对直流输变电工程施工技术进行探讨

对直流输变电工程施工技术进行探讨

【摘 要】文章主要针对直流输电工程的施工的要点进行了技术性的分析和探讨，介绍了直流输变电在工程施工中的应用技术。

【关键词】直流输变电工程；施工技术 1.直流输电线路 1.1直流架空线路类型

按构成方式，直流架空线路可分为三种类型:

（1）单极线路:只有一根极导线，以大地或海水作为回流电路。

（2）同极线路:具有两根同极性导线，也利用大地或海水作为回流电路。 （3）双极线路:具有两根不同极性导线，可以用(也可以不用) 大地或海水作为回流电路。当两极导线中的电流相等时，回流电路中电流就很小甚至没有。如果一极导线发生故障，另一极导线还可利用回流电路继续运行。

1.2直流架空线的施工

直流架空线施工的工序流程、施工方法都与交流架空线相同。只是直流架空线通常为二根导线，当以大地作为回路时只需一根导线，因此，直流架空线的杆塔载荷较交流的小;直流线路所需的走廊也较交流窄。所以从整个工序流程、施工方法都与交流架空线相同。

2.换流站

逆变站和整流站统称为换流站，设备基本相同。它们靠控制调节系统改变运行状态，使换流站呈整流运行，或呈逆变运行。换流站主要设备有换流变压器、可控硅换流阀、平波电抗器和交直流滤波器及无功补偿设备、控制保护、辅助系统等装置。

2.1主接线的构成方式

一种是换流单元串联而成，见图1所示;另一种是由换流单元并联而成，图2 所示。由换流变压器和换流阀构成的能完成交直流互换的基本电路，称为换流单元。随着单个可控硅额定电压和电流的提高，以及换流单元并联还需要考虑均流，故并联方式已很少使用，绝大多数采用串联方式。

图1 串联式主结

注:①换流变压器②换流器③直流电抗器 图2 并联式主接线

2.2换流站工程特点及施工难点

（1）换流站施工周期较长，500kV电压等级的换流站包括土建、电气施工工期2-3年，因此在雷雨季节，要及时对换流变压器、平波电抗器、断路器等高压设备进行临时接地;并防止设备受潮。

（2）换流站的绝大多数设备都为进口设备，对其技术参数、性能、安装要求等都不熟悉，因此，做好充分的技术准备和与外方服务人员保持良好的配合将是非常重要的。

换流站电气施工难点：

（1）换流阀的安装工序较复杂，要确保施工质量，工程技术、施工人员在安装之前必须对每道工序重点都要有充分的了解和认识。

（2）从未涉及过直流高压试验。 （3）控制、保护较交流变电站复杂。

（4）目前国家还没有直流设备的交接验收标准。

（5）国家没有统一的直流设备的安装、调试记录表格。 2.3换流站主要施工方法

换流站的主要工程量:土建部分的基础、构架、房建的施工，电气部分的换流变压器、可控硅换流阀、平波电抗器、交直流滤波器及无功补偿设备、控制保护、辅助系统等装置的安装、调试。其中，土建施工没有技术要求较高的工序，和以往的变电站要求基本相同; 换流变压器、平波电抗器的安装控制要点也基本与交流变压器一致，从安装工艺的要求及复杂程度看可控硅换流阀的施工是换流站的难点和重点。

2.3.1换流阀安装

换流阀是直流输电系统中的关键设备、它的作用是整流(交流变直流) 和逆变(直流变交流)。下面介绍阀安装的主要施工工序。

（1）阀厅封闭、净化:装配阀前，必须封闭阀厅的门及穿墙套管孔洞。由上至下全面清扫阀厅。厅内应无灰尘，地板及墙面均要经过净化。阀厅空调最好能运行，以利阀厅清洁。

（2）半层阀安装:从木箱中将半层阀吊出，装上运输兼吊装小车，运至吊装阀厅，拆除临时角铁、扁钢支撑，按图钻孔，装防弧灯，打磨光表面毛刺，预装连接电极、半层阀间连接冷却水管，检查尼龙水管接头紧固情况。按所在层数配置相应长度的光缆。挂上同步电动葫芦，起吊一定高度后，在下部吊装好相应棒式绝缘子。吊至相应位置，人通过升降平台，将半层阀装于上面瓷瓶的挂孔中，装好一层两个半层阀并调整找平后，再装下一层。直至吊至第八层，然后准备吊装屏蔽罩。

