±800 kV换流站变压器施工体系化架构

谭周芳

（湖南省电网工程公司，湖南衡阳，421002）

±800 kV换流站变压器施工体系化架构

谭周芳

（湖南省电网工程公司，湖南衡阳，421002）

围绕某±800 kV换流站工程中的变压器施工方案设计，结合工程概况，将施工准备、设施安装、真空处理与注油试验等重大环节形成了体系化架构，尤其是对其中的技术细节进行了分析研究，并对最终的交接试验与检查验收环节提出了构想。从设计开始，到开展施工任务、通过工程验收，形成了系统化设计。换流站变压器施工的体系化架构设计，不仅适用于该±800 kV换流站工程，也将成为同行业其它类似工程的技术指南。

换流站；变压器；体系化架构；工程验收

引言

某±800 kV换流站站址位于某县西南19 km处，地属射埠镇，南距射埠镇2 km，进站道路由站区西侧X018县道引接，引接长度约410 m。

换流变（站）安装平面布置以安全、合理、方便施工为原则，同时根据安全文明施工要求，划定不同区域。现场布置了油罐储存区、吊车摆放区、套管及升高座摆放区、冷却器油枕等附件摆放区、临时工具间、消防器材摆放区等。本文进行分析探讨。

1 系统与设备

该±800 kV换流站工程采用双极直流典型接线（不考虑直流双极并联大地回路运行方式），在阀组侧增设旁通开关回路。每极装设2组直流滤波器（合用1组隔离开关）。每极两个12脉动换流器串联接线，电压配置为“400 kV＋400 kV”，双极共安装24台工作换流变（4个换流器单元，每极高、低端各1组），4台备用换流变（每极高、低端各备用1台），共28台。每极两个12脉动阀组串联。每极安装Yo-Y-12及Yo-Δ-11各2组，每组换流变由3台380 MV·A单相双绕组换流变压器组成，换流变压器采用BOX-IN的封闭安装形式，以达到降噪的效果[1]。

根据换流变（站）的特征，平面布置如图1所示。

2 施工准备

2.1 技术准备

图1 换流变安装平面布置

首先，应检查换流变安装图纸、出厂技术文件、产品技术协议、有关验收规范及安装调试记录表格等是否备齐。技术负责人应详细阅读产品的安装说明书、装配总图、附件一览表以及各个附件的技术说明及产品技术协议等，了解产品及其附件的结构、性能、主要参数以及安装技术规定和要求，并向施工人员作详细的技术交底，同时做好交底记录。技术交底应包含但不限于以下内容：图纸设计特点及意图、工作内容及范围、施工程序及主要施工方案、主要质量要求及保证质量措施、职业安全健康及环境保护等。施工人员应按技术措施和技术交底要求进行安装，对安装程序、方法和技术要求做到心中有数，并熟悉厂家资料、安装图纸、技术措施及有关规程规范等[2]。

其次，基础及本体就位情况的复查。包括三方面：

（1）基础及构筑物施工应符合设计要求，安装场地的轨道已按设计要求施工完毕，混凝土强度达到允许安装的强度；

（2）基础标高和水平度应符合设计和制造厂要求，基础平整度3/1000且≤10 mm；

（3）换流变本体就位方向和位置应正确。

最后，与厂方人员进行必要的沟通。

2.2 器具准备

换流变施工电源采用三相五线制，从专用电源箱引接，从电源箱至真空滤油设备布置ZRVV22-1.0-3×95+1×50的电源电缆，并且设置末级电源箱。

安装前，应备齐安装换流变用的所有工器具、材料和安全用具。另外，要备好必要的油处理接头加工件、换流变移位牵引加工件等[3]。

3 设施安装

3.1 排氮及破氮安装

提前掌握气象信息，根据天气情况安排确定破氮安装施工日期。本工程采用充干燥空气排氮的方法，破氮后持续不断地向本体内充入露点低于－45℃的干燥空气。

排氮及破氮安装施工的注意事项如下：

（1）对换流变进行抽真空排氮，然后充干燥空气破除真空。注意氮气排出的方向应在下风口，充入露点在－45℃以下的干燥空气，流量≥3 m3/min。在打开盖板后对整个器身进行检查的过程中，采用干燥空气通过油箱顶部注油阀连续吹入，保证器身内空气压力值为微正压，相对湿度不大于20%；

