800 kV換流變附件安裝要領及工藝控制

梁 偉，范孝青，丁光正

（淮北供電公司，安徽省 淮北市，235000）

0 引言

±800 kV特高壓直流奉賢換流站使用的800 kV換流變，生產廠家為ABB公司，產品型號為TTT146DR，容量比為297.1/297.1 MVA，電壓比為515/√3+22-6×1.25%/157.6/√3 kV，繞組接線型式為Y/y，閥側套管額定耐壓1175 kV。800 kV換流變為目前世界上電壓等級最高的換流變，具有換流變安裝具有絕緣要求高、漏空時間要求短，繞組芯線引線連接工藝特殊，升高座、套管安裝角度控制困難，附件吊裝要求特別等諸多技術難點[1-10]。

1 換流變附件安裝基本流程

與常規換流變相同，奉賢換流變主體附件由散熱器、升高座、套管、油枕等組成，其附件安裝優化流程及工時如圖1所示。

2 交接驗收及保管

設備到達現場后，應及時進行下列外觀檢查：

（1）油箱及所有附件應齊全，外包裝良好，符合合同要求。無銹蝕及機械損傷，密封應良好。

（2）油箱箱蓋或鐘罩法蘭及封板的連接螺栓應齊全，緊固良好，無滲漏；充油或充干燥氣體運輸的附件應密封、無滲漏，并裝設監視壓力表。

（3）套管包裝完好，無滲油，運輸方式及外包裝符合產品要求。

（4）換流變油箱內干燥氣體應為正壓，其壓力為0.01～0.03 MPa，現場應辦理交接簽證并移交壓力監視記錄。

（5）檢查并記錄沖擊記錄儀在運輸和裝卸中的受沖擊情況，辦理交接簽證。

3 附件安裝前的檢查和試驗

換流變附件吊裝前，由業主物資代表、監理工程師、制造廠代表、施工單位代表等共同對運抵現場的物資按制造廠所提供的裝箱清單，進行開箱驗收。

3.1 主附件的檢查

主要檢查散熱器、升高座、套管、油枕等，具體檢查項目和檢查標準應填寫相應的檢查表。

3.1.1 散熱器的檢查

（1）散熱器裝置外表漆膜（鋅層）應完好，無銹蝕、變形。

（2）現場對散熱器充干燥氣體，并使氣體壓力至0.01～0.03 MPa，并檢漏及辦理交接。

（3）油泵、蝶閥、油流指示器、油管（包括導氣管）應無銹蝕，蝶閥開閉位置正確、密封良好。

（4）冷卻裝置風扇轉動靈活，無擦碰和卡阻現象，電氣絕緣良好。

3.1.2 油枕的檢查

油枕充氣運輸壓力應不低于0.01 MPa，油枕閥門連接口等無擠壓變形，油枕無銹蝕油漆脫落等缺陷。

3.1.3 套管及升高座檢查

（1）套管表面應無裂縫、傷痕，瓷釉無剝落，瓷套與法蘭的膠裝部位應牢固、密實。

（2）套管、法蘭頸部及均壓球內壁應清潔干凈。（3）充油套管無滲油現象，套管底端采用護筒內充絕緣油保管，開箱應檢查底部無滲露。

（4）按照Q／GDW 281—2009《±800 kV 換流站用直流套管技術規范》對套管進行電氣試驗。

（5）升高座表面應無碰撞變形、銹蝕、漆層。

（6）電流互感器二次端子板絕緣良好，小瓷套緊固無破損、滲油。

（7）升高座安裝前，應按電氣設備相關交接試驗標準進行內置電流互感器的電氣試驗，并核對是否與設計圖紙和出廠試驗報告相符。

3.2 其他附件檢查與試驗

（1）氣體繼電器應清除臨時綁扎物并校驗合格。

（2）管道安裝前，對管道附件進行清點及預組裝，管道內壁應清潔，連接處密封良好。

（3）壓力釋放裝置的閥蓋和升高座內部應清潔，密封良好，接點動作正確，絕緣應良好。

（4）溫度計安裝前應進行校驗，信號接點應動作正確，導通良好；溫度計應根據產品技術文件規定進行整定；膨脹式信號溫度計的細金屬軟管不得有壓扁或急劇扭曲，其彎曲半徑不得小于50 mm。

