阮 芹（國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責任公司， 湖北 武漢 430074）

0 引 言

直流輸電是世界上電力大國解決高電壓、大容量、遠距離送電和電網(wǎng)互聯(lián)的一個重要手段。迄今為止，我國在運行的和在建的特高壓直流工程共 14 項，累計換流容量2.2×105MW，總輸電能力 1.106×105MW，輸送電量中80% 以上為清潔能源。

哈密南—鄭州 ±800 kV 特高壓直流工程(以下簡稱“哈鄭工程”)是“十二五”期間國家電網(wǎng)公司實現(xiàn)“疆電外送”的首個特高壓項目。工程起點在新疆哈密南部能源基地，落點在河南鄭州；途徑新疆、甘肅、寧夏、陜西、山西、河南六省(自治區(qū))。溪洛渡—浙江金華 ±800 kV 特高壓直流工程(以下簡稱“溪浙工程”)是國網(wǎng)公司投資建設(shè)的又一條連接我國西南水電基地和東部負荷中心的清潔能源大通道。工程起于宜賓雙龍換流站，止于浙江金華站；途經(jīng)四川、貴州、湖南、江西、浙江五省。哈鄭工程和溪浙工程由我國自主設(shè)計、制造和建設(shè)，設(shè)備國產(chǎn)化率達到80% 以上，是 ±800 kV 直流輸電的標準化示范工程。溪浙特高壓直流工程在世界上還首次實現(xiàn)單回路 8×103MW 滿負荷和 8.4×103MW 過負荷試運行，首次實現(xiàn)了高端換流變自主研發(fā)和設(shè)計制造，標志著 ±800 kV 輸電技術(shù)進入規(guī)模化應(yīng)用階段。

國網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責任公司(以下簡稱“武漢南瑞”)受國家電網(wǎng)公司委托，于 2012 年 12 月和2013 年 2 月先后承接兩個工程主設(shè)備的監(jiān)造工作。哈鄭工程設(shè)備監(jiān)造涉及 8 個制造廠，設(shè)備范圍包括：聯(lián)絡(luò)變、站用變、并聯(lián)電抗器、避雷器、電流互感器、電壓互感器、閥廳接地開關(guān)、直流場隔離接地開關(guān)、國外成套直流場設(shè)備。溪浙工程設(shè)備監(jiān)造涉及 5 個制造廠，設(shè)備范圍包括：換流變、瓷柱式斷路器、交流隔離接地開關(guān)等。

1 哈鄭、溪浙工程設(shè)備監(jiān)造面臨的難點

兩項工程不僅需要攻克主設(shè)備制造、電氣和機械應(yīng)力、溫升散熱和大件運輸?shù)纫幌盗嘘P(guān)鍵技術(shù)問題，而且還需要滿足哈鄭工程設(shè)備在西北地區(qū)高溫嚴寒、大溫差、大風(fēng)沙、強輻射等嚴苛條件下，以及溪浙工程設(shè)備在地質(zhì)和氣候條件復(fù)雜及途經(jīng)重度冰區(qū)的不利環(huán)境條件下仍能安全可靠運行的要求。設(shè)備質(zhì)量直接關(guān)系到后期工程的“安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)”運行，其監(jiān)理工作責任重大，必須自始至終全過程按程序、按標準規(guī)范地進行。

作為監(jiān)造單位，武漢南瑞首次承擔國網(wǎng)公司特高壓直流工程的設(shè)備監(jiān)造任務(wù)。工程創(chuàng)新多、設(shè)備種類多、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、工期長，其中還涉及境外設(shè)備廠家的關(guān)鍵點見證，對監(jiān)造單位的人員專業(yè)技能、組織架構(gòu)及質(zhì)量管理體系運行的成熟度提出了嚴峻考驗。