（2）破氮安装施工时，场地四周应清洁，并有防尘措施；严禁雨、雪、雾、风天（4级以上）在室外进行器身检查；

（3）进行器身内部检查时，必须由厂方人员亲自参与，监理及业主人员在场，并严格遵守器身检查要求，完整执行器身检查项目[4]。

3.2 换流变油枕安装

首先检查气囊——用干燥空气充入气囊，直到气囊充满为止，检查是否完整无破损。油位计应按指示原理作校验。

储油柜重量约2.5 t，拟采用25 t吊车进行吊装，吊装时利用油枕上的4个专用吊点。安装程序一般为：支架安装、柜体吊装就位、连接支架螺栓（暂不紧固，而是装上气体继电器及其联管，调整好位置后一齐紧固）。

3.3 换流变冷却器安装

冷却器安装前应使用合格的变压器油通过真空滤油机进行循环冲洗，并将残油排尽，接头处应密封，防止潮气进入，外接油管、阀门应使用合格油冲洗干净。

拆除冷却器运输盖板，按冷却器安装使用说明书进行安装，安装时要关闭冷却器管路与本体连接处蝶阀。安装时注意对冷却器接口处管接头或阀门接头处进行防护处理，防止污物进入管口部位。安装过程中，不允许扳动或打开主变压器邮箱的任一阀门或密封板。

3.4 升高座吊装与安装

图2 阀侧升高座吊装方法示意图

本工程升高座吊装时选用25 t吊车。根据厂家说明书位置进行吊装，网侧及中性点升高座吊装利用顶端吊点按照常规方法进行。阀侧升高座有一定的倾角（角度根据厂家安装指导说明书及现场实际角度确定），在安装时，用钢丝绳和吊带栓在升高座顶部的两个吊孔上，在升高座中部的吊孔上栓一端拉链条葫芦，另一端都挂在吊钩上，为防止手拉葫芦断裂，在吊点两端加一根3 t吊带作为二道保护。吊装如图2所示。在安装过程中，手拉链条葫芦可以任意调整升高座的倾斜角度，以方便安装。吊装倾斜角度应严格按照厂家要求，防止在对接过程中发生碰撞，造成损坏。

升高座安装时，按相序对号入座。放气孔位置在最高处，电流互感器中心线与升高座中心线位置一致，密封圈放入槽内[5]。

3.5 套管吊装与安装

套管吊装与安装较为复杂。在安装套管前，应先做常规试验，试验合格后才能安装。安装方法：

（1）安装前高压电容式套管吊装前各处应擦净，特别是套管的法兰及下瓷套，应用洁净的抹布擦拭干净；

（2）套管的吊装固定方式和竖立方法应符合厂家说明书的要求。本工程套管最重约为3 t，拟采用一台25 t吊车进行安装。吊带选用两根承重5 t的吊带，单根长度为10 m。

网侧套管及中性点套管吊装方法：利用套管顶部的专用吊板，将吊环及吊带固定好后慢慢将套管扳正，扳正过程中应逐步调整吊点重心，始终保持吊车吊绳基本垂直，防止套管突然受力碰及其它设备或人员。待套管直立并悬空后再去除套管底部的防护筒。在套管顶端拴一根绳索，用于调节就位过程中的角度。然后将套管移动到对正安装孔位置缓缓下降。

阀侧套管吊装方法：采用链条葫芦调整角度的施工方法，在套管两端可靠拴两根绳索，用于控制套管移动过程中的方向，先将套管平吊起来，在离地约500 mm处通过葫芦调整套管角度，先根据套管安装位置计算角度进行预调（同升高座倾斜角度，如低端两套管倾角皆为21°），在起重机吊点与套管吊点之间应增加一根承重为5 t的吊带，以防止手拉葫芦断裂而对套管进行了二道保护，具体方法见图3。

图3 阀侧套管吊装方法示意图

网侧套管安装：拆除升高座顶部上盖板，吊装时将厂家的标志对准，吊装完毕后从升高座侧面人孔处连接引线。吊装过程中采用升降车配合取下专用吊环和吊绳。

阀侧套管安装：拆除升高座顶部上盖板，吊装时将厂家的标志对准，吊装中用手拉葫芦随时根据需要调整套管的倾角，吊装完毕后从升高座侧面的人孔处连接引线。在阀侧套管安装完毕后，将阀侧套管顶端用对应口径专用塑料布进行包扎，防止脏物吸附在套管顶端上面难以清洗[6]。

网侧和阀侧套管内部引线的连接：对于穿缆（铜棒）式套管，由厂家专业人员负责从升高座侧面的人孔处将引线与套管底部的铜棒或铜杆用螺栓紧固；对于穿杆式套管，方法是待套管进入升高座内适当的位置时，由厂家专业人员负责完成内引线的连接，再落位和穿杆的紧固。此过程中需采取措施防止异物掉入油箱内，螺栓应按照规定的力矩紧固。

