范慶偉，程素梅

（山西省電力公司送變電工程公司，山西 太原 030006）

0 引言

換流站是在高壓直流輸電中實現(xiàn)交流電和直流電相互變換的技術裝置，它是直流輸電的中心環(huán)節(jié)，是聯(lián)接交流電力系統(tǒng)和直流輸電的樞紐。換流變壓器（“換流變”） 是換流站中最核心的裝置之一，它與換流閥組在一起，在交流電網(wǎng)和直流輸電線路之間起連接和轉(zhuǎn)換作用，將電功率由交流系統(tǒng)傳輸?shù)街绷飨到y(tǒng)。

本文以德陽±500 kV換流站來介紹換流變的安裝施工過程，本工程共有14臺單相雙繞組自耦換流變，每極換流變6臺（共2極），2臺備用換流變，1 臺Y/Δ、1臺Y/Y。3臺Y/Y、3臺Y/Δ換流變呈一字排列布置在閥廳的交流進線側，共12只閥側套管一起插入閥廳，在閥廳內(nèi)完成連接后與12脈動閥組相連。

換流變主要技術參數(shù)如下。

a）Y/Y。額定容量，297.6/297.6 MVA；額定電壓，25/3/210.4/3 kV；額定電流，982/2 450 A；冷卻方式，強迫油循環(huán)風冷。

b）Y/△。額定容量，297.6/297.6 MVA；額定電壓，3/210.4 kV；額定電流，982/2 450/3 A；冷卻方式，強迫油循環(huán)風冷。換流變器身重214 t，油重104 t，其他附件60 t，總重378 t。

Y/Y換流變外形尺寸為19 809 mm×6 295 mm×12 482 mm（含附件和套管的長度、高度）。不論換流變在數(shù)量上還是外形尺寸、單體重量、油重上均比常規(guī)500 kV變壓器大很多，如何在相對有效的空間內(nèi)將14臺換流變安全、高效地組裝完成，并通過各項試驗，是研究的核心。

1 施工現(xiàn)場概況

單個換流變的就位空間為18 m×8 m，狹小的空間無法象常規(guī)變壓器一樣在基礎上進行安裝，所以在換流變廣場進行安裝、注油后通過軌道牽引就位成了安裝的主要流程。因此換流變的附件安裝（主要是交流側、閥側套管的安裝）、油的處理及控制、牽引就位就成為換流變安裝的關鍵控制點。

2 工器具準備

工器具準備見表1、表2、表3。

3 換流變的安裝過程

3.1 準備工作[1-3]

a）換流變運抵現(xiàn)場后，應首先檢查并記錄沖撞記錄儀，其縱向、橫向、垂直方向沖擊值均不應超過規(guī)定值。

b）檢查壓力監(jiān)視裝置，換流變本體內(nèi)干燥空氣壓力應保持在0.01～0.03 MPa。如果降到產(chǎn)品規(guī)定的要求以下，應向換流變本體補露點≤-40℃干燥空氣，直到干燥空氣壓力達到產(chǎn)品規(guī)定的要求，以防受潮。

c）檢測鐵芯對地、夾件對地、鐵芯對夾件的絕緣電阻值。

表1 主要設備和工具

表2 現(xiàn)場試驗的設備、儀器

d）檢測及過濾絕緣油使其滿足注入前的試驗標準。

e）附件的檢查試驗：瓦斯繼電器、油流繼電器、溫度計、溫度計探頭、油位計等附件均需要進行校驗。

d）設置專用的油處理電源保證真空濾油機的可靠供電。

表3 頂升、牽引用設備

3.2 附件的安裝

3.2.1 冷卻器的安裝

每臺換流變配備4組散熱器，其中3組為垂直安裝，1組為水平安裝。吊裝時安裝方向采用不同起吊方法，當散熱器為垂直方向安裝時，采用2點起吊，當散熱器為水平方向安裝時，采用4點起吊，上面有專供吊裝用的孔，吊裝時，應平穩(wěn)起吊，防止散熱器上的電纜、散熱片、風扇、油泵等損壞。并且散熱器出廠編號應該與換流變安裝圖紙上的安裝號一致。