兩個工程戰(zhàn)線長、工期緊、任務(wù)重，而且生產(chǎn)高峰期有一定的重疊，需要監(jiān)造人員關(guān)注更多的關(guān)鍵點和重要工序，把控見證的順序和輕重緩急，以確保設(shè)備質(zhì)量和工期[1]。兩個工程對主設(shè)備也提出了特殊要求。例如，哈鄭工程要求平波電抗器溫升試驗按例行試驗考核，預(yù)埋熱電偶或光纖測量繞組和與絕緣部分接觸接近的其他金屬部件的溫升；要求 750 kV 聯(lián)絡(luò)變鐵芯綁扎強度比常規(guī)產(chǎn)品提高 15%～20%；要求開關(guān)類設(shè)備匯控柜具有雙重保溫結(jié)構(gòu)，并進行覆冰和沙塵相關(guān)試驗；要求 750 kV 避雷器具有抗低溫的密封結(jié)構(gòu)，選用抗風(fēng)沙磨損能力強的套管，采用強附著力的專用漆等。溪浙工程要求低端換流變有載分接開關(guān)采用流速繼電器或壓力繼電器，冷卻器每臺潛油泵及風(fēng)扇電機裝設(shè)獨立的電源空氣開關(guān)；要求 550 kV SF6 斷路器具備雙跳閘線圈機構(gòu)，并選取一相與 F236 選相合閘裝置在廠內(nèi)進行聯(lián)調(diào)試驗。

2 監(jiān)造前期準備

武漢南瑞領(lǐng)導(dǎo)高度重視監(jiān)造工作，成立了以監(jiān)造辦公室為指揮中心、項目經(jīng)理及總監(jiān)統(tǒng)一指導(dǎo)管控、行業(yè)內(nèi)知名專家進行技術(shù)支撐的監(jiān)造機構(gòu)，并抽調(diào)專業(yè)基礎(chǔ)扎實、有多年特高壓交流監(jiān)造經(jīng)驗的人員組建了監(jiān)造隊伍，邀請資深監(jiān)造師對項目參與人員進行業(yè)務(wù)培訓(xùn)。針對設(shè)備電氣結(jié)構(gòu)特點，哈鄭工程分別成立了 4 個駐廠監(jiān)造組和 4 個關(guān)鍵點見證監(jiān)造組；溪浙工程分別成立 2 個駐廠監(jiān)造組和 1個關(guān)鍵點見證監(jiān)造組。監(jiān)造組織機構(gòu)如圖 1 所示。

圖 1 監(jiān)造組織機構(gòu)圖

監(jiān)造項目組自中標后就配合國網(wǎng)公司組織召開設(shè)計聯(lián)絡(luò)會和凍結(jié)會，重點留存廠家投標文件、供貨合同和會議紀要，全面掌握設(shè)備最新設(shè)計變更情況和業(yè)主要求，并組織專人編制專項監(jiān)造大綱及實施細則，明確和細化監(jiān)造工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和控制要點。提前聯(lián)系各廠家技術(shù)及管理負責人，索要生產(chǎn)安排計劃和質(zhì)量管控專項措施，為后期監(jiān)造過程中對比生產(chǎn)關(guān)鍵點、工期差異，以及業(yè)主、廠家和監(jiān)理三方的順利溝通打好基礎(chǔ)。監(jiān)造項目代表積極參與國網(wǎng)直流部召開的監(jiān)造培訓(xùn)會。入廠前，武漢南瑞對此次項目的參與人員在公司內(nèi)部開展多輪業(yè)務(wù)培訓(xùn)，確保監(jiān)造任務(wù)清晰和執(zhí)行有序。

3 監(jiān)造實施

各監(jiān)造組入廠后立即召開監(jiān)造啟動會議進行技術(shù)交底，說明監(jiān)理的意圖和工作的程序方法，邀請業(yè)主代表參會，確定三方信息溝通方式與渠道。審查制造廠資質(zhì)和體系文件，審查生產(chǎn)環(huán)境、加工設(shè)備和工藝能力的符合性，審查人員資質(zhì)及配置情況、業(yè)績及測量工具和儀器儀表是否在有效期內(nèi)[2]。

3.1 關(guān)鍵原材料和組部件的質(zhì)量管控和延伸監(jiān)造

監(jiān)造組對重要原材料和組部件(如電磁線、套管、開關(guān)、冷卻器、硅鋼片、絕緣紙板、成型絕緣件)的進廠過程進行仔細核查。主要是核查型號、規(guī)格、質(zhì)量證明書或出廠試驗報告是否符合技術(shù)協(xié)議和合同的要求，同時檢查廠家的入廠驗收報告。驗收合格之后才能用于工序，并填寫相關(guān)的見證表。重要的原材料和組部件將R點見證方式變更為 H 點見證方式，以加強質(zhì)量管控。例如，由于低端換流變冷卻器采用無縫鋼管結(jié)構(gòu)，為了考核鋼管硬度和幾何精度是否滿足脹管工藝要求，監(jiān)造人員在其裝于換流變后多次見證滲漏檢測的過程，確保彈性回復(fù)時不發(fā)生滲漏。在監(jiān)造過程中，當出現(xiàn)變壓器用硅鋼片、紙板筒/線圈端圈用紙板和瓷柱式斷路器用支柱套管、避雷器用絕緣拉桿及壓板端蓋不符合技術(shù)協(xié)議要求的情況時，監(jiān)造人員立即發(fā)出聯(lián)系單要求廠家停工并上報業(yè)主；責令廠家按照協(xié)議要求，重新采購原材料再次生產(chǎn)或待廠家得到業(yè)主正式的書面批準文件后，方可允許復(fù)工。

