500 kV雙龍變直流融冰系統(tǒng)施工中相關(guān)問題的處理

章偉勇，趙壽生，毛航旗，吳良建

（金華送變電工程有限公司，浙江 金華 321016）

浙江電網(wǎng)在2008年的冰災(zāi)中遭受了巨大的損失。為了全面提高浙江電網(wǎng)的抗災(zāi)能力，浙江省電力公司聯(lián)合浙江省電力設(shè)計院和浙江大學(xué)，經(jīng)過一年多的探索和試驗，研制了直流融冰兼無功補償（SVC）系統(tǒng)，并于2009年11月在500 kV雙龍變完成了系統(tǒng)安裝和系統(tǒng)試驗。本文對項目施工過程中的相關(guān)問題進行深入分析，通過實踐優(yōu)化設(shè)計方案，增強其可行性和經(jīng)濟性。

1 直流融冰兼SVC系統(tǒng)特點

與傳統(tǒng)的融冰技術(shù)方案相比，直流融冰兼SVC系統(tǒng)的顯著特點是系統(tǒng)利用率高。因冰災(zāi)是偶發(fā)事件，融冰系統(tǒng)大部分時間無需為線路進行除冰，造成系統(tǒng)的利用率較低。另外系統(tǒng)長期處于閑置狀態(tài)，其性能也將受到一定影響，當(dāng)需要融冰時系統(tǒng)的運行可靠性存在隱患。此次研制的直流融冰兼SVC系統(tǒng)解決了上述矛盾。系統(tǒng)有兩種運行模式：融冰模式和SVC模式。在融冰模式下，以變電站內(nèi)主變35 kV母線作為系統(tǒng)的交流輸入，經(jīng)過濾波和整流變壓器的變換，再經(jīng)由全控型整流電路的整流后輸出5 000 A的直流電流。通過切換隔離開關(guān)，可依次將該電流引至需融冰的線路進行融冰。無需融冰時系統(tǒng)以SVC模式運行，即通過切換開關(guān)，系統(tǒng)可配置成一臺靜止無功補償器（SVC），為500 kV輸電線路提供動態(tài)可調(diào)的容性無功。

2 系統(tǒng)施工過程中的相關(guān)問題分析

2.1 布置融冰系統(tǒng)時應(yīng)注意的問題

在500 kV變電站中需要合理設(shè)計融冰系統(tǒng)各功能模塊的布置方案。從500 kV雙龍變的3號主變壓器35 kV側(cè)母線引入交流電源，并空出原有的1號主變壓器6號電容器、5號電抗器場地用于布置SVC裝置，包括L-C濾波器組、整流變壓器、主控室、整流室、水冷室以及直流選相刀閘室等。整流器輸出融冰所需的大電流通過選相刀閘切換后輸出，用管型母線方式將電流引至500 kV線路下方，再采用西門子公司研制“移動式母線連接器”將母線與需要融冰的線路相連。該方案有效利用了變電站的可使用面積，布局緊湊。

上述方案最大的缺點是受到場地限制，無法為相關(guān)設(shè)備留出檢修通道。比如由于受場地限制，各濾波支路過于緊湊，沒有相應(yīng)的檢修通道，融冰期間如果某一支路出現(xiàn)故障，由于安全距離不夠，必須將所有濾波支路全部退出，檢修人員方能進入。平波電抗器及硅整流設(shè)備也存在同樣的問題。

建議將各次濾波設(shè)備從緊密型布置改為松散型布置，通過高壓電纜將濾波設(shè)備分散到站內(nèi)其余可利用空地，將預(yù)留的空間用于平波電抗器及硅整流設(shè)備，充分利用現(xiàn)有場地，留出足夠的空間建立相應(yīng)的檢修通道。

2.2 線路間隔的改造

融冰系統(tǒng)安裝時應(yīng)盡量縮短停電時間以及減少對現(xiàn)有設(shè)備的更改。按原設(shè)計方案，在保持原進線結(jié)構(gòu)不變，用移動式母線連接器將線路與直流母線連通時，首先必須改造500 kV線路間隔。即在線路避雷器側(cè)增加1組支柱絕緣子支撐上層管母線，并將原避雷器的設(shè)備引線更換為與出線相匹配的大截面導(dǎo)線，并與上層管母線相連，再由上層管母通過移動式母線連接器接入母線側(cè)下層管母線。分析該方案后，提出以下3條建議：

（1）更換避雷器側(cè)引線要花費較多的時間，可以考慮直接從線路引入上層管母線，原避雷器側(cè)引線保持不變，這樣可降低施工難度且有效縮短因線路改造而造成的停電時間。該方案得到相關(guān)設(shè)計人員的充分肯定并實施。

