500 kV雙龍變直流融冰系統施工中相關問題的處理

章偉勇，趙壽生，毛航旗，吳良建

（金華送變電工程有限公司，浙江 金華 321016）

浙江電網在2008年的冰災中遭受了巨大的損失。為了全面提高浙江電網的抗災能力，浙江省電力公司聯合浙江省電力設計院和浙江大學，經過一年多的探索和試驗，研制了直流融冰兼無功補償（SVC）系統，并于2009年11月在500 kV雙龍變完成了系統安裝和系統試驗。本文對項目施工過程中的相關問題進行深入分析，通過實踐優化設計方案，增強其可行性和經濟性。

1 直流融冰兼SVC系統特點

與傳統的融冰技術方案相比，直流融冰兼SVC系統的顯著特點是系統利用率高。因冰災是偶發事件，融冰系統大部分時間無需為線路進行除冰，造成系統的利用率較低。另外系統長期處于閑置狀態，其性能也將受到一定影響，當需要融冰時系統的運行可靠性存在隱患。此次研制的直流融冰兼SVC系統解決了上述矛盾。系統有兩種運行模式：融冰模式和SVC模式。在融冰模式下，以變電站內主變35 kV母線作為系統的交流輸入，經過濾波和整流變壓器的變換，再經由全控型整流電路的整流后輸出5 000 A的直流電流。通過切換隔離開關，可依次將該電流引至需融冰的線路進行融冰。無需融冰時系統以SVC模式運行，即通過切換開關，系統可配置成一臺靜止無功補償器（SVC），為500 kV輸電線路提供動態可調的容性無功。

2 系統施工過程中的相關問題分析

2.1 布置融冰系統時應注意的問題

在500 kV變電站中需要合理設計融冰系統各功能模塊的布置方案。從500 kV雙龍變的3號主變壓器35 kV側母線引入交流電源，并空出原有的1號主變壓器6號電容器、5號電抗器場地用于布置SVC裝置，包括L-C濾波器組、整流變壓器、主控室、整流室、水冷室以及直流選相刀閘室等。整流器輸出融冰所需的大電流通過選相刀閘切換后輸出，用管型母線方式將電流引至500 kV線路下方，再采用西門子公司研制“移動式母線連接器”將母線與需要融冰的線路相連。該方案有效利用了變電站的可使用面積，布局緊湊。

上述方案最大的缺點是受到場地限制，無法為相關設備留出檢修通道。比如由于受場地限制，各濾波支路過于緊湊，沒有相應的檢修通道，融冰期間如果某一支路出現故障，由于安全距離不夠，必須將所有濾波支路全部退出，檢修人員方能進入。平波電抗器及硅整流設備也存在同樣的問題。

建議將各次濾波設備從緊密型布置改為松散型布置，通過高壓電纜將濾波設備分散到站內其余可利用空地，將預留的空間用于平波電抗器及硅整流設備，充分利用現有場地，留出足夠的空間建立相應的檢修通道。

2.2 線路間隔的改造

融冰系統安裝時應盡量縮短停電時間以及減少對現有設備的更改。按原設計方案，在保持原進線結構不變，用移動式母線連接器將線路與直流母線連通時，首先必須改造500 kV線路間隔。即在線路避雷器側增加1組支柱絕緣子支撐上層管母線，并將原避雷器的設備引線更換為與出線相匹配的大截面導線，并與上層管母線相連，再由上層管母通過移動式母線連接器接入母線側下層管母線。分析該方案后，提出以下3條建議：

（1）更換避雷器側引線要花費較多的時間，可以考慮直接從線路引入上層管母線，原避雷器側引線保持不變，這樣可降低施工難度且有效縮短因線路改造而造成的停電時間。該方案得到相關設計人員的充分肯定并實施。

（2）上、下層管母線受場地限制，原設計采用單柱單支持結構，在安裝時對支持瓷瓶抽檢試驗發現存在不合格現象，后采用單柱雙支撐結構，并更換了不合格支持瓷瓶。考慮到大風、冰災等惡劣天氣時有發生，建議在今后類似工程中可考慮雙柱雙支撐結構，以增加上、下層管母線的結構穩定性。

（3）移動式母線連接器是多條500 kV線路的通用閘刀，在調試過程中必須確保所有位置閘刀合閘范圍在產品允許范圍內。考慮到停電時間的限制，以及上層管母靜觸頭對下層管母安全距離的限制，上層管母靜觸頭全部采用在地面制作安裝，故不通過調整靜觸頭高低來保證合閘高度。在調試時，選用一臺連接器作為基準，標出合閘標準位置和上、下限位置，通過模擬融冰狀態測出各條線路靜觸頭實際高差，并按照最低點在閘刀下限范圍內為調試依據，統一調整3臺連接器高度，有效減少了線路停電次數和停電時間。經過雙龍變各線路融冰實際試驗，連接器合閘高度覆蓋了應到的各個位置。圖1為移動式母線連接器實物照片。

2.3 直流電源的接入

理論上直流電源只需兩路管母進行輸出，實際應用時會增加電站操作的復雜性。因此采用了“三相母線”方式布置，且管母沿圍墻架設，不影響所內其它設備。當線路融冰時，可直接通過直流閘刀選擇完成相位切換，降低了操作的復雜程度。設計過程中需要注意的是，采用三相母線布置時應充分考慮線路母線支撐管母與融冰母線支撐管母的安全距離。根據設計規范，最小安全距離為3.8 m，而本工程實測距離僅為3.9 m，余地較小。施工過程中也發現融冰母線側感應電強烈，故施工中采用了多組接地線多點接地進行防范。考慮到今后檢修時掛接地線比較困難，還特別制作了專用金具，在母線上增加了6處接地掛設點。

2.4 特殊金具的應用

直流管母是整個直流融冰改造項目的重要組成部分，其單相長度為710 m，使用的金具數量龐大，且均為初次設計使用，還有多處轉角、跨越。為了實現管母段間、管母與穿墻套管等特殊部位之間的連接，施工與設計單位和金具廠緊密合作，施工準備階段就參與了金具廠設備定型工作，對一些事先不能確定的金具在安裝時按實際加工，避免了施工中因與設備和實際不匹配而造成金具浪費。雙龍變使用的金具在以后的融冰項目中可作為定型產品直接加以應用。圖2是為本工程設計制作的特殊金具。

圖2 特殊金具的應用

2.5 新工法的應用

雙龍變直流融冰兼SVC系統工程具有施工周期短、設備特殊等特點，如按常規變電工程組織施工，將無法如期完成工程施工，必須打破常規進行技術革新，采用新設備、新工法才能滿足工程的需要。工程配備了大量施工機具，成立2個QC小組，通過QC活動共自制8種新工具，解決了Φ250管母制作和安裝問題。施工中提出并實施了3個新工法，如電容器耐壓采用電抗器補償法，大大加快了試驗速度；直流管母感應電強，且空間受限，項目在吊裝時大膽采用自動脫扣工法，加快了施工速度，減少了登高次數。

3 結語

浙江電網近年來得到了較快的發展，基本形成了500 kV骨干環網，直流融冰兼SVC系統有助于提高電網抵御自然災害的能力。系統安裝投運實施過程中獲得的寶貴經驗，可為今后類似系統的設計安裝和投運提供借鑒。

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