换流站里的歼灭战

张鹏飞 杨鑫 祁玉金

进入新时代以来，在宁夏这块美丽富饶的土地上，一座座巍峨的铁塔、一条条闪光的银线、一座座雄伟的变电站，如雨后春笋一般，沿着黄河两岸、塞上平原、六盘山谷快速崛起，电力助推宁夏走上了飞速发展的快速道。到2020年，宁夏电网又一个华丽的转身，一跃成为全国首个外送电量超过内供电量的省级电网，外送规模位居全国前列。电力，成了宁夏一张亮丽的名片！

宁夏电力外送“大户”特高压±800千伏灵绍直流输电工程，是党中央、国务院确定的大气污染防治行动计划和国家“西电东送”的战略重点工程，对于推动西北地区风、光、火电打捆外送，加快宁夏资源优势转化，降低煤炭消费比重，促进清洁能源发展，保障华东电网安全可靠供电具有重要意义。自2016年8月24日正式投入商业运行以来，已经累计向浙江送电3000亿千瓦时，年供电量达浙江省全年电量的10%以上，直流能量利用率位居国网系统内特高压直流首位。

特高压±800千伏灵绍直流输电工程送端换流站灵州换流站，位于宁夏灵武市白土岗乡一个叫石沟驿的地方。因位于毛乌素沙漠东侧，周围方圆十数公里之内都是戈壁和荒滩，春天沙尘漫扬，在室外干活，人嘴唇干裂，流出的汗会把脸上的尘土洗模糊，连熟人都认不出来。夏天酷热难耐，找一棵能乘凉的树都难。冬天又奇冷无比，特别是到了夜间，气温断崖式下降，说滴水成冰毫不夸张。这块戈壁，环境恶劣，植物稀少，换流站还没有建成的时候，人迹罕至。一条公路穿越而过，车辆疾驰，不会有人停留片刻。自从远处建起了换流站，过往车辆司机常会踩一下刹车，望一眼不远处这个有点神秘的“大院子”。

然而，这个看似风光无限，头顶着多个“第一”“首次”“首台”光环的换流站里，却隐藏着48枚“定时炸弹”，而且就藏在核心设备交流滤波器场罐式断路器的肚子里。这些“定时炸弹”随时都有爆发的可能，都会成为“西电东送”路上的“绊脚石”。

第一颗“定时炸弹”是2017年5月27日爆发的。从此，灵州换流站就麻烦不断，国网宁夏电力也因此开始了艰难而漫长的整治征战。到2023年4月28日全部整治完毕，一场打了6年的持久战终于告捷。如今，灵州换流站安逸了，宁电入浙更畅通了！

上篇：研判

2023年4月30日，灵州换流站第一任站长韦鹏在宁夏电力公司网站发表了一篇工作随笔《设备治理就是愚公移山》，引起大家关注，读后才明白灵州换流站断路器治理原来是这么回事。

我经常到换流站采访，拍摄，对这里也很熟悉。韦鹏的工作随笔也引起了我探寻现场故事的兴趣。通过微信沟通，和他约定了见面时间。

韦鹏中等身材，瘦方脸，目光有神，说话非常客气。他是国网宁夏电力直流运维方面的专家，任何时候别人跟他请教交流，他都不敷衍，很有耐心。当年国网公司实施属地化管理，将银川东换流站移交国网宁夏电力的时候，他已经是换流站里的“大拿”了，身为检修班长的他，并没有回国网直流公司，而是选择了继续扎根在自己耕耘的热土上奋斗。

韦鹏告诉我：“灵州换流站断路器是新东北电气集团高压开关有限公司生产的LW56-800型750千伏罐式断路器。这个型号的断路器，无论哪台、哪组，都存在着同样的不足，后来经过多次分析、研判，才下决定进行治理。”他回忆说，灵州站刚投运半年时间里，设备总体来说还比较稳定。2017年5月27日那天，现场并没有别的工作，按说是平常的一天。中午11点，他正在办公室里忙，忽然听见“嗵”“嗵”几声响，直觉告诉他，设备区有事了！他拔腿就往设备区跑。同时，主控室来电话汇报：交流波滤器场有断路器跳闸，直流功率下降，故障原因不明。这是灵州换流站投运后第一次出现这样的情况。

韦鹏还没有跑到滤波器场，上级领导电话就来了，国网公司相关部门电话也来了，口吻大同小异：直流功率怎么会下降？你们怎么搞的？韦鹏说不清楚，值班员说不清楚，就连国网宁夏电力开关专家相中华一时也判断不出。

电话声此起彼伏，站内到处都弥漫着紧张的气氛。各方专家，各级领导好像突然被空降下来似的，转眼间都到了设备区。这里16组48台（每组ABC相3台）滤波器断路器全是国内首次制造，首次以750千伏电压等级接入。别说宁夏没有这方面运行经验，其他省也没有，目前只是摸着石头过河。

