哈鄭、溪浙特高壓直流工程的一次設(shè)備監(jiān)造實(shí)踐與創(chuàng)新

阮 芹（國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司， 湖北 武漢 430074）

0 引 言

直流輸電是世界上電力大國(guó)解決高電壓、大容量、遠(yuǎn)距離送電和電網(wǎng)互聯(lián)的一個(gè)重要手段。迄今為止，我國(guó)在運(yùn)行的和在建的特高壓直流工程共 14 項(xiàng)，累計(jì)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(jiǎn)稱(chēng)“哈鄭工程”)是“十二五”期間國(guó)家電網(wǎng)公司實(shí)現(xiàn)“疆電外送”的首個(gè)特高壓項(xiàng)目。工程起點(diǎn)在新疆哈密南部能源基地，落點(diǎn)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(jiǎn)稱(chēng)“溪浙工程”)是國(guó)網(wǎng)公司投資建設(shè)的又一條連接我國(guó)西南水電基地和東部負(fù)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(guó)自主設(shè)計(jì)、制造和建設(shè)，設(shè)備國(guó)產(chǎn)化率達(dá)到80% 以上，是 ±800 kV 直流輸電的標(biāo)準(zhǔn)化示范工程。溪浙特高壓直流工程在世界上還首次實(shí)現(xiàn)單回路 8×103MW 滿負(fù)荷和 8.4×103MW 過(guò)負(fù)荷試運(yùn)行，首次實(shí)現(xiàn)了高端換流變自主研發(fā)和設(shè)計(jì)制造，標(biāo)志著 ±800 kV 輸電技術(shù)進(jìn)入規(guī)?；瘧?yīng)用階段。

國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院武漢南瑞有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“武漢南瑞”)受?chē)?guó)家電網(wǎng)公司委托，于 2012 年 12 月和2013 年 2 月先后承接兩個(gè)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(gè)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(kāi)關(guān)、直流場(chǎng)隔離接地開(kāi)關(guān)、國(guó)外成套直流場(chǎng)設(shè)備。溪浙工程設(shè)備監(jiān)造涉及 5 個(gè)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(kāi)關(guān)等。

1 哈鄭、溪浙工程設(shè)備監(jiān)造面臨的難點(diǎn)

兩項(xiàng)工程不僅需要攻克主設(shè)備制造、電氣和機(jī)械應(yīng)力、溫升散熱和大件運(yùn)輸?shù)纫幌盗嘘P(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，而且還需要滿足哈鄭工程設(shè)備在西北地區(qū)高溫嚴(yán)寒、大溫差、大風(fēng)沙、強(qiáng)輻射等嚴(yán)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(yùn)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(zhǎng)、滿、優(yōu)”運(yùn)行，其監(jiān)理工作責(zé)任重大，必須自始至終全過(guò)程按程序、按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范地進(jìn)行。

作為監(jiān)造單位，武漢南瑞首次承擔(dān)國(guó)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(lèi)多、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、工期長(zhǎng)，其中還涉及境外設(shè)備廠家的關(guān)鍵點(diǎn)見(jiàn)證，對(duì)監(jiān)造單位的人員專(zhuān)業(yè)技能、組織架構(gòu)及質(zhì)量管理體系運(yùn)行的成熟度提出了嚴(yán)峻考驗(yàn)。

