胡文華 周本立 耿 淼

（安徽送變電工程有限公司，安徽 合肥230061）

近幾年可再生能源在電網(wǎng)中占比不斷增高，傳統(tǒng)直流技術(shù)無(wú)法合理應(yīng)對(duì)新能源入網(wǎng)的需求，好在高壓直流輸電領(lǐng)域的技術(shù)突破為我們帶來(lái)了新的選項(xiàng)，基于柔性直流輸電技術(shù)的新型網(wǎng)絡(luò)體系在應(yīng)對(duì)新能源入網(wǎng)的情況下有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，同時(shí)為響應(yīng)低碳辦冬奧的要求，國(guó)家開(kāi)始建設(shè)張北柔性直流工程。

工程包含北京、豐寧、張北、康保四座換流站，其中康保換流站站址位于我國(guó)北部極寒多風(fēng)沙地區(qū)，換流閥安裝期間風(fēng)沙大、氣溫低，而閥廳每天存在大量的換流閥及直流斷路器設(shè)備及附件進(jìn)入閥廳；同時(shí)柔直換流站單閥廳24 個(gè)換流閥塔在有限空間內(nèi)緊湊的結(jié)構(gòu)布置和超大超重的安裝單元，都給安裝帶來(lái)了極大的挑戰(zhàn)。

本文通過(guò)對(duì)柔性直流換流閥的安裝方法進(jìn)行研究與探討，總結(jié)出針對(duì)直流換流閥的安裝流程以及專用工機(jī)具，希望對(duì)以后類似電力設(shè)備安裝能有所幫助。

1 多元化除塵措施

在閥廳人員出入口設(shè)置除塵過(guò)渡間，所有人員出入需嚴(yán)格登記并更換專用防塵服和軟底鞋，除塵間入門設(shè)置門簾和鞋膜機(jī)用于阻止外界風(fēng)沙進(jìn)入，出口設(shè)置風(fēng)淋間，可以清除進(jìn)入閥廳施工人員身上的攜帶的灰塵，從而保證閥廳內(nèi)的安裝環(huán)境。

對(duì)設(shè)備進(jìn)入閥廳也設(shè)置專門的除塵通道，在閥廳外側(cè)設(shè)備通道入口設(shè)置設(shè)備風(fēng)淋間，室外設(shè)置專用拆箱區(qū)，確保設(shè)備進(jìn)入閥廳前與大顆粒污染物有效隔離，設(shè)備開(kāi)箱后再通過(guò)外部擦拭、清潔防護(hù)塑料薄膜并經(jīng)設(shè)備風(fēng)淋間的風(fēng)淋除塵等方式，防止將大顆粒粉塵帶入閥廳內(nèi)部，保證轉(zhuǎn)移到閥廳設(shè)備的潔凈無(wú)塵。

換流閥對(duì)安裝條件提出了明確要求。溫度需要保持10～25℃范圍內(nèi)，相對(duì)濕度小于50%，PM2.5 數(shù)值24 小時(shí)平均應(yīng)小于50（μg/m3），閥廳空氣潔凈度等級(jí)應(yīng)達(dá)到百萬(wàn)級(jí)防塵標(biāo)準(zhǔn)，因此我們?cè)陂y廳設(shè)置了設(shè)備安裝環(huán)境一體機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng), 通過(guò)集成式溫濕度監(jiān)測(cè)探頭和6 個(gè)粉塵檢測(cè)探頭實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)記錄閥廳內(nèi)的溫濕度和粉塵情況，并編制程序根據(jù)采集的數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比判斷，發(fā)現(xiàn)溫濕度和粉塵度超標(biāo)時(shí)，發(fā)出報(bào)警信號(hào)；安排專人采用洗地機(jī)對(duì)閥廳地面進(jìn)行不間斷清潔，加大空調(diào)送風(fēng)量，短時(shí)間內(nèi)將閥廳內(nèi)空氣排出。

圖1 環(huán)境監(jiān)控一體機(jī)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)用展示

2 專用工裝輔助流水線作業(yè)

新一代柔直換流閥采用阻尼系統(tǒng)設(shè)計(jì)，其閥組件是通過(guò)伸縮氣缸、阻尼線、絕緣螺桿和萬(wàn)向節(jié)間配合柔性支撐，此支撐方式有效地解決了設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行震動(dòng)所帶來(lái)的安全隱患，同時(shí)也增加了設(shè)備自身的抗震等級(jí)，與剛性連接相比設(shè)備的使用壽命大大延長(zhǎng)。但是阻尼系統(tǒng)和萬(wàn)向節(jié)配合支撐的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給設(shè)備整體的調(diào)平精度（誤差±1mm 要求）帶來(lái)較大困擾。