4 施工準備

現場準備好廠家說明書、試驗報告、保管記錄、施工圖紙、技術交底等。安裝技術措施必須通過審查、批準，且在安裝前組織技術措施交底工作，使每個參加換流變安裝的人員都熟悉安裝流程與特點。

換流變安裝施工前，必須根據施工圖紙及產品技術文件，結合工程具體情況編制施工方案，并依據批準的施工方案進行技術交底。

施工機具、材料配備齊全，包括：吊車、汽車、吊裝機具、專用工具和專用材料、抽真空、濾油設備、干燥空氣等。機具使用前經檢驗合格并報監理審查批準后使用。

根據場地情況，合理進行油罐、油過濾及真空處理設施、附件和吊車的布置。設置容量足夠、安全可靠的專用油處理電源。

根據800 kV換流變的安裝特點、安裝工作量及施工工藝流程，合理配置各崗位工作人員，特殊工種人員應持有效證件上崗。

基礎及換流變本體就位應符合下列要求:

（1）基礎及構筑物施工完畢，達到安裝要求并通過交接驗收。土建施工單位將換流變安裝基礎的橫縱向軸線標出來，供換流變就位參考。

（2）換流變就位軌道通暢，軌距、標高符合圖紙設計要求。

（3）基礎周圍的雜物及障礙物已清理干凈，場地平整，道路暢通；在其施工范圍內搭設臨時圍欄，與其他施工場地隔開。

（4）換流變本體就位應符合設計及產品技術文件要求。

（5）安裝場地內所有的電纜溝出口封堵好且應蓋好蓋板，其他臨時孔洞應臨時封堵好。

（6）安裝區域接地網施工完成，作業現場無灰塵、積水。

5 安裝流程工藝及質量控制要點

5.1 散熱器的吊裝

安裝前通過底部閥門排出散熱器和母管內部的換流變油，打開散熱器母管封口，檢查法蘭面是否平整、圓滑，用白布沾無水酒精擦試掉表面的油漆及灰塵，必要時用平挫刀處理表面的毛刺及油漆麻點凸凹。吊裝時調整吊帶的位置，確保母管法蘭面與對接面平行。本體法蘭面處理與母管相同，檢查O型密封圈的完整性，用酒精搽試干凈后，將密封圈平整放入（ABB公司配套密封圈的切口為平切面），將散熱器母管螺栓對稱緊固牢靠。

散熱器包裝運輸一般為立面運輸，吊裝時首先用吊車將散熱器平放，然后用2輛吊車4點平行吊起，起吊端慢慢升起，使散熱器垂直起吊，實現與法蘭面的對接。為了方便散熱器安裝時便于調整螺栓對接，法蘭對接時可以上、下、左、右各擰緊4個螺栓，其余待最后1片散熱器安裝后緊固法蘭其他螺栓。在散熱器緊固過程中，在散熱器底部應增加臨時支撐，防止在緊固過程中散熱器間連接波紋管受力變形。

5.2 油枕的吊裝

ABB公司油枕為整體充氣運輸，現場安裝不需要進行內部檢查及氣囊檢漏。根據天氣情況，安裝順序也可以放在閥側套管安裝后。

考慮施工方便，油枕支架與油枕在地面組裝完成后，進行油枕與支架組合吊裝。根據吊裝距離及吊裝高度計算結果，采用1臺25 t汽車吊、4根6 m長3 t尼龍吊帶、4個3 t卸扣等起重工具進行吊裝作業。

