换流站换流阀组安装施工技术研究

换流站换流阀组安装施工技术研究

农仕胜

广西送变电建设有限责任公司，广西南宁530031

摘要：为了有效提高特高压直流输电的运行能力，保障直流输电的安全水平，进一步提升我国智能电网建设当中的电能质量满足用户用电需求，本文将从直流输电环境的建设发展角度入手，对换流站所采用的换流阀安装施工技术进行深入探究，首先将特高压输电环境当中的换流站换流阀安装技术规范和施工要求为研究方向，总结相关安装施工的技巧和经验，对如何正确开展换流阀安装施工提出建设性意见。

关键词：特高压；直流输电；换流阀；安装

前言：换流站系统在特高压直流输电系统当中充当着中转环节和输电龙头，换流站建设的高质量水平将直接影响特高压直流输电状态。在换流站内部，换流阀装置是其进行换流处理的核心元器件，其内部构成部件丰富、种类繁多，结构极其复杂，历来是换流站安装施工当中的难点问题。安装难度过高成为阻碍换流站建设的直接阻力。因此对于特高压直流输电系统建设来说，应当加强换流阀安装施工能力。

一、换流阀安装的环境控制要求

换流阀安装施工技术需要满足于换流阀所处的换流站工作环境。我国特高压电网建设当中，直流输电体系内部的换流站机构，一般采用户内悬吊阀塔方案，这种设计方案能够保证换流阀装置在世纪应用当中具有极高的稳定性，不易受到外部影响发生损耗。同时悬吊所采用的绝缘子需要被固定在钢梁定部，实现由上至下的强度机构安装，保障了换流阀装置具有抗震性能。

不过，由于机构设计所处的环境位于换流站阀厅当中的最高点，因此换流阀安装一般需要借助高空作业来完成，施工人员需要借助起吊装置进入到阀厅顶部，并依次安装阀塔、绝缘子、屏蔽罩、阀层等装置，对于安装人员的身心状态都有着巨大的挑战。现代化安装手段中，换流阀安装人员主要借助升降平台进入到阀厅定部，再运用“电动葫芦”吊起位于地面的安装组件，从而完成安装作业{1}。虽然升降平台和电动葫芦具有极高的安全性，但是高空作业还是存在一定的安全隐患。对于特高压输电来说，应当搭建更加完备的安装施工体系规划方案，提高施工效率和施工人员的人身安全。

二、换流站换流阀装置的安装施工技术策略

（一）换流站阀厅现场环境设置

目前我国电网系统内部，特高压直流输电系统所采用的输电换流阀一般为双十二脉冲阀串联结构，以±800KV为例，换流阀电压组合一般可以分为400+400、500+300以及600+200等几种形式，因此在换流站内部，换流阀装置的安装方式也需要根据电压组合方式进行调整。

笔者所在单位由于采取特高压换流阀方案为第一种方案，因此特高压输电运行当中，换流阀所拥有的双十二脉冲主接线一般采用旁路开关装置，实现运行调节，完成基于运行方式的切换。常见的运行电压方式可以根据实际需求进行设定，其中包括全电压运行方案、单极全电压运行方案以及单极半电压运行方案等，这种运行方式对于阀厅环境要求较为苛刻。基于实际运行要求，换流站阀厅内部在开展换流阀安装之前，应当保证已经完成了全面封闭施工，同时洞口需要封闭，并达到严格的清洁标准，避免换流阀装置在安装完成后不具备运行标准化要求水平[2]。此外，换流站阀厅还需要配备有直接的过度间和风淋房，以此应对不同的安装环境和应用环境影响。

（二）阀厅换流阀装置的安装固定策略

换流站阀厅所采用的换流阀装置为了满足特高压输电功率要求，通常需要采用具有高标准的晶闸管阀装置，这种装置采用空气绝缘、水冷却作为运行稳定性保障，其内部的晶闸管、控制单元、电抗器、电容装置等，安装过程较为复杂，部分换流站为了保障换流阀实际运行能力，还会采用多个晶闸管元件串联的方式，保证环流电压稳定性，因此在实际安装过程中，需要注重装置在阀厅定部的固定需求。

