譚周芳

（湖南省電網(wǎng)工程公司，湖南衡陽，421002）

±800 kV換流站變壓器施工體系化架構(gòu)

譚周芳

（湖南省電網(wǎng)工程公司，湖南衡陽，421002）

圍繞某±800 kV換流站工程中的變壓器施工方案設(shè)計，結(jié)合工程概況，將施工準備、設(shè)施安裝、真空處理與注油試驗等重大環(huán)節(jié)形成了體系化架構(gòu)，尤其是對其中的技術(shù)細節(jié)進行了分析研究，并對最終的交接試驗與檢查驗收環(huán)節(jié)提出了構(gòu)想。從設(shè)計開始，到開展施工任務(wù)、通過工程驗收，形成了系統(tǒng)化設(shè)計。換流站變壓器施工的體系化架構(gòu)設(shè)計，不僅適用于該±800 kV換流站工程，也將成為同行業(yè)其它類似工程的技術(shù)指南。

換流站；變壓器；體系化架構(gòu)；工程驗收

引言

某±800 kV換流站站址位于某縣西南19 km處，地屬射埠鎮(zhèn)，南距射埠鎮(zhèn)2 km，進站道路由站區(qū)西側(cè)X018縣道引接，引接長度約410 m。

換流變（站）安裝平面布置以安全、合理、方便施工為原則，同時根據(jù)安全文明施工要求，劃定不同區(qū)域?，F(xiàn)場布置了油罐儲存區(qū)、吊車擺放區(qū)、套管及升高座擺放區(qū)、冷卻器油枕等附件擺放區(qū)、臨時工具間、消防器材擺放區(qū)等。本文進行分析探討。

1 系統(tǒng)與設(shè)備

該±800 kV換流站工程采用雙極直流典型接線（不考慮直流雙極并聯(lián)大地回路運行方式），在閥組側(cè)增設(shè)旁通開關(guān)回路。每極裝設(shè)2組直流濾波器（合用1組隔離開關(guān)）。每極兩個12脈動換流器串聯(lián)接線，電壓配置為“400 kV＋400 kV”，雙極共安裝24臺工作換流變（4個換流器單元，每極高、低端各1組），4臺備用換流變（每極高、低端各備用1臺），共28臺。每極兩個12脈動閥組串聯(lián)。每極安裝Yo-Y-12及Yo-Δ-11各2組，每組換流變由3臺380 MV·A單相雙繞組換流變壓器組成，換流變壓器采用BOX-IN的封閉安裝形式，以達到降噪的效果[1]。

根據(jù)換流變（站）的特征，平面布置如圖1所示。

2 施工準備

2.1 技術(shù)準備

圖1 換流變安裝平面布置

首先，應(yīng)檢查換流變安裝圖紙、出廠技術(shù)文件、產(chǎn)品技術(shù)協(xié)議、有關(guān)驗收規(guī)范及安裝調(diào)試記錄表格等是否備齊。技術(shù)負責人應(yīng)詳細閱讀產(chǎn)品的安裝說明書、裝配總圖、附件一覽表以及各個附件的技術(shù)說明及產(chǎn)品技術(shù)協(xié)議等，了解產(chǎn)品及其附件的結(jié)構(gòu)、性能、主要參數(shù)以及安裝技術(shù)規(guī)定和要求，并向施工人員作詳細的技術(shù)交底，同時做好交底記錄。技術(shù)交底應(yīng)包含但不限于以下內(nèi)容：圖紙設(shè)計特點及意圖、工作內(nèi)容及范圍、施工程序及主要施工方案、主要質(zhì)量要求及保證質(zhì)量措施、職業(yè)安全健康及環(huán)境保護等。施工人員應(yīng)按技術(shù)措施和技術(shù)交底要求進行安裝，對安裝程序、方法和技術(shù)要求做到心中有數(shù)，并熟悉廠家資料、安裝圖紙、技術(shù)措施及有關(guān)規(guī)程規(guī)范等[2]。

其次，基礎(chǔ)及本體就位情況的復(fù)查。包括三方面：

（1）基礎(chǔ)及構(gòu)筑物施工應(yīng)符合設(shè)計要求，安裝場地的軌道已按設(shè)計要求施工完畢，混凝土強度達到允許安裝的強度；

（2）基礎(chǔ)標高和水平度應(yīng)符合設(shè)計和制造廠要求，基礎(chǔ)平整度3/1000且≤10 mm；

（3）換流變本體就位方向和位置應(yīng)正確。

最后，與廠方人員進行必要的溝通。

2.2 器具準備

換流變施工電源采用三相五線制，從專用電源箱引接，從電源箱至真空濾油設(shè)備布置ZRVV22-1.0-3×95+1×50的電源電纜，并且設(shè)置末級電源箱。