中性点套管安装：用吊绳将套管法兰上吊环固定，用一根吊带固定套管芯子，将套管竖立，拆除套管尾部的保护筒，由厂家专业人员负责完成在换流变压器箱盖处将套管芯子同油箱内另一半引线固定牢固，再紧固套管外部螺栓即可。

4 真空处理与注油

4.1 真空处理

为了排除绝缘物中残留的空气和安装过程中进入器身绝缘物中的潮气，必须进行真空处理。根据厂家说明书或图纸资料连接真空注油系统。对换流变压器本体、冷却器及开关等需同时抽真空的部位进行抽真空（油枕不能同时抽真空），直到真空度满足厂家说明书的要求。具体步骤如下：

（1）按照各厂家要求抽真空；打开、关闭各个阀门；

（2）将真空泵管道接到位于油箱顶部的专用蝶阀上。连接真空压力表；

（3）抽真空前，必须将不能承受真空机械强度的附件如油枕与油箱隔离。对允许抽真空的部件、散热器应同时抽真空；

（4）启动真空泵，并慢慢开启真空抽气阀。抽至约2h后暂停（先关闭抽气阀，再停真空泵），检查油箱各连接处的密封情况。如有吸气声，应及时处理。当消除不掉需破真空处理时，必须将空气通过干燥硅胶过滤后才能放入换流变内。在抽真空过程中，真空度上升缓慢或压力泄漏很大时，说明可能泄漏，应及时处理；

（5）抽真空时，应随时观察记录油箱的变形，其最大变形不得超过壁厚2倍，同时注意散热器的变形情况，如有问题及时与厂家代表联系处理；

（6）遵守低端换流变和高端换流变各自的厂家要求；

（7）对套管气室单独抽真空至厂家要求值，然后注入SF6气体，气压满足厂家温度曲线要求（20℃时充注气体压力为370 kPa）。同时由厂家人员负责测试SF6气体套管0.35 MPa、0.33 MPa 、0.31 MPa的三个报警值，施工单位配合。

4.2 真空注油

真空抽到厂家规定值并保持规定的时间（按照厂家规定时间执行，但如低于国家标准的依照国标执行）后，开始注油。换流变注油时，从油箱下部进油阀进油。注油全过程应保持真空，注入油的温度宜高于器身温度。注油速度控制在6 000 L/h（5.4 t/h以下），注油时滤油机出口温度65±5℃。真空注油工作不宜在雨天和雾天进行，以防密封不良时水分和潮气进入油箱。

注油过程为：打开下部油阀，启动滤油机，油经油箱下部注入油箱中。利用抽气阀和旁路阀进行调节，并始终维持真空度。

4.3 热油循环

附件安装完毕，真空注油后，即可进行热油循环工作。要求油从上进下出，且形成对角回路。步骤如下：

（1）换流变本体油箱、油枕一起热油循环，待热油循环2～3倍换流变油总量时，打开散热器阀门，热油循环过程中，滤油机加热脱水缸中的温度，应控制在65±5℃范围内，换流变箱体油温大于55℃。在冬季气温较低造成循环温度无法满足要求时，应对油管和本体油箱采取保温措施。达到此温度以后，热油循环时间不少于72 h，同时变压器油试验必须合格。

（2）接通热油循环系统的管路，分别依序打开冷却装置与换流变本体之间的阀门，然后使热油由油箱顶盖上的蝶阀进入油箱，从下节油箱的滤油阀门流回处理装置。

（3）从本体下端取油样做整体检查试验，经过热油循环的油应达到有关规定。

4.4 整体密封试验及静置

换流变安装完毕后，应在储油柜呼吸器阀门上用干燥空气进行整体密封试验，承受0.03 MPa压力，静放24 h应无渗漏，密封试验过程应注意温度变化对充气压力的影响。密封试验前将换流变油箱及部件擦拭干净，以便密封试验过程中检查渗漏情况。

密封试验结束后，高端换流变必须静放72 h以上，低端换流变静止48 h做常规试验，局放需静放72 h以上，方可安排进行常规试验及特殊试验项目（厂家另有规定的除外）。静放期间应多次打开放气塞进行放气。在静放完成后局放试验前，不能启动潜油泵进行油循环，以免造成局放数据不准，原因不好分析。

4.5 补充注油

补充注油主要对储油柜进行注油。储油柜破真空后将残油排尽，连接好储油柜与本体的主管路，主管路的所有蝶阀，打开储油柜底部注油管的三通蝶阀，利用注油管对储油柜进行注油。补充注油后，应对变压器进行多次排气。

