周萬駿，劉 振，周振洲，蔡劉露，左 浩

（國家電網(wǎng)有限公司特高壓建設(shè)分公司，北京 100052）

0 引言

特高壓電網(wǎng)是目前世界上最先進(jìn)輸電技術(shù)的載體，具有遠(yuǎn)距離、大容量、低損耗、少占地的綜合優(yōu)勢，能有效解決我國電力資源分布不均勻的難題，滿足我國遠(yuǎn)距離大容量電力輸送需求。截至目前，國網(wǎng)公司已建成投運(yùn)22 項(xiàng)特高壓工程，但特高壓骨干網(wǎng)架仍處在形成過渡期，隨著特高壓列入國家“新基建”領(lǐng)域，特高壓建設(shè)將不斷加快，1 000 kV 變電站建設(shè)數(shù)量將不斷攀升[1-2]。

1 000 kV變壓器作為1 000 kV特高壓交流變電站的心臟、中樞，作用不言而喻，直接影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行。變壓器現(xiàn)場安裝質(zhì)量一直是特高壓交流工程質(zhì)量現(xiàn)場管控的關(guān)鍵。1 000 kV 變壓器出線裝置（以下簡稱：出線裝置）作為1 000 kV電壓等級變壓器獨(dú)有的設(shè)備，其安裝質(zhì)量直接影響變壓器整體絕緣的電氣性能，而1 000 kV變壓器出線裝置因其“粗、重、異型”的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在起吊、安裝等方面都有一系列的難題與關(guān)鍵技術(shù)，有待進(jìn)行進(jìn)一步的研究、試驗(yàn)、提高和改進(jìn)。

1 現(xiàn)階段出線裝置的安裝

1.1 出線裝置吊裝過程

現(xiàn)階段1 000 kV變壓器出線裝置吊裝過程：采用單臺吊車吊裝，吊點(diǎn)分布在上下部，上部吊點(diǎn)處安裝吊帶，下部吊點(diǎn)處安裝鏈條葫蘆。吊裝過程中通過鏈條葫蘆調(diào)整出線裝置，使其與器身法蘭面基本平行，將器身線圈的引線接頭與出線裝置中的引線接頭連接好，然后在器身法蘭面的螺孔上按照對角線方向安裝兩根導(dǎo)向桿，操作起重機(jī)使導(dǎo)向桿緩慢引入出線裝置法蘭面對應(yīng)的螺孔內(nèi)，同時(shí)使出線裝置的絕緣筒插入器身內(nèi)的絕緣筒內(nèi)。

1.2 出線裝置主流安裝工藝

在螺栓初擰的條件下，安裝高壓升高座下部和油箱之間的斜支撐架。拆除運(yùn)輸座和蓋板后，仔細(xì)檢查出線裝置安裝螺栓以及出線裝置內(nèi)潔凈度，并用塑料布圍裹防護(hù)。將高壓引線（套管底部接線端子及導(dǎo)桿和高壓引線已連接好）穿入均壓銅管內(nèi)，隨后安裝作業(yè)人員從升高座上部法蘭口進(jìn)入，站在專用的托板上，緊固引線與出線裝置均壓罩內(nèi)M8 內(nèi)六角螺釘和蝶簧，作業(yè)過程中不得踩踏出線裝置絕緣部分。起吊高壓升高座過程中通過倒鏈調(diào)整角度，當(dāng)法蘭盤與油箱壁間距達(dá)到500 mm后，將引線與器身高壓中部接線端子進(jìn)行牢固連接，并用耐熱皺紋紙包好絕緣（每邊3 mm）。從入孔進(jìn)人觀察引線連接是否良好，是否符合圖紙要求，保證出線裝置與器身對應(yīng)角環(huán)配合良好，出線筒內(nèi)壁絕緣筒與箱壁絕緣筒應(yīng)按圖紙要求搭接。然后緊固高壓升高座法蘭盤與箱璧螺栓。最后安裝高壓升高座底部和基礎(chǔ)之間的垂直支撐，調(diào)節(jié)斜支撐和升高座之間的距離并緊固固定螺栓。安裝上部和油箱之間的連桿，防止變形。圖1為高壓升高座安裝示意圖。

圖1 高壓升高座安裝示意圖

1.3 存在的問題及風(fēng)險(xiǎn)

1 000 kV變壓器出線裝置一般重約6 t，呈不規(guī)則的圓筒形，目前主要采用單臺吊車吊起與變壓器對接的方式進(jìn)行安裝。在對出線裝置進(jìn)行安裝時(shí)，需要多次調(diào)節(jié)、試吊，既耗時(shí)又費(fèi)力，且容易造成人員和設(shè)備的損傷。在以往的1 000 kV 變壓器安裝中曾發(fā)生因操作不當(dāng)引起變壓器出線裝置受損的情況，故有必要研制出線裝置專用安裝機(jī)具。

2 出線裝置專用安裝機(jī)具

2.1 專用機(jī)具設(shè)計(jì)的理論及實(shí)踐依據(jù)