安裝前，應(yīng)備齊安裝換流變用的所有工器具、材料和安全用具。另外，要備好必要的油處理接頭加工件、換流變移位牽引加工件等[3]。

3 設(shè)施安裝

3.1 排氮及破氮安裝

提前掌握氣象信息，根據(jù)天氣情況安排確定破氮安裝施工日期。本工程采用充干燥空氣排氮的方法，破氮后持續(xù)不斷地向本體內(nèi)充入露點低于－45℃的干燥空氣。

排氮及破氮安裝施工的注意事項如下：

（1）對換流變進行抽真空排氮，然后充干燥空氣破除真空。注意氮氣排出的方向應(yīng)在下風(fēng)口，充入露點在－45℃以下的干燥空氣，流量≥3 m3/min。在打開蓋板后對整個器身進行檢查的過程中，采用干燥空氣通過油箱頂部注油閥連續(xù)吹入，保證器身內(nèi)空氣壓力值為微正壓，相對濕度不大于20%；

（2）破氮安裝施工時，場地四周應(yīng)清潔，并有防塵措施；嚴禁雨、雪、霧、風(fēng)天（4級以上）在室外進行器身檢查；

（3）進行器身內(nèi)部檢查時，必須由廠方人員親自參與，監(jiān)理及業(yè)主人員在場，并嚴格遵守器身檢查要求，完整執(zhí)行器身檢查項目[4]。

3.2 換流變油枕安裝

首先檢查氣囊——用干燥空氣充入氣囊，直到氣囊充滿為止，檢查是否完整無破損。油位計應(yīng)按指示原理作校驗。

儲油柜重量約2.5 t，擬采用25 t吊車進行吊裝，吊裝時利用油枕上的4個專用吊點。安裝程序一般為：支架安裝、柜體吊裝就位、連接支架螺栓（暫不緊固，而是裝上氣體繼電器及其聯(lián)管，調(diào)整好位置后一齊緊固）。

3.3 換流變冷卻器安裝

冷卻器安裝前應(yīng)使用合格的變壓器油通過真空濾油機進行循環(huán)沖洗，并將殘油排盡，接頭處應(yīng)密封，防止潮氣進入，外接油管、閥門應(yīng)使用合格油沖洗干凈。

拆除冷卻器運輸蓋板，按冷卻器安裝使用說明書進行安裝，安裝時要關(guān)閉冷卻器管路與本體連接處蝶閥。安裝時注意對冷卻器接口處管接頭或閥門接頭處進行防護處理，防止污物進入管口部位。安裝過程中，不允許扳動或打開主變壓器郵箱的任一閥門或密封板。

3.4 升高座吊裝與安裝

圖2 閥側(cè)升高座吊裝方法示意圖

本工程升高座吊裝時選用25 t吊車。根據(jù)廠家說明書位置進行吊裝，網(wǎng)側(cè)及中性點升高座吊裝利用頂端吊點按照常規(guī)方法進行。閥側(cè)升高座有一定的傾角（角度根據(jù)廠家安裝指導(dǎo)說明書及現(xiàn)場實際角度確定），在安裝時，用鋼絲繩和吊帶栓在升高座頂部的兩個吊孔上，在升高座中部的吊孔上栓一端拉鏈條葫蘆，另一端都掛在吊鉤上，為防止手拉葫蘆斷裂，在吊點兩端加一根3 t吊帶作為二道保護。吊裝如圖2所示。在安裝過程中，手拉鏈條葫蘆可以任意調(diào)整升高座的傾斜角度，以方便安裝。吊裝傾斜角度應(yīng)嚴格按照廠家要求，防止在對接過程中發(fā)生碰撞，造成損壞。

升高座安裝時，按相序?qū)μ柸胱?。放氣孔位置在最高處，電流互感器中心線與升高座中心線位置一致，密封圈放入槽內(nèi)[5]。

3.5 套管吊裝與安裝

套管吊裝與安裝較為復(fù)雜。在安裝套管前，應(yīng)先做常規(guī)試驗，試驗合格后才能安裝。安裝方法：

（1）安裝前高壓電容式套管吊裝前各處應(yīng)擦凈，特別是套管的法蘭及下瓷套，應(yīng)用潔凈的抹布擦拭干凈；

（2）套管的吊裝固定方式和豎立方法應(yīng)符合廠家說明書的要求。本工程套管最重約為3 t，擬采用一臺25 t吊車進行安裝。吊帶選用兩根承重5 t的吊帶，單根長度為10 m。