（2）上、下層管母線受場地限制，原設(shè)計采用單柱單支持結(jié)構(gòu)，在安裝時對支持瓷瓶抽檢試驗發(fā)現(xiàn)存在不合格現(xiàn)象，后采用單柱雙支撐結(jié)構(gòu)，并更換了不合格支持瓷瓶?？紤]到大風(fēng)、冰災(zāi)等惡劣天氣時有發(fā)生，建議在今后類似工程中可考慮雙柱雙支撐結(jié)構(gòu)，以增加上、下層管母線的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

（3）移動式母線連接器是多條500 kV線路的通用閘刀，在調(diào)試過程中必須確保所有位置閘刀合閘范圍在產(chǎn)品允許范圍內(nèi)。考慮到停電時間的限制，以及上層管母靜觸頭對下層管母安全距離的限制，上層管母靜觸頭全部采用在地面制作安裝，故不通過調(diào)整靜觸頭高低來保證合閘高度。在調(diào)試時，選用一臺連接器作為基準(zhǔn)，標(biāo)出合閘標(biāo)準(zhǔn)位置和上、下限位置，通過模擬融冰狀態(tài)測出各條線路靜觸頭實際高差，并按照最低點在閘刀下限范圍內(nèi)為調(diào)試依據(jù)，統(tǒng)一調(diào)整3臺連接器高度，有效減少了線路停電次數(shù)和停電時間。經(jīng)過雙龍變各線路融冰實際試驗，連接器合閘高度覆蓋了應(yīng)到的各個位置。圖1為移動式母線連接器實物照片。

2.3 直流電源的接入

理論上直流電源只需兩路管母進行輸出，實際應(yīng)用時會增加電站操作的復(fù)雜性。因此采用了“三相母線”方式布置，且管母沿圍墻架設(shè)，不影響所內(nèi)其它設(shè)備。當(dāng)線路融冰時，可直接通過直流閘刀選擇完成相位切換，降低了操作的復(fù)雜程度。設(shè)計過程中需要注意的是，采用三相母線布置時應(yīng)充分考慮線路母線支撐管母與融冰母線支撐管母的安全距離。根據(jù)設(shè)計規(guī)范，最小安全距離為3.8 m，而本工程實測距離僅為3.9 m，余地較小。施工過程中也發(fā)現(xiàn)融冰母線側(cè)感應(yīng)電強烈，故施工中采用了多組接地線多點接地進行防范?？紤]到今后檢修時掛接地線比較困難，還特別制作了專用金具，在母線上增加了6處接地掛設(shè)點。

2.4 特殊金具的應(yīng)用

直流管母是整個直流融冰改造項目的重要組成部分，其單相長度為710 m，使用的金具數(shù)量龐大，且均為初次設(shè)計使用，還有多處轉(zhuǎn)角、跨越。為了實現(xiàn)管母段間、管母與穿墻套管等特殊部位之間的連接，施工與設(shè)計單位和金具廠緊密合作，施工準(zhǔn)備階段就參與了金具廠設(shè)備定型工作，對一些事先不能確定的金具在安裝時按實際加工，避免了施工中因與設(shè)備和實際不匹配而造成金具浪費。雙龍變使用的金具在以后的融冰項目中可作為定型產(chǎn)品直接加以應(yīng)用。圖2是為本工程設(shè)計制作的特殊金具。

圖2 特殊金具的應(yīng)用

2.5 新工法的應(yīng)用

雙龍變直流融冰兼SVC系統(tǒng)工程具有施工周期短、設(shè)備特殊等特點，如按常規(guī)變電工程組織施工，將無法如期完成工程施工，必須打破常規(guī)進行技術(shù)革新，采用新設(shè)備、新工法才能滿足工程的需要。工程配備了大量施工機具，成立2個QC小組，通過QC活動共自制8種新工具，解決了Φ250管母制作和安裝問題。施工中提出并實施了3個新工法，如電容器耐壓采用電抗器補償法，大大加快了試驗速度；直流管母感應(yīng)電強，且空間受限，項目在吊裝時大膽采用自動脫扣工法，加快了施工速度，減少了登高次數(shù)。

3 結(jié)語

浙江電網(wǎng)近年來得到了較快的發(fā)展，基本形成了500 kV骨干環(huán)網(wǎng)，直流融冰兼SVC系統(tǒng)有助于提高電網(wǎng)抵御自然災(zāi)害的能力。系統(tǒng)安裝投運實施過程中獲得的寶貴經(jīng)驗，可為今后類似系統(tǒng)的設(shè)計安裝和投運提供借鑒。

[1]SERGE JOURDEN.魁北克水電公司高壓電網(wǎng)Levis變電站的融冰裝置[J]．南方電網(wǎng)技術(shù)，2009，3（1）∶7-9．

[2]南方電網(wǎng)融冰技術(shù)及應(yīng)用研究[G]．貴陽：中國南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司．2007.

[3]GRANGER M，DUTIL A，NANTEL A.Performance aspects of Levis substation de-icing project using DC technology[C].11th Int.Workshop on Atmospheric Icing of Structures.Montreal,Canada,June 2005.