特高壓換流站換流閥安裝關(guān)鍵施工工藝研究

劉志杰

【摘 要】以巴西美麗山欣古±800千伏換流站工程為背景，提出一種典型的換流閥設(shè)備安裝施工方案。首先，分析巴西美麗山欣古±800千伏換流站工程特點(diǎn)，制定了換流閥設(shè)備的安裝流程。其次，編制了主水管、主光纜槽、絕緣子、頂部屏蔽罩、底部屏蔽罩、層間水管及閥層屏蔽罩安裝施工方案，并給出交接試驗(yàn)內(nèi)容。最后，進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝及吊裝作業(yè)，結(jié)果表明：該方案能夠有效進(jìn)行特高壓換流閥設(shè)備安裝，為以后特高壓建設(shè)提供寶貴經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】特高壓;換流閥;安裝;交接試驗(yàn)

中圖分類號(hào)： TM721.1;TM216.52 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A文章編號(hào)： 2095-2457（2019）35-0004-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.35.002

0 引言

隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，東部地區(qū)用電負(fù)荷迅速能增及人民對(duì)清潔能源要求及人民對(duì)清潔能源要求的不斷提高，特高壓直流輸電技術(shù)是解決西電東送及建設(shè)堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要支撐。

換流閥作為直流輸電換流站中實(shí)現(xiàn)整流和逆變的核心設(shè)備，其對(duì)輸電線路系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性及可靠性具有重要作用，換流閥的安裝與調(diào)試技術(shù)是決定換流閥能否一次成功投運(yùn)的關(guān)鍵所在，安裝和調(diào)試質(zhì)量直接決定了換流站乃至整個(gè)輸電線路能否長期、安全及有效運(yùn)行。

本文結(jié)合巴西美麗山二期特高壓換流站項(xiàng)目工程，對(duì)換閥及環(huán)流站的安裝技術(shù)及交接試驗(yàn)進(jìn)行介紹，并給出質(zhì)量控制相關(guān)具體措施。

1 特高壓換流站換流閥安裝技術(shù)

圖1 極1閥廳布置圖

1.1 巴西美利山二期工程閥廳概況

巴西美麗山二期800kV特高壓直流輸電工程共計(jì)2個(gè)閥廳，閥廳“一”字型布置，每個(gè)閥廳含有6個(gè)雙重閥塔，閥廳閥塔為南瑞繼保公司生產(chǎn)的12脈動(dòng)雙重閥塔。每個(gè)換流閥組由六個(gè)雙重閥組成，每個(gè)雙重閥由兩個(gè)單閥組成。南瑞繼保換流閥采用二重閥結(jié)構(gòu)，每個(gè)單閥包括8個(gè)閥模塊，每個(gè)二重閥共16個(gè)閥模塊，每個(gè)閥塔共8層。極1閥廳布置如圖1。

1.2 換流閥安裝施工流程

換流閥安裝內(nèi)容主要包括：頂部絕緣子、頂部屏蔽罩、閥模塊、跨層母排安裝、層間絕緣子安裝、底層屏蔽罩安裝、層間光纖盒安裝避雷器安裝、閥塔間金具安裝光纖安裝等，安裝流程如圖2所示。

圖2 換流閥安裝流程圖

2 換流閥關(guān)鍵工序安裝

2.1 主水管、主光纜槽吊裝

將2根M30絕緣拉桿通過M30絕緣螺套連接，力矩值25N·m，組裝主水管框架，保證絕緣拉桿兩端對(duì)齊長度一致，依次安裝長固定塊和鎖緊螺母將兩根絕緣拉桿連接，按照?qǐng)D紙要求調(diào)整長固定塊與絕緣拉桿端部的距離;鎖緊螺母將長固定塊安裝位置固定，鎖緊螺母不擰緊保證固定塊間距離輕微可調(diào)，長固定塊間距離參照總裝圖。

主水管框架安裝，將主水管框架放置在主水管安裝工裝車上，注意避免磕傷螺紋，固定塊基本與工裝車支架對(duì)齊，如圖3所示。

圖3 主水管組裝

2.2 主絕緣子、主水管吊裝

1）準(zhǔn)備安裝閥塔的6個(gè)頂部絕緣子，將無水乙醇噴在無毛擦拭紙上對(duì)懸掛絕緣子吊耳及傘裙進(jìn)行清潔，并包裹傘裙保護(hù)外套。

2）將花籃螺栓與懸掛絕緣子上端連接，內(nèi)側(cè)螺母緊固力矩值為20N·m，外側(cè)螺母緊固力矩值為25N·m;花籃螺栓用于調(diào)整頂屏蔽罩各吊點(diǎn)處的水平，從而保證各絕緣子載荷一致，花籃螺栓兩吊耳角度成90度，用游標(biāo)卡尺測(cè)量兩個(gè)吊耳孔對(duì)孔的間距320mm按照?qǐng)D紙要求進(jìn)行調(diào)整如圖4所示，調(diào)整完畢后，擰緊鎖緊螺母。

