特高壓交流輸變電工程一次主設備監造控制要點分析

阮芹，陳紅日，杜振波

（國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司，湖北 武漢 430074）

特高壓輸電技術具有輸送容量大、送點距離長、線路損耗低、工程投資省、走廊利用率高等突出優勢。2006 年8 月，國內首個特高壓交流輸變電工程晉東南—南陽—荊門試驗示范工程開工建設，2009 年1 月正式投運，它標志著我國在特高壓輸電核心技術和設備國產化上的突破進展。目前該工程已安全運行9 年多，不僅實現了電網資源的優化配置，保障了國家能源安全，減少了投資成本，也為地方經濟發展提供了強勁支撐。

我國1000kV 特高壓交流工程現今已進入規模化建設階段，截至目前投運12 項，核準1 項，在建3 項。通過特高壓交流聯網，大幅度縮短了電網間的電氣距離，充分發揮了大電網互聯下水火并濟、地域互補的優勢。特高壓交流變壓器、電抗器作為工程的主設備，其制造質量和供貨工期直接影響了工程建設和運行安全。在制造廠家落實主體責任的基礎上，監造單位建立高效、可持續發展質量監督體系，運用科學、管理手段和方法進行設備管控對于保證主設備的質量、工期尤為重要。自1998 年承擔監造工作以來，我公司先后參與了特高壓交流試驗示范及其擴建工程、皖電東送（首條同塔雙回路）、淮南—上海、浙江—福州、錫盟—山東、蒙西—天津南、榆橫—濰坊、錫盟—勝利等國家重點特高壓交流工程的主設備（變壓器、電抗器等）監造工作，監造隊伍的技術水平在實戰中不斷提高，管控措施專業細致，管理體系日趨完善，已經形成一套特有的成熟高效的監理模式。

1 加強監造前期準備

1.1 識別工程及設備電氣結構差異

確定中標后，我公司立即針對設備結構特點、監造工程師的專業特長、廠家分布組建以監造辦公室為控制中心、行業內線圈類主設備專家提供技術支撐的項目總監負責制的組織機構。入廠前，項目骨干積極參與業主組織召開的設計聯絡會及凍結會，深入掌握設備特殊技術要點及與以往工程的關鍵差異，了解業主對于設備質量、進度跟蹤的具體要求，避免僅由銷售人員簽訂監造合同后直接開展工作而造成的疏忽和遺漏。例如在皖電東送工程中，某廠家首次生產容量為240Mvar 的1000kV 并聯電抗器，容量和結構與以往電抗器產品均不相同；浙福工程中，中壓繞組下部柱I 與柱II 間、柱II 與柱III 間“K 形”聯接拉手由直接冷壓聯結焊死結構優化為出頭端子冷壓后再螺栓聯接的可活動結構。上述差異均要求監造人員提前識別，掌握關鍵工序的見證要求，降低后期出現遺漏、重復檢驗、整改的風險。

1.2 開展開工前培訓

特高壓交流工程監造工作的順利推進，需要監造人員具備較高的專業技術水平和較強的協調、控制能力，才能及時發現問題、協助制造廠查找原因、督促其妥善處理和盡快解決質量缺陷和工期延遲問題；同時，業主通常要求監造單位每廠配備3～5 名監造工程師確保設備順利生產、試驗和出廠。為滿足日益增長的特高壓交流項目對人員數量和技術水平的需要，武漢南瑞每年在公司至少舉行三次監造培訓，邀請各類特高壓一次設備（變壓器、電抗器、GIS、避雷器、開關類設備、電容器、互感器等）行業內專家針對其結構特點、關鍵技術、監造要求和實施過程進行詳細的講解。另外，組織監造人員學習國網專家組總結匯編的變壓器類“二十七條”以及電抗器類“二十六條”質量管控要點。項目參與人員理論考試合格并完成學習后，由監造老專家以“傳幫帶”的方式在開工后便帶領入廠，在實踐中提升專業素養和技術水平。

1.3 重視監造啟動會議

監造小組入廠后立即召開啟動會議（邀請業主代表、國網專家參會），向廠家技術負責人和核心生產部門闡明監造工作計劃、程序方法、關注重點以及特殊技術要求，確定后期三方信息溝通聯系人與聯系方式。同時，業主代表、專家組與監造方共同審查制造廠的生產準備情況（圖紙設計、工藝準備、測量工具和儀器儀表狀態、原材料采購進度、質量體系等），審查人員資質及配置情況、項目質量管控專項措施以及生產進度計劃。僅當業主代表、國網專家組、監造方一致認為具備開工條件，才允許制造廠開始生產。

2 制定專項措施，強化過程控制

武漢南瑞在承接特高壓設備監造任務過程中，不斷總結設備在設計、生產、試驗、運行、監造等方面的成功經驗，識別梳理發生頻率高、有代表性的問題，編制成典型案例分析手冊供監造人員學習；同時，針對薄弱環節制定質量管控專項措施并編入至監造實施細則，在實踐中落實，規避各類風險。

2.1 增加監造質量見證點

增加文件見證內容，例如要求廠家提供線圈的抗短路報告，提供所用套管型式試驗報告；特高壓變壓器廠家還需提供直流偏磁電流耐受能力的計算報告。例如浙福工程中某廠采用國產硅鋼片進行鐵芯制作，監造組要求其提供使用分析報告。

增加現場見證內容。例如監造方在器身裝配完成后入爐前、出爐后浸油前、器身整理后總裝配前等工序增加對接地系統的絕緣見證環節，避免過去在負載加熱后，才從油色譜異常中發現接地系統絕緣損壞再進行補救處理的情況發生。增加對器身電屏蔽的絕緣電阻和電容量測量的見證，保證較好的屏蔽尖角，避免局部懸浮。增加出廠空載試驗環節時鐵心、夾件對地電流檢測的見證，并記錄在出廠試驗報告中。