為此工程項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)通過(guò)對(duì)其結(jié)構(gòu)的研究，決定先用工裝進(jìn)行預(yù)調(diào)平，在通過(guò)流水線式緊固阻尼器達(dá)到精準(zhǔn)調(diào)平。底層4個(gè)萬(wàn)向節(jié)的安裝調(diào)整是一個(gè)細(xì)致且復(fù)雜的工作，需要在底部四根支撐絕緣子對(duì)角距、臨間距誤差調(diào)整至合適范圍內(nèi)后進(jìn)行安裝，安裝時(shí)作業(yè)人員利用升降車，通過(guò)研制的專用調(diào)平工具，將四個(gè)活動(dòng)的萬(wàn)向節(jié)安裝至底屏蔽罩內(nèi)的支柱絕緣子上，并保持四角的四個(gè)萬(wàn)向節(jié)對(duì)角距、臨間距、水平度誤差滿足設(shè)計(jì)要求，安裝完成后及時(shí)緊固固定螺栓。

將阻尼器本體安裝至換流閥底部，利用專用阻尼線和絕緣螺桿連接至底屏蔽罩內(nèi)固定點(diǎn)，固定后調(diào)節(jié)阻尼器及張緊結(jié)構(gòu)，阻尼器的緊固采用多點(diǎn)螺旋式緊固，逐步加大緊固力矩值，調(diào)整張力直至符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 阻尼器及張緊結(jié)構(gòu)安裝

3 三維模擬技術(shù)模擬安裝過(guò)程

由于閥廳布置結(jié)構(gòu)緊湊，在換流閥安裝前，使用三維模擬技術(shù)，模擬出一套完善的支撐式柔直換流閥的安裝流程，可以提前識(shí)別設(shè)備IGBT 關(guān)鍵模塊吊裝過(guò)程中可能遇到的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，進(jìn)而降低實(shí)際吊裝風(fēng)險(xiǎn)；也可以通過(guò)三維模擬模擬技術(shù)將工序進(jìn)行細(xì)致分解，并通過(guò)模型圖的形式在安裝開(kāi)始前展示出來(lái)，便于施工人員理解各工序安裝過(guò)程中的關(guān)鍵點(diǎn)，保證安裝工作的順利開(kāi)展。

4 專用吊裝工具和轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)的應(yīng)用

閥組件安裝單元尺寸為4000*2500*1200，單層重4.8t，共計(jì)228 個(gè)，如何將大尺寸、超重量的閥組件快速的在閥廳內(nèi)轉(zhuǎn)運(yùn)，安全、精準(zhǔn)、高效的安裝于閥塔上。攻關(guān)小組針對(duì)閥組件自身結(jié)構(gòu)和行車單點(diǎn)吊裝的特點(diǎn)，和廠家共同研制專用轉(zhuǎn)運(yùn)平臺(tái)和專用工裝，便于將開(kāi)箱后的閥組件倒運(yùn)至安裝位置附近進(jìn)行地面組裝、吊裝等，同時(shí)也能夠?qū)?.8t 重的閥段精準(zhǔn)就位于指定安裝位置，實(shí)現(xiàn)了工廠化精度裝配。專用吊具重1.2t，吊裝重5.2t，使用2 根10 米長(zhǎng)5t 吊帶，利用閥廳頂部預(yù)留6t 行吊，將閥組件整體吊裝至支撐絕緣子上，同時(shí)按圖紙力矩要求緊固螺栓。

5 氣動(dòng)回路的全程防護(hù)

由于新一代柔直換流閥內(nèi)部電容器在停電檢修時(shí)可能因儲(chǔ)存電荷而對(duì)人體造成傷害，危險(xiǎn)性極高。氣動(dòng)回路的作用就是在檢修過(guò)程中推動(dòng)接地連桿，使閥段內(nèi)所有的電容模塊接地，從而保證檢修人員的安全。氣動(dòng)不會(huì)受電磁場(chǎng)干擾，其可靠性比電動(dòng)信號(hào)高的多，人身安全也可以得到更好的保障。但是PVDF 氣動(dòng)管路沿水管溝布置，容易造成機(jī)械損傷，從而導(dǎo)致電容模塊誤接地或檢修時(shí)未接地等情況，通過(guò)與設(shè)計(jì)及廠家溝通，將氣動(dòng)回路設(shè)計(jì)為沿溝壁布置，全程設(shè)置不銹鋼槽盒進(jìn)行保護(hù)，確保其可靠性。

6 結(jié)論

交流遠(yuǎn)距離輸電損耗較大，長(zhǎng)距離輸電不經(jīng)濟(jì)，常規(guī)直流輸電送端交流電網(wǎng)必須具有較強(qiáng)的電壓支撐能力，另外常規(guī)直流工程送電功率需保持穩(wěn)定，不能頻繁波動(dòng)。而柔性直流輸電送受端可與弱交流系統(tǒng)聯(lián)系，不受新能源出力波動(dòng)導(dǎo)致的功率變化，運(yùn)行方式比較靈活，是解決大規(guī)模新能源送出消納問(wèn)題的全新手段，是國(guó)家可再生能源上網(wǎng)與節(jié)能減排的重要技術(shù)支撐。

柔性直流換流站相較于常規(guī)直流換流站技術(shù)難度高，換流閥更是換流站的命脈?，F(xiàn)階段新型柔性直流換流閥安裝技術(shù)的重難點(diǎn)已經(jīng)查明，相依的應(yīng)對(duì)措施已經(jīng)實(shí)施并取得良好效果。為國(guó)家未來(lái)對(duì)可再生能源進(jìn)行大規(guī)模長(zhǎng)距離調(diào)配發(fā)揮更大作用。