針對質(zhì)量攸關(guān)的外協(xié)件，監(jiān)造組采取親臨外協(xié)廠延伸監(jiān)造的方式。例如，在工程中，對某開關(guān)廠承制的 816 kV直流開關(guān)用瓷式絕緣子更換為復(fù)合絕緣子，業(yè)主要求重新進行相關(guān)機械及電氣性能試驗。監(jiān)造組特派專人前往西安高壓電器研究院全程見證閥廳開關(guān)雷電沖擊試驗和操作試驗。

3.2 生產(chǎn)工藝嚴格管控

工作開展過程中，監(jiān)造人員嚴格按照廠家投標文件、技術(shù)協(xié)議及實施細則現(xiàn)場監(jiān)督生產(chǎn)人員進行設(shè)備生產(chǎn)。駐廠監(jiān)造以換流變?yōu)槔?，對絕緣件加工、油箱及夾件加工、鐵芯制作、線圈制作、線圈干燥、器身裝配、總裝配等重點工序，予以全程見證。關(guān)鍵點監(jiān)造以隔離接地開關(guān)為例，監(jiān)造工程師分別對原材料檢驗、動靜觸頭裝配、主刀接地刀組裝、導(dǎo)電回路裝配、底座裝配、單極柱裝配、操作機構(gòu)裝配、三相調(diào)試、傳動連接裝配等關(guān)鍵工序，進行了抽查和現(xiàn)場見證。

對于生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的普通質(zhì)量問題，督促廠家及時處理整改。例如，監(jiān)造師發(fā)現(xiàn)某換位墊塊由于沖制后采用手工粘牢壓緊的方式導(dǎo)致毛刺較多時，要求廠家使用木沙子和吸塵器進行清理。對于較為嚴重的質(zhì)量問題，監(jiān)造組發(fā)出工作聯(lián)系單，責令廠家給出書面原因分析報告、詳細解決方案及后續(xù)預(yù)防措施。例如，監(jiān)造組檢查發(fā)現(xiàn)某已繞制完成的換流變線圈，其部分線餅幅向尺寸偏大導(dǎo)致外撐條難以固定。發(fā)出聯(lián)系單后，廠家采取了多項整改及預(yù)防措施：① 若已完成線圈出現(xiàn)幅向超過油道墊塊外沿，則去薄外撐條厚度；② 在后續(xù)繞制過程中，加強線餅的拉緊操作；③ 增加紙綁帶綁扎。整改后跟蹤發(fā)現(xiàn)，線圈幅向尺寸得到了有效控制。若出現(xiàn)重大質(zhì)量問題，監(jiān)造人員立即向辦公室報告，發(fā)出停工令并上報業(yè)主。例如，某廠家承制的溪浙工程一批次 550 kV 斷路器，在未通知監(jiān)造人員到廠的情況下進行了耐壓試驗。武漢南瑞立即下發(fā)停工令，要求此批產(chǎn)品不得出廠，并在監(jiān)造方的全程見證下再次進行耐壓試驗；廠家承諾后續(xù)試驗提前一周通知并向監(jiān)造方提供出廠試驗方案及時間安排。

在進度方面，監(jiān)造組認真梳理設(shè)備生產(chǎn)過程中各制作工序的平均耗時，定期核對制造廠制定的生產(chǎn)計劃是否符合實際且滿足交貨期。一旦發(fā)現(xiàn)滯后則要求廠家合理趕工，規(guī)避工期風(fēng)險。

