa范围内，拆除升高座上部压力表密封法兰，拆除运输护筒将升高座垂直吊出，迅速用干净塑料布（或防尘罩）包裹做好防潮措施，然后用另一吊车将升高座调整至安装角度，前边挂点采用2只3 t链条葫芦将升高座按照调整后角度固定后，将另一吊车退出。

升高座安装时，换流变器身内站1人，升高座法兰口两侧各站1人，升高座顶端用升降车载1人。靠近安装位置时，将静触头导向杆穿入升高座，升降车内安装人员从顶端空洞处将导向杆取出(导向杆穿入升高座内部时应避免损坏内部绝缘纸)，吊装时缓慢吊入，3处安装人员分别观察升高座对安装孔、均压环、牵引杆角度，随时提醒吊装指挥调整吊装角度。升高座基本进入安装孔后，螺栓安装偏差通过前部链条葫芦微调，螺栓紧固采用力矩扳手对称拧紧，封闭升高座上部压力表空洞后用同样方法安装另一个升高座。

5.6.3 阀侧套管的安装准备和吊装

5.6.3.1 安装前准备

（1）用真空滤油机吸管从排油口将套管底部护桶内绝缘油吸出。

（2）将套管水平吊起本体排油口朝下，使套管底部稍低，从套管充气口充入纯度99.99%的干燥氮气，将套管内残油排除出，排油过程中可以轻微晃动套管，尽可能将残油排净。

5.6.3.2 吊装

（1）打开套管顶部护桶，按照厂家提供图册要求，将套管专用吊具安装牢固，将导管内牵引杆尾绳拧紧牢固。专用吊具和套管端部连接时，应在套管于吊具连接面间加垫片，防止损坏法兰面。在套管中部法兰处安装专用吊具。

（2）将套管从底部护桶内移出，套管采用2点起吊，一侧吊绳可调（吊装应粗略计算吊绳的长度配置，减少链条葫芦的调节长度），且该段增加1道有裕度的软吊带作为后备保护。吊装示意图如图4所示。

调整套管的吊装角度与升高座的角度一致，安装时升高座安装法兰处站2人。靠近升高座时将套管内牵引杆与升高座内导引杆拧紧连接牢靠，2人乘升降车控制套管顶部，吊车起重指挥与法兰连接处2人互相配合，控制套管安装角度，缓慢使套管就位。与网侧套管的连接相似，阀侧绕组芯线采用拉杆式连接。为了确保套管底部与绕组芯线接触器接触良好，使用专用工具牵拉导向杆，使导向杆伸出套管桩头接触面大于15 mm，然后连接专用千斤顶。

为了保证通过导向杆的紧固，确保绕组芯线与套管的接触压力近似为40 kN，可采用2种方法：（1）在套管顶部通过专用千斤顶设定为40 kN拉伸导向杆，然后用专用梅花扳手紧固好导向杆终端螺栓，如图5所示；（2）在力矩扳手紧固力矩为10 N·m时测量导向杆终端螺栓漏出长度，继续紧固，通过螺栓增加的长度来保证绕组芯线触头与套管底部的接触压力近似40 kN（操作说明为阀侧套管HVDC为200 kV、400 kV增加7 mm，600 kV增加9 mm，800 kV增加11 mm）。

6 需要改进的方面

（1）进一步做好设备安装前的技术准备工作。在换流变安装前，参加设备安装人员要全面收集好合同及合同约定应由设备单位提交的各项技术资料，包括出厂检验质量证明和设备安装、调试、使用保养、维修等技术说明等。在设备安装前应组织厂家技术人员提前对施工人员进行安装流程及注意事项的交底，必要时可组织专门的技术培训。

（2）严格设备合同管理，认真做好涉外设备的开箱验收工作。设备验收交接是换流变安装前的重要环节。开箱检验人员必须事先熟悉国外提供的装箱明细单，设备开箱验收一定要有外方人员在场，开箱后应仔细核对装箱清单中的每1个设备，认真做好开箱检查，并做好开箱记录。开箱时发现设备损坏和缺失，应要求外方人员确认。

（3）根据换流变附件安装顺序，结合吊装平面布置，做好附件设备的布置，尽量避免安装时反复倒运附件。

（4）提前做好干燥空气发生器、真空滤油机等设备的维护，避免安装过程中突然损坏。

（5）高度重视施工电源的管理，准备好备用电源，避免设备安装期间突然停电。