將儲油柜就位并安裝儲油柜聯管、閥門、波紋管、氣體繼電器（氣體繼電器上的箭頭標志指向油枕）、梯子等附件。

5.3 有載開關的安裝

有載開關安裝時，必須破除換流變干燥空氣，在有載開關安裝期間，從主變本體注油孔處充入露點低于-40℃的干燥空氣。同時，注意不要將任何零件掉進切換開關的油室，否則切換開關要阻塞并會損壞帶負荷分接開關和變壓器，因此，要記錄所有零件的數量，在拆卸和重新安裝時，數清零件和工器具的數量。

拆除有載開關臨時封板，使用提升裝置將帶負荷分接開關輕輕吊起，校準所有的支承法蘭螺栓，讓其容易地從抽頭換接開關頭的固定孔穿過。重新安裝好帶負荷分接開關，按照說明書要求連接好機械傳動裝置，在安裝期間有載開關空洞處遮蓋紗質網，防止異物漏進切換開關。

5.4 交流套管的吊裝

ABB公司換流變運輸時，安裝2支運輸三維沖撞儀，1支安裝在換流變本體外側，1支安裝在網側套管安裝孔內繞組線圈上。為了減少換流變漏空時間，換流變套管的安裝從網側套管開始安裝，同時進行三維沖撞儀數據的獲取。

ABB公司套管與繞組芯線的連接采用穿桿式連接，通過套管內穿桿使繞組芯線觸頭和套管間固定定位，套管內部結構及與繞組芯線的連接如圖2所示。

（1）網側升高座的吊裝。網側升高座共3節，升高座在運輸時采用封閉鋼桶充干燥空氣保持絕緣。吊裝前檢查干燥空氣壓力應在0.01～0.03 MPa范圍內，拆除換流變頂部臨時封板，將第1節升高座法蘭對接。由于設計結構的原因，第1節升高座外形較大，應注意法蘭面的清理和密封圈的檢查。拆除運輸護筒，將升高座垂直吊起，第2節與第3節升高座在地面分離，待第2節升高座安裝就位后，將2根繞組芯線接到位于均壓環內的繞組芯線觸頭上，同時在繞組芯線觸頭上將導向桿擰緊連接牢靠后，將第3節升高座吊裝就位。

（2）套管吊裝。網側套管吊裝施工參考圖3進行。首先解除套管頂部護桶，在套管頂部安裝專用吊板，同時將套管端部伸出的導向桿與牽引繩連接牢固。吊裝時吊繩穿過套管頂部專用吊具孔固定在套管吊環上，起吊時將吊環及吊帶固定好后慢慢將套管扳正，扳正過程中應逐步調整吊點重心，始終保持吊車吊繩基本垂直，防止套管突然受力碰及其他設備或人員。待套管直立并懸空靠近安裝孔時將導引桿與套管內部牽引桿連接牢靠，然后將套管移動到對正安裝孔位置緩緩下降。法蘭螺栓緊固牢靠后，在套管頂端通過緊固牽引桿露出頂端鏍桿長度確保觸頭與套管底部接觸良好。

5.5 中性點套管安裝

（1）套管的檢查和試驗按照網側套管的檢查項目進行。

（2）中性點升高座無專用吊點，采用2根吊帶按照2點起吊的方法進行吊裝。

（3）中性點套管引線采用穿纜式，套管吊至安裝孔上部時，將事先穿入套管的直徑為10 mm的尼龍繩綁住繞組芯線接頭，將芯線拉入套管，同時將套管慢慢落下。套管就位后，穿上引線樁頭固定銷后，將導電接頭旋在引線接頭上

5.6 閥側套管的安裝

5.6.1 矯正法蘭的使用

由于高壓繞組端部電場不均勻，易發生沿主絕緣表面爬電事故，為加強端部絕緣，提高端部絕緣的抗電強度，改善端部電場分布，延長端部沿面放電的距離，繞組芯線引線端子頂部安裝了圓環形均壓環，4根繞組線引出線接入繞組芯線靜觸頭，靜觸頭處于均壓環內，通過套管底部導電桿插入靜觸頭完成繞組引線的連接。該種接線方式一方面將繞組芯線與套管導電桿的連接部位置于絕緣油內可以避免電暈放電引起接頭發熱，另一方面繞組芯線的引出距離的減少降低了引線絕緣的處理難度。

