±1100kV换流阀安装工程“一体化管控”的应用实践

王开库

摘要：昌吉至古泉±1100kV特高压直流输电工程是世界上电压等级最高，输送容量最大，输送距离最远，技术最新进的高压直流输电工程。换流阀作为换流站的“心脏”部分，安装在高低端阀厅，首次施工±1100kV技术要求高，施工难度大。为确保安装质量，引入可靠性理念，控制环境洁净度，确保一次成优。本文研究的“质量、安全、环境一体化管控”的施工方案是对以往±800KV阀厅设备安装方案的全面优化和提升，并通过±1100kV古泉换流站最佳实践已经定型为±1100kV换流阀安装施工方案的操作内容，对直流工程的施工现场的管控具有借鉴和指导意义。

Abstract： Changji to Guquan ±1100kV UHV DC transmission project is the world's highest voltage transmission line with the highest voltage level， the largest transmission capacity， the longest transmission distance and the latest technology. As the "heart" part of the converter station， the converter valve is installed in the high and low end valve hall. The first construction of ±1100kV has high technical requirements and the construction is difficult. In order to ensure the quality of the installation， the reliability concept is introduced to control the cleanliness of the environment and ensure once into optimal. The construction plan of "quality， safety and environment integrated management and control" studied in this paper is a comprehensive optimization and improvement of the previous ±800kV valve hall equipment installation plan， and has been shaped into operation content of the ±1100kV converter valve installation construction scheme through the best practice of ±1100kV Guquan converter station， which has reference and guiding significance for the management and control of the construction site of the DC project.

关键词：阀厅；设备安装；环境控制；一体化管控

Key words： valve hall；equipment installation；environmental control；integrated management and control

中图分类号：TM721.1 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）30-0126-03

0 引言

众所周知，换流阀是换流站最重要、最核心的运行设备之一。阀塔安装工作具有安装工作总量大，施工难度系数高，验收工艺标准要求严的特点。1100kV工程换流阀首次施工，管控的标准和要求远远高于以往特高换流站工程。

古泉换流站共有4个阀厅，每个阀厅内安装6相阀塔，在安装过程中，需要严控电路、水路、光路安装质量。从操作工作量来讲，有6相阀塔，主回路576个接触面，6912颗螺栓连接和阀塔共计714个水管对接头。若把换流阀比作换流站的“心脏”，那么阀组内所连接的光路、电路、水路就如同人体的“神经和血管”，换流阀本体安装结束后，唯有“血管内的血液”正常循环、“神经组织”正常连通，才能让换流阀这颗“心脏”成功“启动”。

本次换流阀的施工方案在借鉴±800kV换流阀安装施工方案，在质量、环境、安全等方面有所创新和提高，才能满足±1100kV电压等级絕缘的要求。若施工过程中控制不到位，在运行过程中将会导致问题频发，出现二次返工现象。因此，针对阀厅内设备安装工程，总结开发了一套“一体化管控”施工方案，使阀厅内部环境控制、安全防护、质量管控达到安装要求，全方位提高换流阀的安装的可靠性。

1 “一体化管控”施工方案

“一体化管控”方案是指换流阀在阀厅内的安装过程中，采取安装质量控制、环境防尘控制、安全防护控制三者统筹策划，同框管理，同期监控的施工措施。

首次施工，其施工措施控制的标准并非都有规范或者定量的指标，所以，引入可靠性理念，设计“一体化管控”的控制措施的目标是最大限度提高换流阀运行的可靠度，增强其在规定的条件下和规定的时间内运行的能力，避免和减少安装施工中操作的原因而引发的换流阀运行的故障率。

在“一体化管控”方案中，操作质量、环境洁净和安全防护三者相辅相成，又相互影响，任何一个因素出现问题，都可能影响设备运行的可靠性。

2 安装质量控制

操作质量控制主要是针对换流阀安装操作时对电路、水路、光路的精细化、精准化、精益化的控制。

2.1 电路操作控制

电路操作质量控制措施主要包括“十步法”控制和“数字化”安装。

2.1.1 “十步法”控制施工措施

主通流回路母线安装时，制定了“十步法”控制操作细则，严格遵照执行。特别是在每个电路接头工序处严格控制接头的接触电阻。施工人员细致研磨，清理母线及金具表面，去除氧化层，均匀涂抹导电膏，将每个接头的接触电阻控制在8μΩ以下（规范要求不大于10μΩ）确保带负荷运行通流回路接触面零发热。