網(wǎng)側(cè)套管及中性點套管吊裝方法：利用套管頂部的專用吊板，將吊環(huán)及吊帶固定好后慢慢將套管扳正，扳正過程中應(yīng)逐步調(diào)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它設(shè)備或人員。待套管直立并懸空后再去除套管底部的防護筒。在套管頂端拴一根繩索，用于調(diào)節(jié)就位過程中的角度。然后將套管移動到對正安裝孔位置緩緩下降。

閥側(cè)套管吊裝方法：采用鏈條葫蘆調(diào)整角度的施工方法，在套管兩端可靠拴兩根繩索，用于控制套管移動過程中的方向，先將套管平吊起來，在離地約500 mm處通過葫蘆調(diào)整套管角度，先根據(jù)套管安裝位置計算角度進行預(yù)調(diào)（同升高座傾斜角度，如低端兩套管傾角皆為21°），在起重機吊點與套管吊點之間應(yīng)增加一根承重為5 t的吊帶，以防止手拉葫蘆斷裂而對套管進行了二道保護，具體方法見圖3。

圖3 閥側(cè)套管吊裝方法示意圖

網(wǎng)側(cè)套管安裝：拆除升高座頂部上蓋板，吊裝時將廠家的標志對準，吊裝完畢后從升高座側(cè)面人孔處連接引線。吊裝過程中采用升降車配合取下專用吊環(huán)和吊繩。

閥側(cè)套管安裝：拆除升高座頂部上蓋板，吊裝時將廠家的標志對準，吊裝中用手拉葫蘆隨時根據(jù)需要調(diào)整套管的傾角，吊裝完畢后從升高座側(cè)面的人孔處連接引線。在閥側(cè)套管安裝完畢后，將閥側(cè)套管頂端用對應(yīng)口徑專用塑料布進行包扎，防止臟物吸附在套管頂端上面難以清洗[6]。

網(wǎng)側(cè)和閥側(cè)套管內(nèi)部引線的連接：對于穿纜（銅棒）式套管，由廠家專業(yè)人員負責從升高座側(cè)面的人孔處將引線與套管底部的銅棒或銅桿用螺栓緊固；對于穿桿式套管，方法是待套管進入升高座內(nèi)適當?shù)奈恢脮r，由廠家專業(yè)人員負責完成內(nèi)引線的連接，再落位和穿桿的緊固。此過程中需采取措施防止異物掉入油箱內(nèi)，螺栓應(yīng)按照規(guī)定的力矩緊固。

中性點套管安裝：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，拆除套管尾部的保護筒，由廠家專業(yè)人員負責完成在換流變壓器箱蓋處將套管芯子同油箱內(nèi)另一半引線固定牢固，再緊固套管外部螺栓即可。

4 真空處理與注油

4.1 真空處理

為了排除絕緣物中殘留的空氣和安裝過程中進入器身絕緣物中的潮氣，必須進行真空處理。根據(jù)廠家說明書或圖紙資料連接真空注油系統(tǒng)。對換流變壓器本體、冷卻器及開關(guān)等需同時抽真空的部位進行抽真空（油枕不能同時抽真空），直到真空度滿足廠家說明書的要求。具體步驟如下：

（1）按照各廠家要求抽真空；打開、關(guān)閉各個閥門；

（2）將真空泵管道接到位于油箱頂部的專用蝶閥上。連接真空壓力表；

（3）抽真空前，必須將不能承受真空機械強度的附件如油枕與油箱隔離。對允許抽真空的部件、散熱器應(yīng)同時抽真空；

（4）啟動真空泵，并慢慢開啟真空抽氣閥。抽至約2h后暫停（先關(guān)閉抽氣閥，再停真空泵），檢查油箱各連接處的密封情況。如有吸氣聲，應(yīng)及時處理。當消除不掉需破真空處理時，必須將空氣通過干燥硅膠過濾后才能放入換流變內(nèi)。在抽真空過程中，真空度上升緩慢或壓力泄漏很大時，說明可能泄漏，應(yīng)及時處理；

（5）抽真空時，應(yīng)隨時觀察記錄油箱的變形，其最大變形不得超過壁厚2倍，同時注意散熱器的變形情況，如有問題及時與廠家代表聯(lián)系處理；

（6）遵守低端換流變和高端換流變各自的廠家要求；

（7）對套管氣室單獨抽真空至廠家要求值，然后注入SF6氣體，氣壓滿足廠家溫度曲線要求（20℃時充注氣體壓力為370 kPa）。同時由廠家人員負責測試SF6氣體套管0.35 MPa、0.33 MPa 、0.31 MPa的三個報警值，施工單位配合。