3.2.2 控制柜、爬梯的安裝

吊裝控制柜時，要注意引出電纜與控制柜同時起吊，防止將電纜在吊裝中被扯斷[4]。

3.2.3 油枕的安裝

包括主油枕、有載開關油枕的安裝。主油枕為帶氣囊式油枕，出廠時充入10 kPa的干燥空氣，安裝前應檢查氣囊是否有破損現(xiàn)象發(fā)生。吊裝前，在地面組裝好油枕支架，應注意將支架的角鋼凹面朝下，避免雨水沉積，緊固好底座螺栓，同時，裝配好本體瓦斯繼電器、油枕支架上的小管道，再將油枕吊上去，吊裝時一定要緩慢上升，打好晃繩，設專人監(jiān)護，油枕上面的油位指示器屬易損件，嚴防損壞。

3.2.4 有載調(diào)壓開關安裝

變壓器在到達現(xiàn)場后，有載開關已安裝好，只需在有載開關管路連接前將壓力繼電器安裝到位。

3.2.5 配管的安裝

變壓器的配管主要有：主儲油柜、有載開關儲油柜的油管，有載調(diào)壓開關、風扇、壓力釋放閥的油管。首先檢查在運輸途中管道和閥門是否有損壞、銹蝕、受潮或有臟物現(xiàn)象存在，以及油漆是否完整。安裝過程中，廠家自帶的密封圈應全部進行更換，連接處必須清潔，連接法蘭處緊固螺栓應用力適度、均勻，按廠家力矩要求緊固。

3.3 器身的檢查

3.3.1 器身檢查的條件

a）凡雨、雪、風（4級以上） 和相對濕度80%以上的天氣不得進行器身內(nèi)檢。

b）在器身檢查前，必須用露點低于-40℃的干燥空氣補充進入本體，檢查前應確保內(nèi)部氧氣含量≥19.5%。

c）在內(nèi)檢過程中必須向箱體內(nèi)持續(xù)補充干燥空氣，補充干燥空氣速率必須滿足使油箱內(nèi)的壓力保持微正壓。

d）器身檢查時，每次只打開一處蓋板，并及時用塑料薄膜覆蓋，連續(xù)向油箱內(nèi)充入露點小于-40℃的干燥空氣。當環(huán)境空氣相對濕度小于80%時，油箱內(nèi)空氣的相對濕度不大于20%，器身暴露在空氣中的連續(xù)時間不宜超過8 h。

e）每天工作結束，應抽真空補干燥空氣，直到壓力達到0.01～0.03 MPa，累計露空時間不宜超過24 h。

f）器身檢查時，場地四周應有清潔、防塵措施，緊急防雨措施。

3.3.2 器身檢查內(nèi)容[5]

a）檢查鐵芯及其他部位是否有位移、變形。檢查所有接地線是否接觸良好。

b）檢查緊固件、絕緣螺母和支架夾緊螺栓是否有松動。

c）檢查調(diào)壓引線、交流側、閥側出線裝置的夾持、捆綁、支撐和絕緣是否包扎良好。

d）用1 000 V搖表檢測鐵芯與夾件間的絕緣應良好，鐵芯應一點可靠接地。

e）器身檢查完成后，檢查人員出來后檢查帶進去的物品是否全部帶出，然后立即蓋上人孔蓋板，內(nèi)部壓力保持微正壓。

3.4 套管的安裝

3.4.1 交流側套管的安裝

3.4.1.1 升高座CT安裝

交流側套管升高座CT為充油運輸，開箱后先把升高座里面的油抽干凈。檢查連接法蘭面是否光滑，是否有油漆等雜質(zhì)，若有應及時進行清理。交流側套管升高座CT為垂直安裝。安裝前，應先進行常規(guī)試驗（變比/極性檢查，繞組絕緣電阻，工頻耐壓試驗，V-A特性試驗）。拆除換流變本體上升高座安裝位置的蓋板，破除本體真空，這時向箱體內(nèi)持續(xù)補充干燥空氣，更換密封墊。

將交流高壓側引出的電纜接線頭固定到接線板上，在接線板上有向上的一根末端帶有螺紋的導電拉桿，在導電拉桿外側有起導向作用的塑料錐體。導電桿在套管的整個安裝過程中起著連接、引導、調(diào)整套管位置的作用。

