特高壓換流站換流閥安裝關鍵施工工藝研究

劉志杰

【摘 要】以巴西美麗山欣古±800千伏換流站工程為背景，提出一種典型的換流閥設備安裝施工方案。首先，分析巴西美麗山欣古±800千伏換流站工程特點，制定了換流閥設備的安裝流程。其次，編制了主水管、主光纜槽、絕緣子、頂部屏蔽罩、底部屏蔽罩、層間水管及閥層屏蔽罩安裝施工方案，并給出交接試驗內容。最后，進行現場安裝及吊裝作業(yè)，結果表明：該方案能夠有效進行特高壓換流閥設備安裝，為以后特高壓建設提供寶貴經驗。

【關鍵詞】特高壓;換流閥;安裝;交接試驗

中圖分類號： TM721.1;TM216.52 文獻標識碼： A文章編號： 2095-2457（2019）35-0004-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.35.002

0 引言

隨著國民經濟的快速發(fā)展，東部地區(qū)用電負荷迅速能增及人民對清潔能源要求及人民對清潔能源要求的不斷提高，特高壓直流輸電技術是解決西電東送及建設堅強智能電網的重要支撐。

換流閥作為直流輸電換流站中實現整流和逆變的核心設備，其對輸電線路系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性及可靠性具有重要作用，換流閥的安裝與調試技術是決定換流閥能否一次成功投運的關鍵所在，安裝和調試質量直接決定了換流站乃至整個輸電線路能否長期、安全及有效運行。

本文結合巴西美麗山二期特高壓換流站項目工程，對換閥及環(huán)流站的安裝技術及交接試驗進行介紹，并給出質量控制相關具體措施。

1 特高壓換流站換流閥安裝技術

圖1 極1閥廳布置圖

1.1 巴西美利山二期工程閥廳概況

巴西美麗山二期800kV特高壓直流輸電工程共計2個閥廳，閥廳“一”字型布置，每個閥廳含有6個雙重閥塔，閥廳閥塔為南瑞繼保公司生產的12脈動雙重閥塔。每個換流閥組由六個雙重閥組成，每個雙重閥由兩個單閥組成。南瑞繼保換流閥采用二重閥結構，每個單閥包括8個閥模塊，每個二重閥共16個閥模塊，每個閥塔共8層。極1閥廳布置如圖1。

1.2 換流閥安裝施工流程

換流閥安裝內容主要包括：頂部絕緣子、頂部屏蔽罩、閥模塊、跨層母排安裝、層間絕緣子安裝、底層屏蔽罩安裝、層間光纖盒安裝避雷器安裝、閥塔間金具安裝光纖安裝等，安裝流程如圖2所示。

圖2 換流閥安裝流程圖

2 換流閥關鍵工序安裝

2.1 主水管、主光纜槽吊裝

將2根M30絕緣拉桿通過M30絕緣螺套連接，力矩值25N·m，組裝主水管框架，保證絕緣拉桿兩端對齊長度一致，依次安裝長固定塊和鎖緊螺母將兩根絕緣拉桿連接，按照圖紙要求調整長固定塊與絕緣拉桿端部的距離;鎖緊螺母將長固定塊安裝位置固定，鎖緊螺母不擰緊保證固定塊間距離輕微可調，長固定塊間距離參照總裝圖。

主水管框架安裝，將主水管框架放置在主水管安裝工裝車上，注意避免磕傷螺紋，固定塊基本與工裝車支架對齊，如圖3所示。

圖3 主水管組裝

2.2 主絕緣子、主水管吊裝

1）準備安裝閥塔的6個頂部絕緣子，將無水乙醇噴在無毛擦拭紙上對懸掛絕緣子吊耳及傘裙進行清潔，并包裹傘裙保護外套。

2）將花籃螺栓與懸掛絕緣子上端連接，內側螺母緊固力矩值為20N·m，外側螺母緊固力矩值為25N·m;花籃螺栓用于調整頂屏蔽罩各吊點處的水平，從而保證各絕緣子載荷一致，花籃螺栓兩吊耳角度成90度，用游標卡尺測量兩個吊耳孔對孔的間距320mm按照圖紙要求進行調整如圖4所示，調整完畢后，擰緊鎖緊螺母。