韦鹏建议我去采访相中华，说他对当时的现场情况也很清楚。

相中华总是面带着微笑，给人温和实在的感觉。他说：“当时我们对运行数据进行分析后，认为这台断路器已经不能再使用！”顿了顿，他又说，“不一会儿，国网宁夏电力系统变电运维专家宋永强、刘志远、黎炜也赶来，他们经过分析研判，结果与我们的判定一模一样。”

宁夏电网里还有一个2011年投运的世界第一个±660千伏银东直流输电工程，这几位专家在直流运维和管理方面经验丰富，能得到他们的认同，也让相中华对后期的工作更有信心。

由于这种断路器太大，内部结构复杂，罐体内故障只能返厂检查、维修。用备用断路器换下故障断路器后，黎炜、韦鹏、相中华三人随断路器返厂检查。由于是首台首套设计，新东北电气公司非常重视，拆解检查也格外仔细。经检查，发现内部出现了裂口击穿和对地放电情况，烧伤了合闸电阻。

看到这个结果，韦鹏三人不约而同地长出一口气，庆幸当时没有再进行试送电，否则又会造成新的损失，后果不堪设想。

国网公司也派来了中国电科院、国网直流技术中心专家，现场与国网宁夏电力及厂家专家共同对断路器故障原因进行分析。随后，宁夏又派出倪辉、马飞越、牛勃等为组合的技术小组驻厂全程参与试验。

通过对断路器设备的灭弧室、合闸电阻等一次部件及继电保护控制回路等二次部件多轮次试验，都未找出断路器故障原因，推断断路器出现故障可能是个别质量问题。±800千伏直流输电工程是电网重器，哪怕是换流站里一个设备的小故障，对于电网来说都可能产生大问题。国网宁夏电力非常重视，继续对在运断路器的运行数据、歷次试验数据进行分析研究。随后判定：断路器故障原因出在合闸电阻上。理由是：电阻合闸技术的断路器在国内属于首次设计，只是在成熟的500千伏断路器基础上进行了放大，没有深入考虑机构工艺、运行环境等因素，存在着设计不足。尽管把合闸电阻部位增大了，但因为滤波器场断路器相比其它场所断路器的切、合次数更频繁，长度增加、重量增加、弹簧压力增大后，在多次自动切、合过程中出现的振动大、摩擦大、磕碰等现象，都可能造成断路器故障。

万事开头难，这个判定注定要在漫长和曲折中论证。

随后，断路器就在不断异常中继续运行。每次只要断路器有切、合，运行人员都要认真分析其波形，看会不会引起意外。这倒逼出了好多创新，如：“滤波器波形智能分析装置”。这个装置在断路器有异常时，能提醒运行人员注意，防止意外。但这并不是设备本质安全，只能预防意外发生不至于产生严重后果。

2018年2月12日，滤波器波形智能分析装置警示，新更换的断路器在自动合闸过程中电流波又明显异常。有了上次教训，这次站里果断对其停运。后经检查，情况跟第一次几乎一样，放电部位部位都惊人的相似。国网公司又组织相关单位对断路器进行研究分析。但因为没有发现新的问题，还是倾向于个别设备质量问题。

说来也奇怪，这个断路器早期所有的问题都集中在7632C相这一个点上，第二次更换后的2018年6月6日，又出现了一次问题，第三次更换后的2018年12月31日，合闸波形又出现异常。经返厂检查，情况都跟之前相似。

为了保证安全运行，特别是新能源的消纳不受影响，在接下来的日子里，国网宁夏电力充分利用各种停电机会，对所有断路器重复进行“保养”。就算是危机四伏，也没有影响外送电。

国网宁夏电力组建了科研攻关小组，并邀请武汉大学、西安交大等高校合作，确立“特高压换流站滤波器开关暂态过电压及其合闸电阻特性研究”课题，进行深层次分析、研判，同时还到ABB公司、国内主要断路器设备制造厂家、先进运行单位调研考察，并通过各方渠道了解国外类似设备运行情况。2019年4月1日，科研攻关小组根据调查、分析、研究结果，果断判定：断路器的问题就出在合闸电阻上，并向国网公司呈送了“LW56-800型断路器疑似家族性缺陷认定报告书”。

此报告引起了国网公司重视，要求国网宁夏电力主导，中国电科院、南瑞集团、新东北电气公司等单位配合，进行科研攻关，研究隐患治理方案，同时也给予了科研经费上的支持。2019年，这些断路器在有惊无险中挺过了一年。