2.1.2 “数字化”安装

在阀组件高空安装过程中，采用了“数字化螺栓紧固力矩数据库系统”，在螺栓力矩紧固时，安装人员头戴摄像头，自动将操作人员、紧固力矩数值等信息由无线摄像机录入到信息库系统，地面监控人员用手机APP在线观看，确保“防松”措施到位，实现了“一道操作，两道监控”防护。

2.2 水路操作控制

水路操作质量控制措施主要采取了“听音法、蓝光法”检测。水管对接安装时，施工方案制定了专项水管接头检查表，逐个排查每个水管对接头力矩到位，确保漏水情况不会发生。同时引入“听诊器”和“蓝光检测技术”，能够从听觉和视觉上判断阀体水管内的水流、水质有无异常情况。

2.3 光路操作控制

换流阀体光纤犹如“人体的经络”，纤细而敏感。为了控制光纤衰减系数，防止光纤的微弯曲衰减，光纤的敷设和连接就是细致入微的精细工程。在光路操作控制中，成立由从事过以往多个换流站光缆安装的专业人员组成专业小组，分为敷设小组、连接小组、整理小组，实行工序专业化操作“流水线”作业，做到了“术业有专攻”，控制光纤的弯曲半径满足规范及产品厂家要求，并实时进行光纤的衰耗测试，确保光缆敷设过程中零损伤。

3 环境防尘控制

3.1 作业环境防尘

阀组件安装时，阀厅内需确保基础环境保障。正式运行时阀厅在密闭环境中通过阀厅的空调系统来满足温湿度和洁净度的要求。虽然阀厅设备安装前提条件之一是阀厅土建完工和空调系统投入运行。但在设备安装过程中，阀厅处于开放环境，随着设备、材料、工器具、人员的进出，会增大外界灰尘的带入可能性。因此，建设中的防尘措施则成为环境控制的关键所在。

五道防尘措施：

第一道人员准入制度。换流阀安装期间，实行人员出入登记制度和门禁制度，严格控制无关人员进出阀厅。人员进入时，在闸机前设置面部识别或指纹识别机。

第二道设置双重屏障。在阀厅入口处设置隔尘小室和风淋间。进入隔尘小室后应更换洁净的防尘服，裹上鞋膜。通过风淋间强力除尘，减少作业人员进入阀厅时沙尘的带入量。

第三道机械设备清洁准入制度。所有进入阀厅的吊车、叉车、升降机以及工器具，必须经过严格的清洗和擦拭，方可进入。

第四道阀厅安装设备开箱清洁与防护。为减少设备进出和开箱时可能带来的灰尘，安排专人在开箱前清扫箱体或外包装，并制定阀组件安装过程防尘膜防护制度，用以保证阀组件安装环境和质量的可靠性。阀组件安装完成后，及时使用“专用防尘服”对阀塔进行包裹。

第五道定时定人的保洁防护。阀厅配置洗地机配有专人每日定期清扫除尘。每日在保证厅内湿度参数达标的情况下使用洗地机清洗地面，确保厅内环境空气参数达标，有效保证了阀塔内设备不会因地面灰尘飞扬而影响其绝缘强度。

3.2 作业环境监测

3.2.1 实时监控

为了实时监控阀厅内安装的温度、湿度、粉尘度等环境因素，采用全新环境监测预警一体机实时监控阀厅的温度、相对湿度和环境粉尘度，经过信息转换，将测量数据展示在显示屏上，实现后台对厅内环境实时调控。

3.2.2 空调系统循环过滤

对于特高压直流工程，阀厅设备安装温度10～50℃，相对湿度10～50%[1]。环境的洁净程度是通过空调系统过滤等级和换气次数来控制降尘量，一般采用亚高效或高效三级过滤等级，即二级F9[5]，三级H13[1]。但空调系统的过滤效果是封闭在正常运行工况下的效果。在设备安装过程中，当环境条件达到预警值时，系统会及时报警并提醒。这是封闭阀厅形成微正压环境，通过开启空调系统循环过滤，起到除尘除湿恒温效果，保证阀厅内部安装环境的空气洁净度。

3.2.3 防尘效果

在低端阀厅安装2018年4月至6月期间，宣城的环境质量PM2.5最高在1000μg/m3，平均在55μg/m3详见图2。通过五道防尘措施，阀厅在设备安装期间，经过在线监测仪检查PM2.5控制在20-36μg/m3之间，达到空气优良状态，为设备安装提供洁净环境。（图2）