兩個(gè)工程戰(zhàn)線長(zhǎng)、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(diǎn)和重要工序，把控見(jiàn)證的順序和輕重緩急，以確保設(shè)備質(zhì)量和工期[1]。兩個(gè)工程對(duì)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(yàn)按例行試驗(yàn)考核，預(yù)埋熱電偶或光纖測(cè)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(qiáng)度比常規(guī)產(chǎn)品提高 15%～20%；要求開(kāi)關(guān)類(lèi)設(shè)備匯控柜具有雙重保溫結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行覆冰和沙塵相關(guān)試驗(yàn)；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(qiáng)的套管，采用強(qiáng)附著力的專(zhuān)用漆等。溪浙工程要求低端換流變有載分接開(kāi)關(guān)采用流速繼電器或壓力繼電器，冷卻器每臺(tái)潛油泵及風(fēng)扇電機(jī)裝設(shè)獨(dú)立的電源空氣開(kāi)關(guān)；要求 550 kV SF6 斷路器具備雙跳閘線圈機(jī)構(gòu)，并選取一相與 F236 選相合閘裝置在廠內(nèi)進(jìn)行聯(lián)調(diào)試驗(yàn)。

2 監(jiān)造前期準(zhǔn)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(xiàng)目經(jīng)理及總監(jiān)統(tǒng)一指導(dǎo)管控、行業(yè)內(nèi)知名專(zhuān)家進(jìn)行技術(shù)支撐的監(jiān)造機(jī)構(gòu)，并抽調(diào)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)、有多年特高壓交流監(jiān)造經(jīng)驗(yàn)的人員組建了監(jiān)造隊(duì)伍，邀請(qǐng)資深監(jiān)造師對(duì)項(xiàng)目參與人員進(jìn)行業(yè)務(wù)培訓(xùn)。針對(duì)設(shè)備電氣結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，哈鄭工程分別成立了 4 個(gè)駐廠監(jiān)造組和 4 個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)見(jiàn)證監(jiān)造組；溪浙工程分別成立 2 個(gè)駐廠監(jiān)造組和 1個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)見(jiàn)證監(jiān)造組。監(jiān)造組織機(jī)構(gòu)如圖 1 所示。

圖 1 監(jiān)造組織機(jī)構(gòu)圖

監(jiān)造項(xiàng)目組自中標(biāo)后就配合國(guó)網(wǎng)公司組織召開(kāi)設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)和凍結(jié)會(huì)，重點(diǎn)留存廠家投標(biāo)文件、供貨合同和會(huì)議紀(jì)要，全面掌握設(shè)備最新設(shè)計(jì)變更情況和業(yè)主要求，并組織專(zhuān)人編制專(zhuān)項(xiàng)監(jiān)造大綱及實(shí)施細(xì)則，明確和細(xì)化監(jiān)造工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和控制要點(diǎn)。提前聯(lián)系各廠家技術(shù)及管理負(fù)責(zé)人，索要生產(chǎn)安排計(jì)劃和質(zhì)量管控專(zhuān)項(xiàng)措施，為后期監(jiān)造過(guò)程中對(duì)比生產(chǎn)關(guān)鍵點(diǎn)、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(xiàng)目代表積極參與國(guó)網(wǎng)直流部召開(kāi)的監(jiān)造培訓(xùn)會(huì)。入廠前，武漢南瑞對(duì)此次項(xiàng)目的參與人員在公司內(nèi)部開(kāi)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(shí)施

各監(jiān)造組入廠后立即召開(kāi)監(jiān)造啟動(dòng)會(huì)議進(jìn)行技術(shù)交底，說(shuō)明監(jiān)理的意圖和工作的程序方法，邀請(qǐng)業(yè)主代表參會(huì)，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(jī)及測(cè)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(duì)重要原材料和組部件(如電磁線、套管、開(kāi)關(guān)、冷卻器、硅鋼片、絕緣紙板、成型絕緣件)的進(jìn)廠過(guò)程進(jìn)行仔細(xì)核查。主要是核查型號(hào)、規(guī)格、質(zhì)量證明書(shū)或出廠試驗(yàn)報(bào)告是否符合技術(shù)協(xié)議和合同的要求，同時(shí)檢查廠家的入廠驗(yàn)收?qǐng)?bào)告。驗(yàn)收合格之后才能用于工序，并填寫(xiě)相關(guān)的見(jiàn)證表。重要的原材料和組部件將R點(diǎn)見(jiàn)證方式變更為 H 點(diǎn)見(jiàn)證方式，以加強(qiáng)質(zhì)量管控。例如，由于低端換流變冷卻器采用無(wú)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(jiàn)證滲漏檢測(cè)的過(guò)程，確保彈性回復(fù)時(shí)不發(fā)生滲漏。在監(jiān)造過(guò)程中，當(dāng)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(shí)，監(jiān)造人員立即發(fā)出聯(lián)系單要求廠家停工并上報(bào)業(yè)主；責(zé)令廠家按照協(xié)議要求，重新采購(gòu)原材料再次生產(chǎn)或待廠家得到業(yè)主正式的書(shū)面批準(zhǔn)文件后，方可允許復(fù)工。