圖4 閥塔主水管及懸掛絕緣子安裝

安裝時注意保護絕緣子，傘裙不能受到擠壓或劃傷，芯棒因某種原因受擠壓而彎曲的角度不應大于20°。

2.3 頂部屏蔽罩吊裝

將頂屏蔽罩框架放置在安裝工裝上，連接框架間的橫梁，頂部母排支撐側連接橫梁與框架連接位置安裝絕緣板用M12×55不銹鋼鐵氟龍內六角連接螺栓配合平墊片和絕緣墊片穿向頂屏蔽罩內側;非頂部母排支撐側連接橫梁與框架連接位置不需要絕緣墊片，用M12×50熱鍍鋅內六角連接螺栓配合平墊片和絕緣墊片穿向頂屏蔽罩內側。

安裝主水管固定塊。M10×40不銹鋼內六角連接螺栓將下固定塊與框架連接;按照總裝圖中注明的安裝方向，在水管固定塊上安裝分支路水管;M10×55不銹鋼連接螺栓將上固定塊與下固定塊連接。

將頂屏蔽罩支撐固定木樁放置在閥層吊裝平臺的指定位置，并用M20×120螺栓進行銷定防止移動，如圖5所示。

圖5 木樁與平臺連接示意圖

2.4 閥層吊裝

分別將左右兩個閥模塊吊至閥層吊裝平臺上，將兩個閥模塊通過復合支柱絕緣子進行連接，螺釘由傘裙側穿向閥模塊，但不緊固。待與頂屏蔽罩下絕緣子連接后再力矩緊固復合支柱絕緣子螺釘，力矩值80N·m;

用電動葫蘆將閥層吊裝平臺及閥層吊至頂屏蔽罩下絕緣子位置查看絕緣子編號是否與吊耳編號對應。絕緣子放入吊耳時需放置隔套;隔套必須與絕緣子放入吊耳時同時放入，避免后續(xù)無法放入。用M20×110外六角螺栓連接絕緣子與閥模塊四周吊耳，緊固力矩值薄螺母60N·m、標準螺母75N·m。

將閥層吊裝平臺下降一定高度，檢查是否所有層間絕緣子均受力，晃動絕緣子確保所有絕緣子均已受力。如有絕緣子完全不受力，則需調節(jié)對應吊耳下墊片，最終使所有層間絕緣子均受力。每個閥層與絕緣子安裝完成后應使用水平尺測量水平，如不水平應通過調隙墊片進行調整，閥塔懸掛時所有絕緣子均應受力，其余發(fā)層吊裝方法一樣，第八層閥層吊裝如圖6所示。

圖6 第八層閥層吊裝

2.5 底屏蔽罩吊裝

1）底屏蔽罩組裝

（1）底屏蔽罩支撐件安裝，底屏蔽罩支撐件與底屏蔽罩安裝使用M8×30三組合不銹鋼螺栓，力矩值19N·m;安裝時注意用橫梁校準避免支撐件安裝出現歪斜。

（2）底屏蔽罩支撐梁組裝，在框架兩端用M20×50的外六角螺栓連接吊耳和底屏蔽罩支撐梁，內側螺母180N·m，外側螺母220N·m;在底屏蔽支撐梁上用M10×40內六角不銹鋼螺栓安裝短接管支撐板，力矩值39N·m。

（3）底屏蔽罩框架組裝，將框架在地面組裝完成后，使用M10×35的三組合不銹鋼螺栓連接框架橫梁，力矩值39N·m;使用M8×20的三組合不銹鋼螺栓連接踏板和框架，力矩值19N·m;整體吊入底屏蔽罩內使用M8×30三組合不銹鋼螺栓進行安裝屏蔽罩支撐和框架。