4.2 真空注油

真空抽到廠家規(guī)定值并保持規(guī)定的時間（按照廠家規(guī)定時間執(zhí)行，但如低于國家標準的依照國標執(zhí)行）后，開始注油。換流變注油時，從油箱下部進油閥進油。注油全過程應(yīng)保持真空，注入油的溫度宜高于器身溫度。注油速度控制在6 000 L/h（5.4 t/h以下），注油時濾油機出口溫度65±5℃。真空注油工作不宜在雨天和霧天進行，以防密封不良時水分和潮氣進入油箱。

注油過程為：打開下部油閥，啟動濾油機，油經(jīng)油箱下部注入油箱中。利用抽氣閥和旁路閥進行調(diào)節(jié)，并始終維持真空度。

4.3 熱油循環(huán)

附件安裝完畢，真空注油后，即可進行熱油循環(huán)工作。要求油從上進下出，且形成對角回路。步驟如下：

（1）換流變本體油箱、油枕一起熱油循環(huán)，待熱油循環(huán)2～3倍換流變油總量時，打開散熱器閥門，熱油循環(huán)過程中，濾油機加熱脫水缸中的溫度，應(yīng)控制在65±5℃范圍內(nèi)，換流變箱體油溫大于55℃。在冬季氣溫較低造成循環(huán)溫度無法滿足要求時，應(yīng)對油管和本體油箱采取保溫措施。達到此溫度以后，熱油循環(huán)時間不少于72 h，同時變壓器油試驗必須合格。

（2）接通熱油循環(huán)系統(tǒng)的管路，分別依序打開冷卻裝置與換流變本體之間的閥門，然后使熱油由油箱頂蓋上的蝶閥進入油箱，從下節(jié)油箱的濾油閥門流回處理裝置。

（3）從本體下端取油樣做整體檢查試驗，經(jīng)過熱油循環(huán)的油應(yīng)達到有關(guān)規(guī)定。

4.4 整體密封試驗及靜置

換流變安裝完畢后，應(yīng)在儲油柜呼吸器閥門上用干燥空氣進行整體密封試驗，承受0.03 MPa壓力，靜放24 h應(yīng)無滲漏，密封試驗過程應(yīng)注意溫度變化對充氣壓力的影響。密封試驗前將換流變油箱及部件擦拭干凈，以便密封試驗過程中檢查滲漏情況。

密封試驗結(jié)束后，高端換流變必須靜放72 h以上，低端換流變靜止48 h做常規(guī)試驗，局放需靜放72 h以上，方可安排進行常規(guī)試驗及特殊試驗項目（廠家另有規(guī)定的除外）。靜放期間應(yīng)多次打開放氣塞進行放氣。在靜放完成后局放試驗前，不能啟動潛油泵進行油循環(huán)，以免造成局放數(shù)據(jù)不準，原因不好分析。

4.5 補充注油

補充注油主要對儲油柜進行注油。儲油柜破真空后將殘油排盡，連接好儲油柜與本體的主管路，主管路的所有蝶閥，打開儲油柜底部注油管的三通蝶閥，利用注油管對儲油柜進行注油。補充注油后，應(yīng)對變壓器進行多次排氣。

5 交接試驗與檢查驗收

5.1 交接試驗

附件安裝完畢后，按《直流換流站高壓電氣交接試驗規(guī)程》完成全部試驗并填寫試驗報告，如有不合格項目，應(yīng)及時和有關(guān)方面聯(lián)系。換流變投運前，所有試驗項目必須合格。當所有試驗進行完畢后，換流變主體和每一個獨立部件（包括散熱器等），都必須通過適當?shù)姆艢忾y進行排氣。

換流變壓器的交接試驗項目共包括14項，但限于篇幅，而僅是列出不再詳述。

（1）繞組連同套管的直流電阻測量；

（2）電壓比檢查；

（3）引出線的極性檢查；

（4）繞組連同套管的絕緣電阻、吸收比或極化指數(shù)測量；

（5）繞組連同套管的介質(zhì)損耗因數(shù)tanδ測量；

（6）繞組連同套管的直流泄漏電流測量；

試驗電壓標準應(yīng)符合表1的規(guī)定。當施加試驗電壓達60 s時，在高壓端讀取泄漏電流。泄漏電流值與出廠試驗值比較應(yīng)無明顯變化。

表1 直流泄漏試驗電壓標準（GB 50150—2006）

（7）長時感應(yīng)耐壓及局部放電測量；

（8）鐵芯及夾件的絕緣電阻測量；

（9）非純瓷套管的試驗；

（10）絕緣油試驗；

（11）有載分接開關(guān)的檢查和試驗；

（12）繞組頻率響應(yīng)特性測量；

（13）額定電壓下的沖擊合閘試驗；

（14）相位檢查。

5.2 投運前的檢查

包括以下10項：

（1）本體、冷卻裝置及所有附件應(yīng)無缺陷、不滲油；

（2）檢驗所有電氣連接，特別是各套管的接線、中性點套管的接地以及主油箱接地，應(yīng)連接正確、接地可靠，所有臨時保護接地均應(yīng)移去，換流變低壓側(cè)套管接線正確無誤；