針對(duì)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(duì)某開(kāi)關(guān)廠承制的 816 kV直流開(kāi)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(jìn)行相關(guān)機(jī)械及電氣性能試驗(yàn)。監(jiān)造組特派專(zhuān)人前往西安高壓電器研究院全程見(jiàn)證閥廳開(kāi)關(guān)雷電沖擊試驗(yàn)和操作試驗(yàn)。

3.2 生產(chǎn)工藝嚴(yán)格管控

工作開(kāi)展過(guò)程中，監(jiān)造人員嚴(yán)格按照廠家投標(biāo)文件、技術(shù)協(xié)議及實(shí)施細(xì)則現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督生產(chǎn)人員進(jìn)行設(shè)備生產(chǎn)。駐廠監(jiān)造以換流變?yōu)槔?，?duì)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(diǎn)工序，予以全程見(jiàn)證。關(guān)鍵點(diǎn)監(jiān)造以隔離接地開(kāi)關(guān)為例，監(jiān)造工程師分別對(duì)原材料檢驗(yàn)、動(dòng)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(jī)構(gòu)裝配、三相調(diào)試、傳動(dòng)連接裝配等關(guān)鍵工序，進(jìn)行了抽查和現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證。

對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的普通質(zhì)量問(wèn)題，督促?gòu)S家及時(shí)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(shí)，要求廠家使用木沙子和吸塵器進(jìn)行清理。對(duì)于較為嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題，監(jiān)造組發(fā)出工作聯(lián)系單，責(zé)令廠家給出書(shū)面原因分析報(bào)告、詳細(xì)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(xiàng)整改及預(yù)防措施：① 若已完成線圈出現(xiàn)幅向超過(guò)油道墊塊外沿，則去薄外撐條厚度；② 在后續(xù)繞制過(guò)程中，加強(qiáng)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(wèn)題，監(jiān)造人員立即向辦公室報(bào)告，發(fā)出停工令并上報(bào)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(jìn)行了耐壓試驗(yàn)。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(jiàn)證下再次進(jìn)行耐壓試驗(yàn)；廠家承諾后續(xù)試驗(yàn)提前一周通知并向監(jiān)造方提供出廠試驗(yàn)方案及時(shí)間安排。

在進(jìn)度方面，監(jiān)造組認(rèn)真梳理設(shè)備生產(chǎn)過(guò)程中各制作工序的平均耗時(shí)，定期核對(duì)制造廠制定的生產(chǎn)計(jì)劃是否符合實(shí)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(xiǎn)。

3.3 開(kāi)展抽檢及隱患排查

根據(jù)國(guó)網(wǎng)公司開(kāi)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(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)見(jiàn)證和配合業(yè)主進(jìn)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(yàn)測(cè)試中心、機(jī)械工業(yè)電工材料及特種線纜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心、湖北省冶金材料分析測(cè)試中心有限公司等一批有資質(zhì)的第三方機(jī)構(gòu)，積極開(kāi)展原材料、生產(chǎn)制造、試驗(yàn)等工序的抽樣檢測(cè)工作。例如：抽取電抗器用硅鋼片進(jìn)行鐵損、磁感應(yīng)強(qiáng)度測(cè)量；抽取避雷器電阻片進(jìn)行能量耐受試驗(yàn)及大電流沖擊耐受試驗(yàn)；對(duì)瓷柱式斷路器的SF6 氣體進(jìn)行質(zhì)量分析；抽取一臺(tái)聯(lián)絡(luò)變進(jìn)行例行試驗(yàn)、型式試驗(yàn)和特殊試驗(yàn)的全程跟蹤等。