晶闸管阀的安装固定一般可以分为支撑固定和悬吊固定两种固定方式进行安装，其中支撑固定方式主要采用由下至上的安装策略，施工人员优先安装位于下方的元件部分，再利用多支柱绝缘构件，搭建起一个拥有结构稳定形态的支撑主体，保证阀塔结构稳定性。不过支撑方式虽然表现出安装简便性等方面的优势，但是这种安装方式下，阀塔本体的高度极低，无法满足特高压输电实际运行当中高标准要求，同时也难以保障阀塔自身的抗震水平。

相比之下，悬吊式安装策略优势则相对明显。与前者安装固定过程相反，悬吊式安装技术首先由安装人员在阀厅顶端钢梁上安装层间绝缘子，绝缘子处于悬吊装置。再通过运用铰链机构，将绝缘子与晶闸管主体进行连接，形成一个处于稳定状态的柔性结构，这种结构能够保证阀塔再实际运行过程中受力更加均匀，不会出现方向的偏移。在受到地震等大规模的影响之下，仍然能够保证强度。

（三）换流阀安装的电路应用策略

电路部分在换流阀实际安装和运行当中，充当着控制、供能等多项功能，是换流阀安装当中的重点，在目前的电路系统安装当中，一般采用“十步法”进行安装处理。安装施工工作人员在安装电路过程中，需要对电路接头进行电阻研磨，并通过清理母线等方式，去除装置表面可能存在的氧化层问题。在完成清理之后，工作人员还需要对其涂抹导电膏，使接头接触电阻可以维持在既定标准之内。一般情况下电阻不易超过10μΩ，否则容易出现导电不良等问题。

随着技术的发展，现代信息技术手段也逐渐被应用于换流阀高空安装工序当中。数字化的监控和安装处理成为了换流阀安装技术的主流，因此在电路设计当中，还应当加入数字化控制策略，通过打造数据库系统的方式，对高空安装过程中换流阀的固定情况、力矩数据变化以及操作人员的操作状态进行观察。位于高空位置的传感器可以通过无线传输的方式，将采集到的信号资源通过传输网络，传递至位于地面的监控终端，终端再通过数据库比对，对当前状态下安装操作的具体情况、存在问题进行辨别，引导相关人员做好安全防护。

三、换流阀安装质量管理

为了能够提高换流阀装置的安装施工整体质量，还需要开展相应的施工管理工作。本文所在单位在多年的工作实践当中，总结出安装施工管理一体化管控方案，这一方案强调安装质量、环境防护以及安全控制三个方面的重要性，从而引导管理者能够从这三个方面构建管理方案，进行安装督导。其中安装质量以及安全控制可以通过精准、高质量的施工策略调整来实现，因此管理部门还需要进行专门的现场环境维护管理措施。例如通过开展多道工序的防尘管理，切实避免施工现场环境问题，提升环境水平，提高安装质量。

结论：综上所述，悬吊式换流阀安装是目前超高压输电系统当中换流阀安装主要采取的安装形式和策略，在现代信息技术影响下，管理单位可以借助现场终端对悬吊安装全过程进行监控，从而提高高空作业精度，提高换流阀安装质量水平和运行水平。

参考文献：

[1]傅新平,王书成,罗鹤田.鲁西背靠背直流异步联网工程±350kV/1000MV柔直换流阀安装与监理控制要点[J].电力设备管理,2018(02):88-91.

[2]谢锋,蔡忠.大容量柔性直流换流阀组安装施工工法应用研究[J].信息记录材料,2017,18(11):49-51.

姓名：农仕胜（1986-01-13）；性别：男，籍贯：广西壮族自治区大新人，学历：本科，毕业于华北水利电力学院；现有职称：工程师；研究方向：电气自动化；