（3）換流變上無遺留雜物，油漆完好，相色標志正確；

（4）儲油柜、冷卻裝置等管道上的閥門均應(yīng)打開，且指示正確，吸濕器呼吸暢通，油位正常，事故排油設(shè)施完好；

（5）儲油柜和充油套管的油位正常，充氣套管指示正常，套管末屏接地良好，套管頂部結(jié)構(gòu)的接觸及密封應(yīng)良好；

（6）BOX-IN檢查，連接、固定符合設(shè)計和規(guī)定要求（防止造成震動），電氣距離滿足規(guī)范要求；

（7）分接頭的位置應(yīng)符合運行要求；

（8）控制箱內(nèi)的加熱元件已經(jīng)連接好并運行正常，測溫裝置指示應(yīng)正確，整定值符合要求。冷卻裝置試運轉(zhuǎn)正常；

（9）檢查氣體繼電器內(nèi)的空氣已經(jīng)排完。確定相間距離、相對地的距離滿足要求；

（10）換流變的保護裝置整定值符合規(guī)定，操作及聯(lián)動試驗正確。備用的CT二次端子應(yīng)可靠短路接地。在換流變帶電前，所有的保護和報警回路都必須投入運行，保證安全可靠。

5.3 試驗合格后的收尾

（1）器身固定：確認換流變壓器試驗合格后，緊靠換流變壓器，在其周圍四個點上焊接固定換流變用的鐵件，防止換流變壓器器身移位；

（2）接地安裝：從主接地網(wǎng)引出兩根接地線和換流變壓器本體指定的接地點相連，保證接地可靠。鐵芯和夾件通過專門的引線引出接地；

（3）封堵：對閥廳預(yù)留用來穿換流變壓器閥側(cè)套管的窗口應(yīng)及時進行封堵，封堵工藝應(yīng)符合設(shè)計要求。

6 結(jié)語

本文以某±800kV換流站設(shè)計、施工和運行經(jīng)驗進行了探討。在施工準備中，從技術(shù)準備和器具準備兩方面進行了闡述；針對設(shè)施安裝，各個部位都要逐項認真完成；在真空處理和注油方面，真空抽到廠家規(guī)定值并保持規(guī)定時間后，方可開始注油，全過程應(yīng)保持真空，注入油的溫度宜高于器身溫度。最后，對于交接試驗與檢查驗收，必須核對換流站變壓器的每一個獨立部件。預(yù)計施工將取得良好的工程效益。

參考文獻

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[2]李百根. 特高壓直流換流站變壓器安裝方法[J]. 低碳世界, 2014(3): 58-59.

[3]鄧科. 特高壓換流變壓器絕緣油試驗的影響因素分析[J]. 安徽電力, 2012(2): 58-62.

[4]李揚. ±800kV云廣特高壓換流變壓器現(xiàn)場安裝關(guān)鍵技術(shù)[J].電力建設(shè), 2010, 31(7): 59-62.

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[6]王罡. 大型換流變壓器閥側(cè)電場特性的研究[D]. 沈陽: 沈陽工業(yè)大學(xué), 2009.

Systematical Architecture of ±800 kV Converter Transformer Construction Scheme

TAN Zhou-fang
(Hunan Power Grid Engineering Company, Hengyang, Hunan,421002, China)

A comprehensive design on ±800 kV converter transformer construction scheme is carried out. Combined with engineering status, essentials such as the construction preparation, device installation, vacuum processing and oil injecting test are formed into a systematical architecture, and especially, their technical details are described, and propositions on the final handover test and inspection for acceptance are proposed, playing a positive role on welcoming the construction tasks and passing the acceptance of the project. The design on systematical architecture of converter transformer construction, will not only be applicable to the ±800 kV converter station project, but also become a technical guide for other similar projects of relevant industry fields.

Converter; Transformer; Systematical Architecture; Inspection for Acceptance of Project

TM41

A

2095-8412 (2016) 06-1076-06

10.14103/j.issn.2095-8412.2016.06.005

譚周芳(1985-)，男，湖南人，本科，工程師。主要從事變電站施工。