3.4.1.2 交流側套管安裝

a）套管插入部分采用了充油運輸，安裝前應把里面的油抽干凈，并使用帶有酒精的白布進行清潔。

b）套管安裝時采用廠家的專用起吊工具進行吊裝。

c）當套管升高、調(diào)整至一個適宜的安裝位置之上時，通過繩子使導電桿下降，和接線板上末端帶有螺紋的導電拉桿進行銜接、緊固；在導電拉桿導向錐體的作用下套管緩緩下降到最終的位置，它與變壓器毫無偏差地固定在一起。

d）在套管的頂部，用120 N的力矩將導電拉桿進行緊固。安裝完畢后，進行套管介質(zhì)損耗tg δ值及電容量測量。

3.4.2 高壓中性點套管的安裝

首先拆除套管尾部用于保護的塑料膜，將套管頂部的法蘭用酒精清潔后，更換密封圈，之后重新緊固。用吊繩將套管法蘭上吊環(huán)固定，用一根吊帶固定套管芯子，將套管豎立，在換流變壓器箱蓋處將套管芯子同油箱內(nèi)另一半引線固定，再緊固套管外部螺栓。安裝完畢且在套管的引線接頭與其配電裝置的電源電路連接之前，進行套管的絕緣電阻測試、介質(zhì)損耗tg δ值及電容量試驗。

3.4.3 閥側套管安裝

3.4.3.1 閥側升高座CT安裝

閥側套管升高座CT為充干燥空氣運輸，有一定的正壓。安裝前，先進行常規(guī)試驗（變比/極性檢查，繞組絕緣電阻，工頻耐壓試驗，V-A特性試驗），試驗合格后才能進行安裝。

閥側套管升高座CT安裝時要與地面形成20°夾角，利用手動葫蘆調(diào)節(jié)升高座的起吊角度，當量角器顯示為20°后再平穩(wěn)起吊至本體的安裝位置。

3.4.3.2 閥側套管安裝

安裝前，應先進行閥側套管絕緣電阻測量。

安裝方法如下。

a）閥側套管的電容芯子為充油運輸，安裝前應將套管內(nèi)的油徹底排盡，去除外層保護膜后，為防止灰塵吸附，應罩上事先準備好的塑料薄膜。

b）套管安裝采用廠家的專用起吊工具進行吊裝。

c）安裝方法與交流側套管相似，采用拉桿式連接。拆除升高座頂部上蓋板，將閥側套管引出的接線固定在接線板上，接線板上有帶有螺紋的拉桿。電容芯子暴露在空氣中的時間不得超過2 h，取下套管上部的外部端子，將拉桿插入套管的中心導管，用小繩牽引拉桿。吊裝時，先緩慢升起套管，使用手動葫蘆調(diào)整套管與地面成19°夾角（通過量角器測量），緩慢將套管調(diào)整插入升高座，等套管進入恰當?shù)奈恢?，放下拉桿，清潔拉桿的螺紋，將拉桿兩部分用力矩板手進行緊固，用鎖緊液和催化劑鎖緊連接頭。拉桿組裝好后，將套管插入變壓器，在套管離最終的正確安裝位置還有約120 mm時，拉桿后部的導向錐引導套管準確無誤地與變壓器固定在一起。

d）將套管頂部的拉桿進行緊固。

3.5 抽真空、真空注油及熱油循環(huán)

3.5.1 抽真空

套管、有載分接開關等附件全部吊裝完成，就可以開始抽真空。真空泵通過油箱頂部的抽真空閥處進行抽真空，此時通向風扇閥門應開啟，分別對變壓器本體、閥側套管、交流側套管、油囊一起抽真空，但有載調(diào)壓不需要和本體一起抽真空。抽真空時需進行氣密檢查。

完整的檢漏程序如下。

a）連一個真空計到本體的一個閥門。

b）連接真空泵到另外一個合適的閥門。

c）抽真空直到本體壓力在0.3 kPa以下。

d）關閉到真空泵的閥，靜止1 h時，讀出第一個壓力值P1。

e）30 min后讀取第二個壓力值P2。

檢漏結果正常,繼續(xù)抽真空至0.13 kPa。從此時開始計時，繼續(xù)抽真空36 h后可注油。

3.5.2 真空注油

真空注油前，油罐、油泵、濾油機、閥門及所有管道等必須經(jīng)過非常仔細、徹底的沖洗和清洗。

當真空和抽真空的時間達到要求后,開始真空注油（此時真空泵繼續(xù)抽真空）。將油罐內(nèi)的油通過濾油機加熱，脫氣后從油箱底部進油閥注入到換流變油箱中。注油口處接一個壓力表和一個排氣閥，注油前通過排氣閥將進油管內(nèi)的空氣排凈。注油時應保證進油閥處的壓力表為微正壓，可以使注入的油呈霧狀較慢速注入換流變本體。油流的速度基本控制在5 000 L/h，保持油箱里面的真空不高于0.15 kPa。