為了保證繞組芯線靜觸頭與套管底部的插接深度和同心插接，在升高座安裝前，首先安裝法蘭外形與升高座完全一致的專用工具“矯正法蘭”。“矯正法蘭”中心安裝1個角度與升高座角度安裝角度一致的活動插桿，通過插桿可以確定繞組芯線觸頭插接深度及導向桿的引出角度，確定繞組芯線靜觸頭位置及導向桿角度后，拆除“矯正法蘭”。同時，在導向桿上套上1根2 m左右的延長塑料管，用于絕緣防護和導向桿引出，檢查法蘭面平整度及清潔法蘭，安裝密封墊，準備升高座的安裝。

5.6.2 升高座的安裝

升高座下部絕緣采用絕緣紙多層疊加而成，在運輸時采用封閉鋼桶充干燥空氣保持絕緣。吊裝前檢查干燥空氣壓力在0.01～0.03 MPa范圍內，拆除升高座上部壓力表密封法蘭，拆除運輸護筒將升高座垂直吊出，迅速用干凈塑料布（或防塵罩）包裹做好防潮措施，然后用另一吊車將升高座調整至安裝角度，前邊掛點采用2只3 t鏈條葫蘆將升高座按照調整后角度固定后，將另一吊車退出。

升高座安裝時，換流變器身內站1人，升高座法蘭口兩側各站1人，升高座頂端用升降車載1人。靠近安裝位置時，將靜觸頭導向桿穿入升高座，升降車內安裝人員從頂端空洞處將導向桿取出(導向桿穿入升高座內部時應避免損壞內部絕緣紙)，吊裝時緩慢吊入，3處安裝人員分別觀察升高座對安裝孔、均壓環、牽引桿角度，隨時提醒吊裝指揮調整吊裝角度。升高座基本進入安裝孔后，螺栓安裝偏差通過前部鏈條葫蘆微調，螺栓緊固采用力矩扳手對稱擰緊，封閉升高座上部壓力表空洞后用同樣方法安裝另一個升高座。

5.6.3 閥側套管的安裝準備和吊裝

5.6.3.1 安裝前準備

（1）用真空濾油機吸管從排油口將套管底部護桶內絕緣油吸出。

（2）將套管水平吊起本體排油口朝下，使套管底部稍低，從套管充氣口充入純度99.99%的干燥氮氣，將套管內殘油排除出，排油過程中可以輕微晃動套管，盡可能將殘油排凈。

5.6.3.2 吊裝

（1）打開套管頂部護桶，按照廠家提供圖冊要求，將套管專用吊具安裝牢固，將導管內牽引桿尾繩擰緊牢固。專用吊具和套管端部連接時，應在套管于吊具連接面間加墊片，防止損壞法蘭面。在套管中部法蘭處安裝專用吊具。

（2）將套管從底部護桶內移出，套管采用2點起吊，一側吊繩可調（吊裝應粗略計算吊繩的長度配置，減少鏈條葫蘆的調節長度），且該段增加1道有裕度的軟吊帶作為后備保護。吊裝示意圖如圖4所示。

調整套管的吊裝角度與升高座的角度一致，安裝時升高座安裝法蘭處站2人。靠近升高座時將套管內牽引桿與升高座內導引桿擰緊連接牢靠，2人乘升降車控制套管頂部，吊車起重指揮與法蘭連接處2人互相配合，控制套管安裝角度，緩慢使套管就位。與網側套管的連接相似，閥側繞組芯線采用拉桿式連接。為了確保套管底部與繞組芯線接觸器接觸良好，使用專用工具牽拉導向桿，使導向桿伸出套管樁頭接觸面大于15 mm，然后連接專用千斤頂。