2.2 加強設備原材料、組部件質量檢查

質量優異的原材料、組部件是保證設備整體質量的前提。監造組十分重視對關鍵原材料組部件（如電磁線、套管、冷卻器、硅鋼片、鋼板、絕緣紙板、成型絕緣件、出線裝置等）的入廠檢查、存放環境安全檢查、生產工序使用前抽查，必要時提取樣品送往有資質的第三方機構進行測試，從源頭上確保設備質量。例如，對于大批量外協絕緣件，監造組加大抽檢次數及檢查深度，監造人員駐廠后采取即到即查的方式，除了核查型號規格、審查原材料質量證明書或出廠試驗報告以外，還現場見證絕緣成型件的入廠X 光檢測（是否有金屬雜質顆粒），檢查電磁線機械強度和絕緣包扎情況、檢查硅鋼片鐵損測試和表面絕緣膜狀況、見證絕緣紙板、角環取樣試驗的關鍵參數（厚度偏差、密度、拉伸強度、收縮率、伸長率等）符合性，逐臺檢查冷卻器的內部清潔狀態等。

在特高壓交流一次主設備生產過程中曾發生多起原材料組部件不合格事件。例如使用開裂的低壓角環和膠粒脫落的減震膠墊、出線裝置內部銅屏蔽焊縫不飽滿、準備采用存放2 年的進口高壓套管以及主變線圈用電磁線、主變鐵芯用硅鋼片與技術協議要求不符、入廠時未監測出冷卻器內銅絲導致主變ACSD 試驗多次失敗的情況。對于外表粗糙、加工工藝不合格、存放過長、環境潮濕等問題，監造方向廠家發出工作聯系單，要求廠家進行工藝處理并通過性能證明測試后才能進入后續工序；對于與技術協議不符的關鍵原材料組部件，監造方立即要求廠家停工，待廠家提供合理的書面解釋報告并經過同意后，方可復工。

2.3 加強重點工藝環節管控

武漢南瑞統計自身特高壓一次主設備監造數據分析發現，生產工藝薄弱點占引起設備問題原因比例高達30%～45%。為切實落實監造責任，確保設備高水平、按時供貨，加大工藝管控力度十分重要。特高壓變壓器的生產工序主要包括絕緣件制作、油箱制作、鐵芯制作、線圈繞制、線圈套裝、器身裝配、器身干燥、總裝配、真空注油及熱油循環、出廠試驗等，電抗器生產過程與之類似（如圖1 所示）。針對重點工藝環節制定的相關措施個別舉例如下。

圖1 變壓器生產流程圖

絕緣件制作方面：為了防止厚絕緣件出現起層、起泡等問題，監造人員見證廠家均勻布置絕緣紙板膠紙以免造成窩氣；監督廠家熱壓時的溫度管控，避免溫度不均造成的起泡、起層；加強對絕緣件毛刺、表面清潔度、焊接部位的質量檢查。

鐵心制作方面：加強鐵心疊裝過程中對每片硅鋼片的質量抽查，鐵心油道安置后及起立前，進行鐵心油道絕緣電阻的測量，避免后期電阻通路造成返工；重點監督檢查鐵心綁扎、起立以及疊板過程，檢查鐵心的波浪度，確保綁扎的緊實度、垂直度。

線圈制作方面：重點關注換位導線焊接前處理，使用脫漆劑脫漆后要逐根清理干凈，以免內部殘渣形成局部過熱點；關注線圈壓緊前后換位導線股間絕緣的檢測對比，確保自粘性換位導線間無短路點；高場強區撐條采用整張厚紙板制作，檢查是否“起層”，并去除表面網紋。

器身干燥方面：重點關注總壓緊力的控制，將實際應力和圖紙、設計書的要求值對比，確保器身出爐時高度符合要求。某廠采取在電抗器干燥過程中加入絕緣樣品，通過測試樣品的含水量來判斷器身的最終干燥狀態。

器身裝配方面：某特高壓主變曾發生由于消磁線圈中心夾件的導線夾方向裝配錯誤，使兩個距離較近的金屬螺栓屏蔽帽相接觸并與螺桿、夾件形成回路，導致局部過熱炭化的情況。后續工程中，監造組要求廠家提前開展器身裝配的系統培訓，加強技術交底，確保工藝執行效果。

3 加強監造項目部內部溝通及信息管理

同一工程項目的監造小組之間應加強溝通協作，以在監造項目部內部定期召開電話工作例會或郵件共享監造聯系單的形式，相互通告近期發生的重要質量情況。通過對比分析，取長補短，督促本廠生產人員做好質量管控預防措施，提高制造水平。

設備監造資料不僅是監造工作的全過程記錄，而且是后期發生問題時追根溯源的依據。在入廠前，項目部設置專職資料管理人員，組織全體監造人員學習《監造信息管理制度》，熟悉監造收發文制度，了解信息收集、整理及編碼歸檔的要求。入廠后，監造人員嚴格按照管理制度的格式和時效要求，編制日報、周報、月報、緊急報等文件并統一發送至監造辦公室，總監審核后在規定時間內發送至業主，確保業主、廠家、監造方之間的信息暢通、及時和準確，也便于后期在國網檔案館的指導下快速高效的進行設備工程資料的線上錄入和移交。

4 結語

武漢南瑞在持續承接特高壓交流工程一次主設備監造項目的過程中，提前策劃、充分準備、前饋與反饋控制相結合，不斷提高監造技術并完善質量管理、信息檔案管理體系，做好業主與制造廠之間有效溝通的橋梁，順利的完成了多項國家重點工程。