（4）漏水檢測裝置安裝，用M8×20三組合不銹鋼螺釘將漏水檢測裝置安裝在閥塔避雷器側，力矩值為19N·m，應避免螺釘掉入底屏蔽罩內。

（5）底部短接管組裝，將過渡支撐塊和自鎖式球閥組裝，安裝短接管支撐螺釘，安裝DN1活接;安裝不銹鋼彎管和法蘭與活接連接。

2）底屏蔽罩吊裝

底屏蔽罩吊裝，兩兩聯動電動葫蘆將底屏蔽罩提升至第一層閥模塊下方安裝位置，用M20×110熱鍍鋅螺釘將底屏蔽罩與外側六個絕緣子連接，螺釘從外側穿向閥塔內側，內側薄螺母力矩值60N·m，外側標準螺母力矩值75N·m;用M20螺母將底屏蔽罩與中間六個絕緣連接，螺母緊固不松動。

2.6 層間水管及閥層屏蔽罩吊裝

1）層間主水管安裝

安裝層間水管，用M16×80外六角螺栓將閥模塊與上層的水管緊固），擰緊時注意密封圈位置正確、對角緊固，力矩值75N·m;連接層間水管拉桿與上一層閥模塊固定。層間水管上下法蘭和絕緣拉桿安裝完畢后，調整絕緣欄桿的鎖緊螺母保證層間水管水平段拉緊略微受力。

2）閥層屏蔽罩安裝

（1）屏蔽罩組件組裝

角屏蔽罩組件組裝，用M8×30不銹鋼螺栓將屏蔽罩支撐件和角屏蔽罩連接，金屬支撐件在屏蔽罩長側，絕緣支撐件在屏蔽罩短側，力矩值19N·m。角屏蔽罩組裝后支撐方向均朝向長側，每層屏蔽罩對角相同，相鄰不同。組裝角屏蔽罩時區(qū)分左右方向。

將M8×30絕緣螺栓及其墊片螺母安裝在絕緣支撐上;將M10×80絕緣外六角螺栓及其墊片螺母安裝在中間金屬支撐上;將M10×80內六角不銹鋼螺栓安裝在外側金屬支撐上。

c.側屏蔽罩組件組裝。用M8×30不銹鋼螺栓將絕緣支撐件與側屏蔽罩連接緊固，力矩值19N·m，將M8×30外六角絕緣螺釘及其墊片螺母安裝在絕緣支撐上。屏蔽罩安裝如圖7所示。

圖7 屏蔽罩安裝

3 閥廳設備交接試驗

3.1 一次回路直流直阻測量

采用直流壓降法測量一次回路電阻試驗電流應不小于100A，測量結果不應超過產品技術條件規(guī)定。

3.2 直流避雷器試驗

1）絕緣電阻測量

本體絕緣電阻值采用5000V絕緣電阻表測量，絕緣電阻應不小于2500MΩ;

底座絕緣電阻采用2500V絕緣電阻表測量，絕緣電阻不小于5MΩ。

2）直流參考電壓及泄漏電流測量

按廠家規(guī)定的直流參考電流值，其參考電壓值不得低于合同規(guī)定值;

0.75倍直流參考電壓下的泄漏電流對于單柱避雷器，其泄漏電流值應不超過50μA，對于多柱并聯和額定電壓216kV以上的避雷器，泄漏電流值應不大于制造廠標準的規(guī)定值。

放電計數器的動作應可靠，避雷器的監(jiān)視電流表，需檢查指示是否良好。

3.3 光纜試驗

從閥基電子設備到晶閘管電子設備的光纜檢查和試驗。

1）對發(fā)光元件和接收元件進行一對一的檢查，以判斷光纜的連接是否正確、可靠;

2）測量光纜的損耗率，其值應符合設計要求;

3）將光纜損耗測量值詳細記錄，項目部留檔，以便查驗。

4 總結

本文針對特高壓換流站換流閥的安裝提出了一種典型的施工方法，給出了換流閥的安裝流程及具體安裝步驟，施工作業(yè)結果證明該方案能夠有效對換流閥進行安裝，對以后特高壓建設具有一定指導意義。

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