下篇：决战

2020年开始，断路器开始连续“耍脾气”。

先是2020年5月20日7633断路器C相故障，接着是2021年8月11日7613断路器B相故障、2021年8月20日7642断路器B相故障等，一年内跳闸及各种大小异常加起来达20次之多。

科研攻关小组成员倪辉是所有故障、异常断路器试验的参与者，每次会议纪要整理者，他告诉我：“隐患连续爆发，我们根据情况迅速进行了仿真，复现了故障过程。也正是近三年的探索积累，才能在这个时候准确地找出隐患来源，确定治理措施。”

经过研究、论证，科研攻关小组正式提出：将断路器里的合闸电阻取消，加装选相合闸控制装置，使断路器改用选相合闸方式合闸。同时还确立了两个相对应的科研课题，国网公司批复对断路器进行改造。

为了验证两种合闸方式哪个更科学、更安全，2021年9月，国网公司要求暂用ABB公司制造的800PM型选相合闸断路器，替代1组波形异常现象断路器，在运行中对比观察。

我问相中华：“为什么要对比，全部换成ABB公司的岂不是更省心？”

相中华笑着说：“1组断路器就要770多万元，16组全部更换要1.2亿多元，再说换下来的旧断路器怎么处理？这不现实。最好的办法还是‘治病，这也能提高国产设备的技术水平。”

得到国网公司批复，新东北电气公司与南瑞集团强强联手，立即对断路器进行改造。2021年10月，改造后的断路器被送往全国权威试验机构西安高压电气研究院进行试验。通过了100次机械操作磨合试验、100次选相同步控制联调试验。结果是：试验值偏差均满足±1毫秒要求值。这套试验有几个技术上的“首次”，倪辉原本想带人过去全程观摩学习，可还没有动身，西安疫情就严重了，只能望而止步，与机会失之交臂。

取消电阻合闸，采用选相合闸，灵州换流站成了第一个吃螃蟹的。

初夏的石沟驿比较温顺，没有狂风肆虐，烈日仿佛也没有那么粗暴。戈壁滩上的绿草生命力顽强，趁着这个间隙七零八落地遮住部分土包。我想去一趟换流站采访，也想顺便拍几张铁塔从这里进沙漠的照片。

我到灵州换流站等了很久，站长徐辉才戴着安全帽满头大汗地从设备区跑来。徐辉是灵州换流站的第三任站长，先后参与过灵宝换流站、银川东换流站的建设和运维工作。他说，爱人总嫌他陪伴她和两个孩子的时间都没有陪着那些设备多……刚聊几句，他的电话就响了，他说现场有操作叫他过去，就又一路小跑去了。半小时后，他又满头大汗地跑回来，说：“只能聊20分钟，两点前还得赶回去参加一个运行专业会议。”我明白，他赶回银川还得两个多小时的车程，便不再耽误他的时间。国网宁夏电力高级专家、国网宁夏电科院检测室主管马飞越告诉我，改型断路器是2021年12月11日送到灵州换流站的。

马飞越记得那天天气异常寒冷，人把脖子往衣服里缩了再缩还想缩，冷得手套都不敢摘。断路器还没有运回来，他跟同事就早早来到了现场。断路器就位时已经是黄昏了。为了给安装争取时间，他们又给厚厚的棉衣上再套一层棉衣，挑灯夜战，为断路器做安装前的最后试验。

这是断路器改型后第一次现场试验，如果按照规定流程进行试验，可能会影响安装和投运时间，于是有人就提出减少试验环节。但马飞越坚持严格按照工作标准试验，并与试验负责人陈磊提出了一种创新的接线方式，这种方式不但符合试验要求，还减少了重复步骤，大大缩短了时间。这让换流站里的运行人员和待命的安装人员无不对马飞越的创新举手称赞。

回想6年前，马飞越在超特高压设备试验方面还是一只菜鸟。经过几年的历练，他现在除了自己业务过硬，还培养了一批新的业务骨干。

做完试验，接下来的任务就交给国网宁夏超高壓公司了。

2021年12月19日，灵州换流站里寒风凛冽，呼啸的西北风夹杂着沙土直往人的眼睛里钻。作业现场指挥、国网宁夏超高压公司变电检修中心主任刘博站在高处，有条不紊地指挥着大家用“平移法”把旧断路器抬出去，然后又把改型断路器推进来。天黑前，随着首批2组6台改型断路器顺利投运，现场响起了热烈的掌声。大家相互握手道贺，还有人相互拥抱，轻拍着“战友”的后背、肩膀高呼：“成功了，成功了！”

灵州换流站占地面积451亩，仅一个滤波器场都比一般的330千伏变电站大。为了尽量减少面积，换流站在设计之初，就把滤波器场定成“田”字型紧凑布局。这种布局有利也有弊，弊端在于这种罐式断路器又高又长，之间距离太小，更换的时候要把旁边的设备及母线都停了电才能作业。而灵州换流站有额定功率要求，断路器每次停电次不能超过2组，并需国调批复停电申请。所以，后续42台断路器的更换，又是一个漫长的过程。