3.3 開展抽檢及隱患排查

根據(jù)國網(wǎng)公司開展產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督的規(guī)定，除駐廠監(jiān)造、關(guān)鍵節(jié)點現(xiàn)場見證和配合業(yè)主進行定期巡檢外，在哈鄭工程和溪浙工程中，武漢南瑞還委托電力工業(yè)電氣設(shè)備質(zhì)量檢驗測試中心、機械工業(yè)電工材料及特種線纜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測中心、湖北省冶金材料分析測試中心有限公司等一批有資質(zhì)的第三方機構(gòu)，積極開展原材料、生產(chǎn)制造、試驗等工序的抽樣檢測工作。例如：抽取電抗器用硅鋼片進行鐵損、磁感應(yīng)強度測量；抽取避雷器電阻片進行能量耐受試驗及大電流沖擊耐受試驗；對瓷柱式斷路器的SF6 氣體進行質(zhì)量分析；抽取一臺聯(lián)絡(luò)變進行例行試驗、型式試驗和特殊試驗的全程跟蹤等。

另一方面，監(jiān)造方積極開展隱患排查，有針對性地做好風(fēng)險識別，降低質(zhì)量隱患。例如，針對換流變的排查內(nèi)容包括：冷卻器宜具備就地手動強制啟動的功能；采用膠囊油枕，配置檢測膠囊泄露的裝置；儲油柜應(yīng)與本體一同抽真空，避免變形及膠囊破裂。針對斷路器的排查內(nèi)容包括：加強進廠絕緣拉桿、盆式絕緣子等組附件的質(zhì)量檢驗，工裝套管要定期進行解體清理；敞開式斷路器機構(gòu)箱應(yīng)全密封，避免內(nèi)部積水。

增加抽檢及隱患排查手段后，有利于監(jiān)督廠家的設(shè)備技術(shù)性能參數(shù)達到技術(shù)協(xié)議要求，促進廠家持續(xù)改進制造工藝，提高出廠試驗一次通過率，提高入網(wǎng)設(shè)備產(chǎn)品質(zhì)量。

3.4 編制典型案例分析手冊

直流工程是一個開創(chuàng)性的技術(shù)領(lǐng)域。為了總結(jié)經(jīng)驗、提高監(jiān)造水平，武漢南瑞配合業(yè)主每季度針對發(fā)生頻率高、具有代表性的質(zhì)量問題編制了哈鄭工程和溪浙工程的典型案例分析。通過“以案示法”的方式，將質(zhì)量問題按照問題描述、照片展示、原因分析、處理措施、處理結(jié)果和預(yù)防建議的內(nèi)容分類編制成冊，供監(jiān)造人員學(xué)習(xí)討論，為在后續(xù)工程設(shè)備監(jiān)造中的某些薄弱環(huán)節(jié)加強質(zhì)量管控提供借鑒。

3.5 信息報送

哈鄭工程和溪浙工程監(jiān)造項目設(shè)備種類多、跨時長，為了方便業(yè)主對設(shè)備質(zhì)量、進度、合同履行等方面有一個全面的掌控，武漢南瑞采取包括日報、周報、月報和緊急匯報的形式，向業(yè)主匯報工作情況。當出現(xiàn)異常突發(fā)事故時，確保業(yè)主、廠家和監(jiān)造方之間的信息暢通、及時和準確[3]。監(jiān)造人員詳細、真實地記錄每一臺、每一批次設(shè)備的生產(chǎn)情況，編制質(zhì)量見證表，保證每一臺設(shè)備從開工到發(fā)運的關(guān)鍵工序都有據(jù)可查。

武漢南瑞在哈鄭工程中向設(shè)備生產(chǎn)廠家發(fā)出監(jiān)造聯(lián)系單23份，上報業(yè)主匯總周報 35 期，監(jiān)造月報 8 期，抽檢月報7期，第三方抽檢報告 9 份；在溪浙工程中向設(shè)備生產(chǎn)廠家發(fā)出監(jiān)造聯(lián)系單 35 份，上報業(yè)主匯總周報 43 期，監(jiān)造月報 11 期，抽檢月報 9 期，第三方抽檢報告 7 份。

4 結(jié) 語

在監(jiān)造工作的開展過程中，武漢南瑞不斷改進和創(chuàng)新工作方式和方法，完善管理體系，保持與業(yè)主、設(shè)備制造廠的有效溝通和協(xié)調(diào)。經(jīng)過項目全體人員的共同努力，最終哈鄭工程和溪浙工程設(shè)備分別于 2013 年 9 月和 2014 年8 月全部發(fā)運出廠，完全滿足工程對設(shè)備質(zhì)量和工期進度的要求。不僅設(shè)備監(jiān)理工作順利通過業(yè)主考核，而且形成了特高壓直流工程主設(shè)備監(jiān)造項目管理的長效機制。