圖4 閥塔主水管及懸掛絕緣子安裝

安裝時(shí)注意保護(hù)絕緣子，傘裙不能受到擠壓或劃傷，芯棒因某種原因受擠壓而彎曲的角度不應(yīng)大于20°。

2.3 頂部屏蔽罩吊裝

將頂屏蔽罩框架放置在安裝工裝上，連接框架間的橫梁，頂部母排支撐側(cè)連接橫梁與框架連接位置安裝絕緣板用M12×55不銹鋼鐵氟龍內(nèi)六角連接螺栓配合平墊片和絕緣墊片穿向頂屏蔽罩內(nèi)側(cè);非頂部母排支撐側(cè)連接橫梁與框架連接位置不需要絕緣墊片，用M12×50熱鍍鋅內(nèi)六角連接螺栓配合平墊片和絕緣墊片穿向頂屏蔽罩內(nèi)側(cè)。

安裝主水管固定塊。M10×40不銹鋼內(nèi)六角連接螺栓將下固定塊與框架連接;按照總裝圖中注明的安裝方向，在水管固定塊上安裝分支路水管;M10×55不銹鋼連接螺栓將上固定塊與下固定塊連接。

將頂屏蔽罩支撐固定木樁放置在閥層吊裝平臺(tái)的指定位置，并用M20×120螺栓進(jìn)行銷定防止移動(dòng)，如圖5所示。

圖5 木樁與平臺(tái)連接示意圖

2.4 閥層吊裝

分別將左右兩個(gè)閥模塊吊至閥層吊裝平臺(tái)上，將兩個(gè)閥模塊通過復(fù)合支柱絕緣子進(jìn)行連接，螺釘由傘裙側(cè)穿向閥模塊，但不緊固。待與頂屏蔽罩下絕緣子連接后再力矩緊固復(fù)合支柱絕緣子螺釘，力矩值80N·m;

用電動(dòng)葫蘆將閥層吊裝平臺(tái)及閥層吊至頂屏蔽罩下絕緣子位置查看絕緣子編號(hào)是否與吊耳編號(hào)對(duì)應(yīng)。絕緣子放入吊耳時(shí)需放置隔套;隔套必須與絕緣子放入吊耳時(shí)同時(shí)放入，避免后續(xù)無法放入。用M20×110外六角螺栓連接絕緣子與閥模塊四周吊耳，緊固力矩值薄螺母60N·m、標(biāo)準(zhǔn)螺母75N·m。

將閥層吊裝平臺(tái)下降一定高度，檢查是否所有層間絕緣子均受力，晃動(dòng)絕緣子確保所有絕緣子均已受力。如有絕緣子完全不受力，則需調(diào)節(jié)對(duì)應(yīng)吊耳下墊片，最終使所有層間絕緣子均受力。每個(gè)閥層與絕緣子安裝完成后應(yīng)使用水平尺測(cè)量水平，如不水平應(yīng)通過調(diào)隙墊片進(jìn)行調(diào)整，閥塔懸掛時(shí)所有絕緣子均應(yīng)受力，其余發(fā)層吊裝方法一樣，第八層閥層吊裝如圖6所示。

圖6 第八層閥層吊裝

2.5 底屏蔽罩吊裝

1）底屏蔽罩組裝

（1）底屏蔽罩支撐件安裝，底屏蔽罩支撐件與底屏蔽罩安裝使用M8×30三組合不銹鋼螺栓，力矩值19N·m;安裝時(shí)注意用橫梁校準(zhǔn)避免支撐件安裝出現(xiàn)歪斜。

（2）底屏蔽罩支撐梁組裝，在框架兩端用M20×50的外六角螺栓連接吊耳和底屏蔽罩支撐梁，內(nèi)側(cè)螺母180N·m，外側(cè)螺母220N·m;在底屏蔽支撐梁上用M10×40內(nèi)六角不銹鋼螺栓安裝短接管支撐板，力矩值39N·m。

（3）底屏蔽罩框架組裝，將框架在地面組裝完成后，使用M10×35的三組合不銹鋼螺栓連接框架橫梁，力矩值39N·m;使用M8×20的三組合不銹鋼螺栓連接踏板和框架，力矩值19N·m;整體吊入底屏蔽罩內(nèi)使用M8×30三組合不銹鋼螺栓進(jìn)行安裝屏蔽罩支撐和框架。

（4）漏水檢測(cè)裝置安裝，用M8×20三組合不銹鋼螺釘將漏水檢測(cè)裝置安裝在閥塔避雷器側(cè)，力矩值為19N·m，應(yīng)避免螺釘?shù)羧氲灼帘握謨?nèi)。