5 交接试验与检查验收

5.1 交接试验

附件安装完毕后，按《直流换流站高压电气交接试验规程》完成全部试验并填写试验报告，如有不合格项目，应及时和有关方面联系。换流变投运前，所有试验项目必须合格。当所有试验进行完毕后，换流变主体和每一个独立部件（包括散热器等），都必须通过适当的放气阀进行排气。

换流变压器的交接试验项目共包括14项，但限于篇幅，而仅是列出不再详述。

（1）绕组连同套管的直流电阻测量；

（2）电压比检查；

（3）引出线的极性检查；

（4）绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数测量；

（5）绕组连同套管的介质损耗因数tanδ测量；

（6）绕组连同套管的直流泄漏电流测量；

试验电压标准应符合表1的规定。当施加试验电压达60 s时，在高压端读取泄漏电流。泄漏电流值与出厂试验值比较应无明显变化。

表1 直流泄漏试验电压标准（GB 50150—2006）

（7）长时感应耐压及局部放电测量；

（8）铁芯及夹件的绝缘电阻测量；

（9）非纯瓷套管的试验；

（10）绝缘油试验；

（11）有载分接开关的检查和试验；

（12）绕组频率响应特性测量；

（13）额定电压下的冲击合闸试验；

（14）相位检查。

5.2 投运前的检查

包括以下10项：

（1）本体、冷却装置及所有附件应无缺陷、不渗油；

（2）检验所有电气连接，特别是各套管的接线、中性点套管的接地以及主油箱接地，应连接正确、接地可靠，所有临时保护接地均应移去，换流变低压侧套管接线正确无误；

（3）换流变上无遗留杂物，油漆完好，相色标志正确；

（4）储油柜、冷却装置等管道上的阀门均应打开，且指示正确，吸湿器呼吸畅通，油位正常，事故排油设施完好；

（5）储油柜和充油套管的油位正常，充气套管指示正常，套管末屏接地良好，套管顶部结构的接触及密封应良好；

（6）BOX-IN检查，连接、固定符合设计和规定要求（防止造成震动），电气距离满足规范要求；

（7）分接头的位置应符合运行要求；

（8）控制箱内的加热元件已经连接好并运行正常，测温装置指示应正确，整定值符合要求。冷却装置试运转正常；

（9）检查气体继电器内的空气已经排完。确定相间距离、相对地的距离满足要求；

（10）换流变的保护装置整定值符合规定，操作及联动试验正确。备用的CT二次端子应可靠短路接地。在换流变带电前，所有的保护和报警回路都必须投入运行，保证安全可靠。

5.3 试验合格后的收尾

（1）器身固定：确认换流变压器试验合格后，紧靠换流变压器，在其周围四个点上焊接固定换流变用的铁件，防止换流变压器器身移位；

（2）接地安装：从主接地网引出两根接地线和换流变压器本体指定的接地点相连，保证接地可靠。铁芯和夹件通过专门的引线引出接地；

（3）封堵：对阀厅预留用来穿换流变压器阀侧套管的窗口应及时进行封堵，封堵工艺应符合设计要求。

6 结语

本文以某±800kV换流站设计、施工和运行经验进行了探讨。在施工准备中，从技术准备和器具准备两方面进行了阐述；针对设施安装，各个部位都要逐项认真完成；在真空处理和注油方面，真空抽到厂家规定值并保持规定时间后，方可开始注油，全过程应保持真空，注入油的温度宜高于器身温度。最后，对于交接试验与检查验收，必须核对换流站变压器的每一个独立部件。预计施工将取得良好的工程效益。

参考文献

[1]李百根. 高压直流换流站变压器安装方法[J]. 低碳世界，2014(1): 79-80.

[2]李百根. 特高压直流换流站变压器安装方法[J]. 低碳世界, 2014(3): 58-59.

[3]邓科. 特高压换流变压器绝缘油试验的影响因素分析[J]. 安徽电力, 2012(2): 58-62.

[4]李扬. ±800kV云广特高压换流变压器现场安装关键技术[J].电力建设, 2010, 31(7): 59-62.

[5]费薇, 沈翔. 换流变压器在安装过程中易出现的重大缺陷及对策[J]. 湖北电力, 2015, 39(8): 67-69.

[6]王罡. 大型换流变压器阀侧电场特性的研究[D]. 沈阳: 沈阳工业大学, 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

谭周芳(1985-)，男，湖南人，本科，工程师。主要从事变电站施工。