另一方面，監(jiān)造方積極開(kāi)展隱患排查，有針對(duì)性地做好風(fēng)險(xiǎn)識(shí)別，降低質(zhì)量隱患。例如，針對(duì)換流變的排查內(nèi)容包括：冷卻器宜具備就地手動(dòng)強(qiáng)制啟動(dòng)的功能；采用膠囊油枕，配置檢測(cè)膠囊泄露的裝置；儲(chǔ)油柜應(yīng)與本體一同抽真空，避免變形及膠囊破裂。針對(duì)斷路器的排查內(nèi)容包括：加強(qiáng)進(jìn)廠絕緣拉桿、盆式絕緣子等組附件的質(zhì)量檢驗(yàn)，工裝套管要定期進(jìn)行解體清理；敞開(kāi)式斷路器機(jī)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(dá)到技術(shù)協(xié)議要求，促進(jìn)廠家持續(xù)改進(jìn)制造工藝，提高出廠試驗(yàn)一次通過(guò)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(cè)

直流工程是一個(gè)開(kāi)創(chuàng)性的技術(shù)領(lǐng)域。為了總結(jié)經(jīng)驗(yàn)、提高監(jiān)造水平，武漢南瑞配合業(yè)主每季度針對(duì)發(fā)生頻率高、具有代表性的質(zhì)量問(wèn)題編制了哈鄭工程和溪浙工程的典型案例分析。通過(guò)“以案示法”的方式，將質(zhì)量問(wèn)題按照問(wèn)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(lèi)編制成冊(cè)，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(qiáng)質(zhì)量管控提供借鑒。

3.5 信息報(bào)送

哈鄭工程和溪浙工程監(jiān)造項(xiàng)目設(shè)備種類(lèi)多、跨時(shí)長(zhǎng)，為了方便業(yè)主對(duì)設(shè)備質(zhì)量、進(jìn)度、合同履行等方面有一個(gè)全面的掌控，武漢南瑞采取包括日?qǐng)?bào)、周報(bào)、月報(bào)和緊急匯報(bào)的形式，向業(yè)主匯報(bào)工作情況。當(dāng)出現(xiàn)異常突發(fā)事故時(shí)，確保業(yè)主、廠家和監(jiān)造方之間的信息暢通、及時(shí)和準(zhǔn)確[3]。監(jiān)造人員詳細(xì)、真實(shí)地記錄每一臺(tái)、每一批次設(shè)備的生產(chǎn)情況，編制質(zhì)量見(jiàn)證表，保證每一臺(tái)設(shè)備從開(kāi)工到發(fā)運(yùn)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(bào)業(yè)主匯總周報(bào) 35 期，監(jiān)造月報(bào) 8 期，抽檢月報(bào)7期，第三方抽檢報(bào)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(bào)業(yè)主匯總周報(bào) 43 期，監(jiān)造月報(bào) 11 期，抽檢月報(bào) 9 期，第三方抽檢報(bào)告 7 份。

4 結(jié) 語(yǔ)

在監(jiān)造工作的開(kāi)展過(guò)程中，武漢南瑞不斷改進(jìn)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(guò)項(xiàng)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(yùn)出廠，完全滿足工程對(duì)設(shè)備質(zhì)量和工期進(jìn)度的要求。不僅設(shè)備監(jiān)理工作順利通過(guò)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(xiàng)目管理的長(zhǎng)效機(jī)制。