这里面除了停电等的时间长一点，运输时间也长。从换流站到辽宁沈阳，将近2000公里，重型车载着16吨重的庞然大物，正常情况下也要行驶十来天，况且那个时候全国各地疫情不断爆发，有时候运输途中就会被突然隔离，一滞留就是好多天。要么断路器来了，电却停不下来。总之，各种原因一直搅扰着更换工作。

“有一次断路器发生故意时，正值迎峰度夏期，而相邻母线不停电，长臂吊车进不去不能更换。当时大家非常担心，要是再有断路器跳闸，外送功率大幅下降，那就是大事。但没有别的办法，只能连夜守在现场等停电。”刘博每每想起那天的情景，感觉心还跳得厉害。他从第一台故障断路器的更换，到最后一台改型断路器上岗，一直是现场工作负责人，他说：“这样时换时等，对于检修专业来说，倒是一个有利的时机。我们成立了一个技术攻关小组，研究如何不停电就能更换断路器？后来就研究出了‘平移法。‘平移法非常实用，不但能提高工作效率，减少旁边设备陪停电，还特别安全，节省人力。”提起这个“平移法”，刘博一脸的自豪。

这个当我问“平移法”是怎么研究出来时，他说：“虽然‘平移法是后来经过攻关小组近百次的力学仿真和性能测试才用到实际中的，但最初还是黎主任提出来的。”黎主任便是黎炜。2017年他是国网宁夏电力设备部副主任，提出“平移法”时，他在国网宁夏超高压公司任党委书记。每次攻关小组活动他都参加，那次讨论时他提出：把断路器抬出来，抬到“田”字格外面更换！

这个想法不错！攻关小组组长、国网宁夏超高压公司副总经理蒋超伟第一个赞成。于是，攻关小组就沿着这个思路开始研究。

灵州换流站交流滤波器场断路器呈Y字形，高13米，宽度不足1.5米，重心距地面4米，移动过程中断路器随时有向侧方倾倒的风险。这是个难关。

我向黎炜请教，这个难关是怎么攻克的？

黎炜谦虚地说：“我只是提了个思路，后面都是大家的智慧成果，得请攻关小组的人讲。”

我又去攻新小组深挖究竟。

在去采访攻关小组之前，我先见到了潘亮亮。潘亮亮一直在国网宁夏电力设备部负责直流运维管理工作，早有耳闻，她是检修现场的“女汉子”。每次检修、换断路器，她比班组干活的人都忙，爬高爬低瞅了又瞅，转来转去一直盯在现场。断路器返厂改造的一些项目是由她申报，断路器的检修计划也是她协调。由于表现一直突出，她先后荣获了很多荣誉，2019年，她获得了全国“五一劳动奖章”。她告诉我，这个“平移法”不但节约了不少费用，还获得了好几个奖项。

她向我介绍了攻关小组几位成员，李科云就是其中一位。李科云是超高压公司检修班班长，刚工作时就遇到了断路器“修修补补”，从新员工到班长岗位，他现在已经是特高压设备检修技术能手，48台断路器上都有他辛勤的汗水。

通过与李科云交谈，我才明白：断路器平移更换，是先跟“抬轿子”一样，用4个100吨级液压千斤顶，把断路器抬到一个特制的钢架子上，然后慢慢放到2根重型鋼轨上，再用多组液压油缸顶推，把断路器水平推移至指定位置。“顶、穿、推、落”四个步骤无缝衔接，方便又安全。“平移法”完全实现了断路器更换时不陪停设备、不降低负荷、不增加工期、不使用大型吊车就能完成，更保证了送电不受影响。据统计，不受损失电量累计达22.68亿千瓦时。

在陆续更换改型断路器过程中，国网宁夏电力还利用年度综检等机会对那些在运的电阻合闸断路器进行了全面“体检”，发现断路器罐内有很多不同程度的问题。险象环生，更换刻不容缓，行走在路上的断路器也得跑得再快一点！

大家经常说灵州换流站滤波器场里的断路器是“行走在路上的断路器”。从2017年第一台返厂检查，6年来一直在返厂检查、检修、改造的路上。韦鹏在他的文章里写道：6年时间似乎有点长，但我们一直没有动摇或放弃，即使远方尽是坎坷，我们也要像愚公移山一样修通一条光明之路！

光明之路通了，持久战胜利了！灵州换流站又以全新的姿态，沿着光明之路，昂首阔步勇敢前行，为“西电东送”作更大贡献！

责任编辑/孙明星