為了保證通過導向桿的緊固，確保繞組芯線與套管的接觸壓力近似為40 kN，可采用2種方法：（1）在套管頂部通過專用千斤頂設定為40 kN拉伸導向桿，然后用專用梅花扳手緊固好導向桿終端螺栓，如圖5所示；（2）在力矩扳手緊固力矩為10 N·m時測量導向桿終端螺栓漏出長度，繼續緊固，通過螺栓增加的長度來保證繞組芯線觸頭與套管底部的接觸壓力近似40 kN（操作說明為閥側套管HVDC為200 kV、400 kV增加7 mm，600 kV增加9 mm，800 kV增加11 mm）。

6 需要改進的方面

（1）進一步做好設備安裝前的技術準備工作。在換流變安裝前，參加設備安裝人員要全面收集好合同及合同約定應由設備單位提交的各項技術資料，包括出廠檢驗質量證明和設備安裝、調試、使用保養、維修等技術說明等。在設備安裝前應組織廠家技術人員提前對施工人員進行安裝流程及注意事項的交底，必要時可組織專門的技術培訓。

（2）嚴格設備合同管理，認真做好涉外設備的開箱驗收工作。設備驗收交接是換流變安裝前的重要環節。開箱檢驗人員必須事先熟悉國外提供的裝箱明細單，設備開箱驗收一定要有外方人員在場，開箱后應仔細核對裝箱清單中的每1個設備，認真做好開箱檢查，并做好開箱記錄。開箱時發現設備損壞和缺失，應要求外方人員確認。

（3）根據換流變附件安裝順序，結合吊裝平面布置，做好附件設備的布置，盡量避免安裝時反復倒運附件。

（4）提前做好干燥空氣發生器、真空濾油機等設備的維護，避免安裝過程中突然損壞。

（5）高度重視施工電源的管理，準備好備用電源，避免設備安裝期間突然停電。

7 易忽略的注意事項

（1）熟練每個附件的吊點位置及吊帶長度，減少設備在空中角度調整時間。

（2）在小的零件連接施工過程中，應使用絕緣干凈白布或細紗網封堵空洞，避免異物等突然掉入換流變。

（3）工作人員著裝，建議穿著無扣連體服裝，避免衣物紐扣等異物掉入換流變。

（4）換流變套管、升高座法蘭面封蓋打開后應及時使用自粘式防塵帶封堵。

（5）吊帶吊裝位置應避免擠壓取油嘴、放氣閥等小的附件。

（6）套管導引繩應連接堅固，避免過力牽拉斷開。

（7）套管導電部分從存儲套桶中吊裝取出時，套桶應支護牢靠，做好防止傾倒措施。

（8）安裝起吊過程中應防止鏈條葫蘆鏈條，起吊鋼絲繩等磨蹭壞套管傘裙。

[1]Q/GDW 275-2009±800 kV直流系統電氣設備交接驗收試驗[S].

[2]ABB公司.ABB公司換流變安裝說明[R].

[3]Q/GDW 255-2009±800 kV換流站大型設備安裝工藝導則[S].

[4]Q/GDW 254-2009±800kV直流輸電工程系統試驗規程[S].

[5]安徽送變電公司.奉賢站換流變安裝施工組織措施[R].

[6]華東電力設計院.換流變施工安裝說明及施工圖紙[R].

[7]國網直流工程建設公司.±800 kV換流站大型設備安裝工藝:換流變安裝[R].

[8]劉澤洪，高理迎，余軍.±800 kV特高壓直流輸電技術研究[J].電力建設，2007，28（10）：17-23.

[9]李華，高湛，吳必華.高嶺背靠背換流站換流變BOX-IN設計研究[J].電力建設，2008，29（8）：18-21.

[10]張凌，楊金根，曾靜.特高壓閥廳電氣設計研究[J].電力建設，2007，28（5）：12-16.