4 安全隔離控制

4.1 区域划分，安全警示

阀厅设备安装时，空间有限，设备较多，作业交叉，稍不留意，便会产生碰撞事故。

安全隔离控制则是在阀厅内部进行了区域布局规划，实行“六区六化”管理措施，做到六区相互隔离，设备定置定位管理。区域间用不同色带隔离进行安全警示，保证了现场工作得以有条不紊地开展，从根本上保证了工期进度的有序推进。

4.1.1 交底区完善化

安装技术措施的班前交底是安全和质量控制的重要措施之一。阀厅内部设置交底区。在区域内放置现场看板，展示了每日工作任务和具体动态。每天工作人员作业前，必须接受技术要求和安全注意事项的交底。操作过程中对不清楚的地方也可以随时查看看板上的当日工作内容，熟悉施工过程的任务特点、要求、施工工艺及安全注意事项，做到了阀体施工安全和质量的预把控。

4.1.2 设备区高效化

阀厅安装设备从入口进入拆箱后直接就位，在阀厅两侧设有设备备件存放区和废料回收区。施工过程产生的废旧物资及时回收处理，使得阀厅的空间得到合理利用，安装过程更加畅快。

4.1.3 车辆停放区定置化

施工车辆停放处设置在电源箱和工器具区之间，便于电动叉车、平台车、保洁设备充电和日常检查维护，停放处两侧用黄色醒目贴纸标志出了停放区域，既提醒了施工人员注意避开叉车的活动范围，又明确了施工车辆的每日停放位置，安全又快捷。

4.1.4 工器具区制度化

各种工器具按种类有序排列，摆放整齐，标示清楚，实行清单制，并秉持“谁借走谁签字，谁借走谁归还”的工器具使用制度，进一步规范了工器具的管理，优化了现场资源配置，提高了工器具使用效率和完整性，进而提高了安装作业的效率。

4.1.5 办公区规范化

阀厅内设置规范的办公区，区域内设置书架、办公桌以及一台一体机电脑。摆放技术规范、厂家资料以及使用电子图纸，方便现场技术人员与厂家人员的沟通，施工人员查阅图纸，实现了图纸无纸化施工，避免阀厅资料图纸繁多，堆放杂乱。

4.1.6 参观区特色化

从风淋间刚进入阀厅，首先映入眼帘的便是整齐有序的参观区，作为阀厅的“窗口”，参观区整体以绿色为主色调，象征着安全、畅通。参观者能够通过通道旁的展板了解换流阀的安装情况，品味特高压建设的施工工艺。

4.2 立体雷达，放碰防撞

阀厅内主体设备和辅助设备安装时，吊车、叉车等需要交叉移动作业。在阀厅有限空间内为防止车辆移动不会对成品设备造成碰撞的损伤，首次采用了升降车“防碰撞系统”，在升降车各个转角布置雷达模块，当车辆杂任何一个方位距离设备1000mm时，都将自动鸣笛报警，闪烁黄色报警灯提示。在已完成的成品设备周围，布置了醒目红色的成品保护围栏，留出足够的裕度，双管齐下保障了成品设备的安全。

5 结语

目前双极低端阀厅阀体设备安装工作已完成。所有换流阀的接头接触电阻合格率100%、水管对接处渗漏率为0%、阀体安装合格率100%。阀厅设备安装工程质量、环境、安全“一体化管控”實施方案，在特高压直流±1100kV古泉换流站进行了最佳实践，取得了良好的效果，设备各项指标达到和超出规范的指标。在±1100kV换流站阀厅安装质量环境安全控制中，取得了标准化的施工管控程序，将继续在高端阀厅继续使用，同时其他特高压换流站安装中推广使用。

参考文献：

[1]张志军，郑劲，陈东.特高压直流输电工程高端阀厅空调通风系统的设计[J].电力建设，2009（9）.

[2]李慧.±800kV普洱换流站阀厅通风及空调设计[J].研究科技创新与应用，2016（13）.

[3]丁志林，彭东，等.换流站阀厅红外在线测温系统设计 [J]. 计算机测量与控制，2017（9）.

[4]肖国锋.特高压直流阀厅空调气流组织数值模拟分析[J].城市建设理论研究，2011（23）.

[5]杨晓楠，汤广福，等.±660 kV直流输电工程换流阀电气设计综述[J].电力建设，2011（7）.

[6]真气网https：//www.zq12369.com/[ EB/OL].