换流站年度检修方式及直流设备预防性试验方法

段根月 苏靖武 朱文杰

（云南电网有限责任公司楚雄供电局）

0 引言

对换流站定期开展预试定检工作是保证主设备健康安全运行的主要手段，由于其主设备与常规交流设备在原理结构、运行方式存在差异，预试定检项目、周期也存在不同，如何科学合理地安排、组织相关工作事项，是有序、高效完成工作任务的关键保障。

1 换流站年度检修方式

1.1 停电方式

按照检修试验规程换流变、直流断路器、交直流滤波器等设备B1修周期为1年，试验周期为3年，换流阀、阀冷设备周期为1年、2年、4年不等，直流每年须停电开展1年期项目的检修工作，且由于停电集中、时间短、设备多，作业点多面广管控难度大，因此宜将试验工作量分为每年开展一部分，循环三年完成全部的方式进行，优先安排好每个间隔的试验时间，并以试验安排为骨架合理安排其他B修、消缺工作。

目前主要采用双极同停方式，按三年一个周期完成全部直流设备的检修预试工作。每年完成一极设备预试定检，另一极配合开展检修维护的原则三年滚动完成：即第一年以极1设备预试为主，极2配合B1修，第二年以极2开展预试为主，极1配合B1修，第三年以金属回线、接地极开展预试为主，正负双极设备配合B1修的原则，另外典型配置的3大组交流滤波器（DT11／24、TT3／13／36、SC）每年进行1组的3年期预试，另2组配合B1修及断路器1年期回路电阻测试工作。

1.2 检修预试内容和组织

直流年检中需要协调各作业单位有冲突及交叉的工作，核实现场安全措施及注意事项，在保证年度检修项目齐全和安全措施的情况下，应合理安排作业计划，细化各单位工作内容及职责。

实际中宜结合设备遗留缺陷及运行情况，组织梳理年度的检修项目，并梳理编制三年滚动检修计划，以有效避免应检设备或项目的遗漏，同时可确保年度检修工作有序开展，及时发现并消除设备隐患和缺陷，保障设备安全稳定运行。可以为以每个设备为单元建立的检修预试项目及周期表在每年作业结束后以各专业作业指导书、项目的工程量清单等为依据分析统计具体完成的作业项目和周期，便于第二年工作任务的编制安排。

将每年停电的作业任务细化分解至工期内每天需要开展的具体工作，便于每日跟踪进度及发现问题，提前做好相应工作协调，保证按期完工。因为检修和高压试验必须分别办理工作票，可将直流区域划分成极1、极2、中性线区域、接地极区域，并分为检修、预试、二次、专项整改和缺陷处理几大类项，将年检工作票办理数量优化减少，减少停电操作、安全措施布置及工作票的办理时间，极大节约作业时间，以检修、二次、试验票为先后顺序制定开工顺序，整合有限资源提高作业效率。

2 直流主要一次设备预防性试验方法

为了高压试验时接线和抗干扰的需要，首先要对一次设备进行引线拆除，整个站的断点多达几百出处，如交流滤波器1个大组的断复引点就有96处，大量的断复引不仅需要大量时间，占用高空车等作业资源，而且存在高处作业及设备断点漏恢复、施工工艺参差不齐导致运行中发热等主要突出风险。而且站内电气连接大量采用铜铝接触方式，铜铝电接触面发热最为频繁，根据楚穗、永富直流等换流站运行经验，大部分发热均为铜铝连接部位。断复引难免要拆动这些铜铝接触部位，存在较大的风险。以换流变阀侧套管断复引为例，工序较为复杂，尤其是角接绕组，因此在不影响试验结果的前提下，应结合实际采用不拆或少拆引线试验方法，节约时间，减少作业风险。

2.1 换流变试验

以±500kV永富直流为例，采用的是单相双绕组换流变，单极由3台YD和3台YY换流变组成连接12脉动换流器。在有条件时应逐台拆除换流变网侧套管1.1端、1.2端和阀侧套管2.1端、2.2端的所有一次接线头进行试验。但由于断复引工序复杂，单极网侧、阀侧断点均为12处，现场可采用少拆接线的方式开展，即拆除网侧与PLC的3相引线，阀侧与换流阀的6处引线即可，如图1所示。优点是减少了断复引的点，节约时间且减少了作业风险，而且直流电阻、套管介损和电容量的测量基本不受影响，缺点是测量的绝缘电阻是阀侧3相整体的值及YD、YY单相2台换流变网侧并联的值，不能考察单个绕组的绝缘电阻值，因此试验结果只能与另一极、同极另外两相或上次同方式下的值横向对比判断，且如果分析异常时，仍然需要将单台换流变两侧引线单独断开重新进行测量。