（5）底部短接管組裝，將過渡支撐塊和自鎖式球閥組裝，安裝短接管支撐螺釘，安裝DN1活接;安裝不銹鋼彎管和法蘭與活接連接。

2）底屏蔽罩吊裝

底屏蔽罩吊裝，兩兩聯(lián)動(dòng)電動(dòng)葫蘆將底屏蔽罩提升至第一層閥模塊下方安裝位置，用M20×110熱鍍鋅螺釘將底屏蔽罩與外側(cè)六個(gè)絕緣子連接，螺釘從外側(cè)穿向閥塔內(nèi)側(cè)，內(nèi)側(cè)薄螺母力矩值60N·m，外側(cè)標(biāo)準(zhǔn)螺母力矩值75N·m;用M20螺母將底屏蔽罩與中間六個(gè)絕緣連接，螺母緊固不松動(dòng)。

2.6 層間水管及閥層屏蔽罩吊裝

1）層間主水管安裝

安裝層間水管，用M16×80外六角螺栓將閥模塊與上層的水管緊固），擰緊時(shí)注意密封圈位置正確、對(duì)角緊固，力矩值75N·m;連接層間水管拉桿與上一層閥模塊固定。層間水管上下法蘭和絕緣拉桿安裝完畢后，調(diào)整絕緣欄桿的鎖緊螺母保證層間水管水平段拉緊略微受力。

2）閥層屏蔽罩安裝

（1）屏蔽罩組件組裝

角屏蔽罩組件組裝，用M8×30不銹鋼螺栓將屏蔽罩支撐件和角屏蔽罩連接，金屬支撐件在屏蔽罩長側(cè)，絕緣支撐件在屏蔽罩短側(cè)，力矩值19N·m。角屏蔽罩組裝后支撐方向均朝向長側(cè)，每層屏蔽罩對(duì)角相同，相鄰不同。組裝角屏蔽罩時(shí)區(qū)分左右方向。

將M8×30絕緣螺栓及其墊片螺母安裝在絕緣支撐上;將M10×80絕緣外六角螺栓及其墊片螺母安裝在中間金屬支撐上;將M10×80內(nèi)六角不銹鋼螺栓安裝在外側(cè)金屬支撐上。

c.側(cè)屏蔽罩組件組裝。用M8×30不銹鋼螺栓將絕緣支撐件與側(cè)屏蔽罩連接緊固，力矩值19N·m，將M8×30外六角絕緣螺釘及其墊片螺母安裝在絕緣支撐上。屏蔽罩安裝如圖7所示。

圖7 屏蔽罩安裝

3 閥廳設(shè)備交接試驗(yàn)

3.1 一次回路直流直阻測(cè)量

采用直流壓降法測(cè)量一次回路電阻試驗(yàn)電流應(yīng)不小于100A，測(cè)量結(jié)果不應(yīng)超過產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定。

3.2 直流避雷器試驗(yàn)

1）絕緣電阻測(cè)量

本體絕緣電阻值采用5000V絕緣電阻表測(cè)量，絕緣電阻應(yīng)不小于2500MΩ;

底座絕緣電阻采用2500V絕緣電阻表測(cè)量，絕緣電阻不小于5MΩ。

2）直流參考電壓及泄漏電流測(cè)量

按廠家規(guī)定的直流參考電流值，其參考電壓值不得低于合同規(guī)定值;

0.75倍直流參考電壓下的泄漏電流對(duì)于單柱避雷器，其泄漏電流值應(yīng)不超過50μA，對(duì)于多柱并聯(lián)和額定電壓216kV以上的避雷器，泄漏電流值應(yīng)不大于制造廠標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定值。

放電計(jì)數(shù)器的動(dòng)作應(yīng)可靠，避雷器的監(jiān)視電流表，需檢查指示是否良好。

3.3 光纜試驗(yàn)

從閥基電子設(shè)備到晶閘管電子設(shè)備的光纜檢查和試驗(yàn)。

1）對(duì)發(fā)光元件和接收元件進(jìn)行一對(duì)一的檢查，以判斷光纜的連接是否正確、可靠;

2）測(cè)量光纜的損耗率，其值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求;

3）將光纜損耗測(cè)量值詳細(xì)記錄，項(xiàng)目部留檔，以便查驗(yàn)。

4 總結(jié)

本文針對(duì)特高壓換流站換流閥的安裝提出了一種典型的施工方法，給出了換流閥的安裝流程及具體安裝步驟，施工作業(yè)結(jié)果證明該方案能夠有效對(duì)換流閥進(jìn)行安裝，對(duì)以后特高壓建設(shè)具有一定指導(dǎo)意義。

【參考文獻(xiàn)】

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