研制專用安裝機(jī)具，其實(shí)是將現(xiàn)有的安裝工藝及人為的多次調(diào)整過程，通過專用的安裝機(jī)具來實(shí)現(xiàn)。即專用安裝機(jī)具需具備預(yù)就位、連接出線裝置（包括用于連接過的導(dǎo)向和調(diào)整機(jī)構(gòu)）、帶動(dòng)安裝座多個(gè)方向及自由度的調(diào)整實(shí)現(xiàn)與變壓器的最終對接的一套專用設(shè)備。從理論上具有一定的可行性。安全監(jiān)控系統(tǒng)根據(jù)安裝實(shí)際需求單獨(dú)設(shè)計(jì)配置。

在2019 年完成的蘇通GIL1 000 kV 特高壓管廊管線的對接安裝，研制了GIL專用安裝機(jī)具。該機(jī)具具有安全性可靠性好、精度高、效率高等特點(diǎn)，很好地完成了安裝對接任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。而GIL專用安裝機(jī)具實(shí)現(xiàn)的功能與變壓器升高座的對接具有很多類似之處，它的成功為本項(xiàng)目研制一套專用的變壓器升高座安裝機(jī)具提供了實(shí)踐參考依據(jù)。

2.2 工作原理簡述

產(chǎn)品的總方案主要包括：1）專用機(jī)具的預(yù)就位，其中包括水平度、高度、同軸度的調(diào)整機(jī)構(gòu)，并通過導(dǎo)向機(jī)構(gòu)使得專用機(jī)具能安全、便捷、高效地與變壓器相對位置控制到帶載可調(diào)范圍內(nèi)。2）專用機(jī)具與出線裝置升高座的連接，通過導(dǎo)向和調(diào)整裝置，使得專用機(jī)具能安全、便捷、高效地與變壓器出線裝置連接。3）專用機(jī)具可帶動(dòng)變壓器出線裝置進(jìn)行x，y，z三個(gè)方向的調(diào)整，以及繞對接軸方向上的旋轉(zhuǎn)裝置。可實(shí)現(xiàn)變壓器出線裝置便捷、安全、高效地與變壓器完成對接。4）專用機(jī)具操作通過遙控器完成，操作便捷。通過檢測裝置和邏輯控制，實(shí)現(xiàn)多機(jī)構(gòu)調(diào)整姿態(tài)過程中安全監(jiān)控控制。

2.3 技術(shù)參數(shù)

1）功能組成

空載自行走功能：實(shí)現(xiàn)安裝機(jī)具的自行預(yù)就位。

出線裝置預(yù)就位：自行預(yù)就位后，通過底盤上自帶導(dǎo)向和支撐裝置用推送機(jī)構(gòu)將上部對接機(jī)構(gòu)，推送至底座上方。

出線裝置對接機(jī)構(gòu)：機(jī)構(gòu)可帶動(dòng)出線裝置上下、前后、左右、繞對接軸旋轉(zhuǎn)等幾個(gè)方向的調(diào)整功能。

2）機(jī)構(gòu)組成

安裝機(jī)具主要由兩部分組成，包括底盤自行走機(jī)構(gòu)和上部對接機(jī)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。

圖2 專用機(jī)具結(jié)構(gòu)示意圖

底盤自行走機(jī)構(gòu)：實(shí)現(xiàn)空載下整個(gè)機(jī)具自行走預(yù)就位的自行走機(jī)構(gòu)、整機(jī)支撐裝置、上部對接機(jī)構(gòu)的推送裝置、附屬機(jī)構(gòu)。

上部對接機(jī)構(gòu)：由可帶動(dòng)出線裝置上下、前后、左右、繞對接軸旋轉(zhuǎn)等幾個(gè)方向的調(diào)整機(jī)構(gòu)組成。

3）工藝路線

a）安裝機(jī)具整體通過底盤空載自行至變壓器附近預(yù)就位（如油池旁）；b）起重機(jī)將出線裝置吊至安裝機(jī)具上；c）通過底盤上推送機(jī)構(gòu)將上部對接機(jī)構(gòu)通過自帶導(dǎo)向和支撐裝置，推送至底座上方；d）對接機(jī)構(gòu)通過上下、前后、左右、繞對接軸旋轉(zhuǎn)等幾個(gè)方向的調(diào)整完成出線裝置的對接。其應(yīng)用示意圖如圖3所示。

圖3 專用機(jī)具應(yīng)用示意圖

4）專用安裝機(jī)具參數(shù)

專用安裝機(jī)具整機(jī)參數(shù)見表1，其底盤參數(shù)見表2，其對接機(jī)構(gòu)參數(shù)見表3。

表1 專用安裝機(jī)具整機(jī)參數(shù)

表2 底盤參數(shù)

表3 對接機(jī)構(gòu)參數(shù)

3 結(jié)語

在特高壓變電站建設(shè)和運(yùn)行過程中，1 000 kV 出線裝置的主流安裝方法仍是借助常規(guī)移動(dòng)起重機(jī)械，文中研究的1 000 kV出線裝置的專用機(jī)具相比之下針對性更強(qiáng)，一是避免了出線裝置在空中因吊具柔韌性而可能出現(xiàn)的較大位移偏差，更加準(zhǔn)確地保障出線裝置對接時(shí)的位置和角度控制，從而極大地降低了設(shè)備碰撞損傷可能性；二是占地面積和占用空間都較小，可無縫銜接設(shè)備卸車與安裝，減少二次倒運(yùn)；三是采用專用機(jī)具安裝為坐地式安裝，相比常規(guī)起重機(jī)械需要的安裝作業(yè)人員可減少近一半，對接質(zhì)量也更加可控。