在进行网侧绕组绝缘电阻测试时，由于网侧避雷器及上方引线杂散电流影响而且YD、YY单相两台并联，干扰较大，使用摇表5000V无法测出具体数值。现场可采用直流高压发生器加40kV配合微安表读出泄漏电流值，并通过计算得出两台并联的电阻值。

2.2 直流穿墙套管试验

至少拆除套管一侧一次连接引线，另一侧可通过隔离开关形成断点。因套管末屏在阀厅外部，进行电容量及tanδ测量时应从阀厅外部加压，阀厅内派专人看守直至试验结束。测量回路电阻时准备一根不少于60m长度的4mm2电压测试线和一根25mm2电流测试线，以便将阀厅内的电压线引出到阀厅外部测试点，并将阀厅内的接地刀闸合上使套管一端接地，阀厅外的电流线直接通入接地网形成回路。

需注意目前部分工程采用的HSP直流穿墙套管内部接头较多，内部存在表带触指结构的套管多次发生回路电阻超标、过热缺陷，目前该结构直流穿墙套管每年要开展回路电阻测试，发现异常时及时检查处理。

2.3 直流断路器试验

直流电弧不存在过零点，因此需要特殊处理。现在产品化的处理方式主要有两种，一种是在真空灭弧室上并联RC回路，在开断时电容会反向放电在回路中形成一个强制电流过零点来灭弧，另一种是在灭弧室上并联LC振荡回路，在开断时的很短时间内形成交流振荡电流，在振荡过零点灭弧。

直流断路器与常规SF6断路器的试验项目，除不需要考察重合闸性能，无需开展分-合特性试验，以及振荡装置的试验外基本相同，以下主要介绍振荡回路的试验方法。需要将整个装置与断口脱离，避雷器与电感和电容断开，另外避雷器为多只并联，需将上端和中间的连接线拆除，其主要原理及断点如图2所示。

图2 振荡装置原理及实物图

直流避雷器多为单节多柱并联，需测试直流3mA电压U3mA及0.75U3mA下的泄漏电流，方法同交流220kV和110kV避雷器，同时应注意准确读数，对于参考电压U3mA上升至1000μA以上后急剧增加，建议缓慢升压，当表计显示3mA时准确读数，再迅速降压至0.75U3mA。防止表面泄露电流的影响，测量前应将瓷套表面擦拭干净。测量电流的导线应使用屏蔽线。试验结果小于等于150μA即合格，但是较上次试验数据有较大增长时应引起重视，内部3柱并联其中有1柱击穿总的泄漏电流可能也不会超过150，因此运行中要及时分析红外测温数据，发现运行温度升高时及时检查处理。

2.4 直流耦合电容器

直流耦合电容器由4节串接，绝缘电阻测量方法同常规交流耦合电容器，一次首端接地时测量C11时将屏蔽端接C12下端，其他3节加压端和接地端分别接电容器首尾即可。规程要求极间绝缘电阻不低于5000MΩ，低压端对地绝缘电阻一般不低于100MΩ，通常耦合电容器内部接入并联电阻，其极间绝缘电阻测试结果实为并联电阻阻值，与出厂值相比无明显变化。以永富直流为例直流线路耦合电容器内部每节都并联一节156MΩ的电阻，不同于规程要求，测试值应与出厂值比较。

介损及电容量测量：在一次未接地的情况下拆开尾端接线，依次采用正接线方式完成测量，加压试验时可用绝缘杆接线连接每节首尾，试验线根据测试方法进行飞线处理。正常停电方式下一次首端接地，测量C11时在空间杂散电流干扰不大的情况下可采用反接线进行测量，如果具有反接线低压屏蔽测试功能的E型桥及以上介损测试设备，可采用反接线带屏蔽同时测量出C11、C12两节的值，下2节测试方法相同。

3 结束语

其他直流设备如平波电抗器，直流滤波器等试验原理和交流设备相同，本文没有做详细的分析说明，另外光电式电流、电压互感器的试验在实际中存在较大难度，仪表及计量作业人员可做进一步研究。其他设备的一些试验项目及方法由于篇幅有限也未详细阐述，如换流变阀侧套管在不拆高压侧接线的情况下采用低压端加压2kV测量介损及电容量，应结合实际不断总结改进，并探索新的试验方法。