注油時通過真空連通器進行注入，可保證在套管傾斜角度較大的位置不產(chǎn)生夾氣，油能完全注滿等優(yōu)點（可參考《變壓器油處理實用技巧》一文）。

此時的換流變內(nèi)部壓力為負壓，從油枕的呼吸器口處注入干燥空氣，當注入壓力為0后，停止注入并安裝呼吸器。向油枕補油至銘牌要求油位。

3.5.3 熱油循環(huán)

a）油循環(huán)的方向應從濾油機到變壓器頂部，從變壓器底部到濾油機。對換流變壓器本體及冷卻器同時進行熱油循環(huán)。

b）濾油機到變壓器的油溫應達到60～80℃，油速5 000 L/h。

c）油循環(huán)應持續(xù)進行，直到通過的油量對應于油箱內(nèi)總油量的3倍以上。熱油循環(huán)時間一般為72 h。

3.5.4 靜置

靜置72 h后，開啟換流變所有組件、附件及管路的放氣閥排氣。取本體內(nèi)油樣進行試驗，試驗項目見換流變投入運行前的電氣交接試驗表。

4 換流變壓器牽引就位

4.1 換流變的頂升

a）當換流變不在設計頂點進行頂升時，需要在換流變4個角的頂點下方鋪設1200mm×2000mm×30 mm的鋼板；換流變靠6點支撐（4個角各支撐1點，器身兩側中間位置分別支撐1點）放置于廣場地面上，每支撐點均由枕木橫縱交叉組成，每塊鋼板上橫縱交叉鋪設2層油枕木。頂升時枕木上敷設0.5 m2厚度20 mm的鋼板。

b）將4臺200 t千斤頂擺放至換流變壓器指定的頂位下，接通液壓油管依次起頂，在頂升換流變的過程中，升降操作應協(xié)調(diào)、同步，每頂升（降落）200 mm應及時在頂升（降落）一側的支點處墊好墊塊，以防止換流變受力不均及液壓千斤頂突然出現(xiàn)故障時對換流變造成沖擊。

c）換流變壓器底部與地面空間高度約560 mm時打好保險，并將小車放入換流變壓器下規(guī)定位置后依次落頂，使換流變壓器落實在小車上。

4.2 換流變的牽引

a）接通卷揚機電源，布好地錨，組3滑車組，穿好走絲，掛好錨繩，卷揚筒上的走絲不得少于5道。

b）在換流變牽引過程中，牽引速度應保持在1.2～1.5 m/min之間，同時保持換流變壓器的平穩(wěn)。

c）啟動卷揚機進行拖絞，拖絞至指定位置，調(diào)整完畢后頂起，拉出小車，最后換流變落實在運行位置。

5 結束語

通過對換流變安裝各階段施工過程中關鍵過程的描述、總結，希望對今后換流變的安裝提供一些可以借鑒的經(jīng)驗。

［1］ 國家電網(wǎng)公司基建部.國家電網(wǎng)公司輸變電工程施工工藝示范手冊［S］.北京：中國電力出版社，2006：1-6.

［2］ 國網(wǎng)直流工程建設有限公司.DL/T5232—2009±800 kV及以下直流換流站電氣裝置安裝工程施工及驗收規(guī)程［S］.北京：中國電力出版社，2009：21-29.

［3］ 國網(wǎng)直流工程建設有限公司.DL/T5233—2009±800 kV及以下直流換流站電氣裝置施工質(zhì)量檢驗及評定規(guī)程［S］.北京：中國電力出版社，2009：17-21.

［4］ 國家電網(wǎng)公司.國家電網(wǎng)公司電力安全工作規(guī)程（變電站部分）［S］.北京：中國電力出版社，2009：30，53-57，76-85.

［5］ 湖北省電力試驗研究院，國家電網(wǎng)公司工程建設部.Q/GDW 111—2004直流換流站高壓直流電氣設備交接試驗規(guī)程［S］.北京：中國電力出版社，2004：3-10.