（3）冷却水管安装:在阀厅上部与天桥平行有2 根不锈钢的主冷却水母管(一进，一出)通过阀基悬吊架分别送至各阀塔，每一“半塔”从上至下、从下至上设2主母管(分别通过其接至各半层阀可控硅冷却片、RC回路的电阻和阳极电抗器。因为对冷却水水质要求很高，同时，施工中应注意:a由于管支路及接头很多，不允许渗漏、不允许堵塞;b在阀塔及半层阀内多处设置有等电位电极，必须严格按图施工;阀塔主母管为塑料管，注意连接时法兰连接紧固、均匀，不得受撇、受扭。

（4）光纤电缆敷设安装: 由于每一TE 板，阀避雷器以及安装于底层屏蔽罩的漏水检测装置，皆有光缆引至VBE柜。光纤电缆很脆弱(储运温度限制在10-5090，低于10℃不允许受机械应力，单芯弯曲半径〕15mm，抗拉强度8kg)，保存要避强光直射，相对湿度不大于50%。在各半层阀间搭好木跳板，由上至下，顺序装好塑料电缆槽，小心地将各层的光缆束，顺着光缆槽敷设引至VBE 柜。此后各半层阀的TE 板可插人。

（5）安装后检查:a悬力校验:一极三个四重阀装完后，用外方提供的专用工具(拉杆和测量弹簧) 在顶上的棒式绝缘子处上，测量校核测量弹簧间隙皆满足要求;b绝缘子超声波检查;c水冷试验:在整个水冷却回路施工检查完毕后，将去离子水通人(10kg/cm2)应无泄漏;d电气试验及阀厅内各设备间连线。

2.3.2阀冷却系统安装

ABB一ETT 阀所使用的可控硅阀为水冷阀，冷却水为去游离子水，整个冷却系统包括: 水泵，过滤设备，膨胀箱，冷却塔以及连接管道等。内冷却水通过与可控硅进行热交换带走阀损耗所产生的热量，并通过主水泵流过冷却塔，以便将热量散发至空气。喷淋用的外冷却水首先要求进行软化，然后，采用反渗透技术进行处理。整个阀冷却系统可分成两部分: 外冷却水回路和内冷却水回路。

（1）冷却水管安装: 对照配管图进行管道的连接。首先进行阀塔顶部冷却水管的安装工作。第一根冷却水管定位时，应严格按照厂家提供的安装尺寸进行，这样才能保证与阀本体冷却水管的正确连接和以后主泵单元的正确就位。进行主冷却水管道对接时，一定要仔细检查里面的垫圈是否垫正，所有螺栓紧固力矩按厂家提供要求进行。

（2）主泵单元安装: 当阀厅内主冷却水管与阀本体的冷却水管连接完毕，且主冷却水管已安装至阀冷却室内主泵单元设计就位位置时，方可进行主泵单元的就位工作。主泵单元重约8t，安装在阀冷却室，从户外整体搬迁至户内。现场只有通过50t吊车和3t叉车密切配合，切实加强安全措施和现场监护管理才能得以保证。

（3）内冷水系统调试: 功能试验完成后，便开始进水调试。首先，关闭阀厅门口主冷却水管上的阀门，即先对阀厅外的设备和主冷却水管进水，内冷水水源直接取自生活用水，在水处理装置附近，设有一专门进水管。然后，打开进水管阀门，通过除氧装置(随设备供货) 、水处理装置上的旁通管道向内冷水系统进水(即直接通过生活用水自身的压力向系统进水) ，当生活用水压力与系统压力平衡后，通过水处理装置上的内冷水补水泵向系统进水。然后，打开主冷却水管道上起初关闭的阀门，向阀塔附近主冷却水管道和阀本体冷却水管进水。此时，每个阀塔上安排一人，监视有无漏水现象。如果发现漏水，立即用自制的简易引水装置将漏水引至地面事先准备好的塑料桶里。严防水渗到可控硅本体或阳极电抗器本体上。最后，进水完毕，向系统加以1.5正常压力的水压30分钟，如果没有渗漏，证明系统密封完好。试验、检漏完毕，向系统补水至正常水位。

（4）外冷水系统调试:外冷水系统调试前，源水泵房必须工作正常，能以设计压力向蒸发室供给符合要求的水，相应的控制系统应完善，能够响应蒸发室内控制柜发出的起、停泵命令。各项功能试验完成后，源水泵房向蒸发室内供水，对整过系统进行水压试验、检漏。向两个离子交换罐填充树脂，向反渗漏装置填充反渗透膜。两个盐池铺沙和盐，沙层的厚度及沙粒的外径应符合厂家提供要求。通过阀门之间的逻辑关系向盐池补水，验证再生系统能够正常工作。