發(fā)布時(shí)間：2019-07-25
特高壓換流變壓器是特高壓換流站的核心設(shè)備，體積、重量大并且造價(jià)昂貴。典型±800千伏換流變壓器重量大約為500噸，相當(dāng)于100頭成年非洲母象的體重。
±800千伏紹興換流站內(nèi)變壓器
大運(yùn)輸荷載和對(duì)運(yùn)輸效率的嚴(yán)苛要求，給特高壓換流變壓器的運(yùn)輸、安裝和維護(hù)帶來(lái)了很大的挑戰(zhàn)。在特高壓換流站內(nèi)，如此龐大的換流變壓器是怎么運(yùn)輸?shù)模谶\(yùn)輸手段上又有什么新探索？
常規(guī)特高壓換流變站內(nèi)運(yùn)輸：
拆、運(yùn)、組裝和測(cè)試，需要數(shù)周完成
特高壓換流變壓器重量和體積大，常規(guī)的特高壓換流變壓器站內(nèi)運(yùn)輸過(guò)程比較復(fù)雜。首先，工作人員需要將換流變壓器上的套管拆下來(lái)，然后采用液壓設(shè)備將換流變壓器整體抬升，并裝載到運(yùn)輸小車(chē)上，再分別運(yùn)輸套管和換流變壓器主體。
之后，運(yùn)輸小車(chē)沿站內(nèi)預(yù)設(shè)的金屬軌道移動(dòng)。運(yùn)輸?shù)轿缓?，工作人員再利用液壓設(shè)備將換流變壓器抬升并轉(zhuǎn)移就位，重新將套管安裝到換流變壓器上，隨后再進(jìn)行注油、電氣性能測(cè)試等一系列的后續(xù)工作。
由于需要拆、運(yùn)、組裝和測(cè)試等一系列復(fù)雜的操作，站內(nèi)運(yùn)輸換流變通常需要數(shù)周甚至更多時(shí)間才能完成。另外，由于常規(guī)的站內(nèi)運(yùn)輸小車(chē)并未針對(duì)換流變壓器運(yùn)輸這種場(chǎng)景進(jìn)行優(yōu)化，在軌道轉(zhuǎn)移過(guò)程中，過(guò)大的運(yùn)輸振動(dòng)沖擊有可能對(duì)設(shè)備造成損壞。其中，換流變套管因具有的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)振動(dòng)沖擊尤其敏感。
換流變壓器在平直軌道上移動(dòng)過(guò)程中，振動(dòng)沖擊產(chǎn)生的主要原因?yàn)檐?chē)輪與軌道之間的“啃軌”現(xiàn)象。
什么是“啃軌”現(xiàn)象？在正常情況下，車(chē)輪緣和軌道側(cè)面會(huì)產(chǎn)生一定的摩擦。在起重機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)，這個(gè)間隙被破壞，車(chē)輪緣與軌道側(cè)面出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的偏離，形成了強(qiáng)行接觸引發(fā)的嚴(yán)重?cái)D壓、摩擦，繼而會(huì)出現(xiàn)車(chē)輪輪緣、軌道側(cè)面明顯的磨損。
運(yùn)輸小車(chē)設(shè)計(jì)制造的缺陷造成行走路線偏移是引起“啃軌”現(xiàn)象的主要原因之一。車(chē)輪在重壓力下的變形、軌道在重載作用下產(chǎn)生的軌面缺陷和不均勻的地基沉降會(huì)引起車(chē)輪和軌道的配合問(wèn)題，也會(huì)導(dǎo)致運(yùn)輸小車(chē)運(yùn)行過(guò)程中的不平穩(wěn)，從而對(duì)設(shè)備產(chǎn)生振動(dòng)沖擊。
特高壓換流變站內(nèi)全裝運(yùn)輸：
設(shè)備快速退出，備用相快速就位
在這種背景下，特高壓換流變壓器站內(nèi)全裝運(yùn)輸技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。全裝運(yùn)輸是指換流變?cè)陂y側(cè)套管和網(wǎng)側(cè)套管已經(jīng)安裝就位，且設(shè)備的油已經(jīng)處于充滿(mǎn)的狀態(tài)下運(yùn)輸。由于可以在保持設(shè)備結(jié)構(gòu)完整情況下進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，全裝運(yùn)輸比常規(guī)運(yùn)輸大大節(jié)省了時(shí)間和人力。
與常規(guī)運(yùn)輸過(guò)程類(lèi)似，在全裝運(yùn)輸?shù)能壍擂D(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，對(duì)振動(dòng)沖擊的控制非常關(guān)鍵。為此，國(guó)家電網(wǎng)有限公司組織相關(guān)單位開(kāi)展特高壓換流站內(nèi)換流變壓器全裝運(yùn)輸技術(shù)的研究攻關(guān)和工程應(yīng)用工作。
結(jié)合常規(guī)換流變壓器軌道移動(dòng)過(guò)程的現(xiàn)場(chǎng)觀察和測(cè)試結(jié)果，啃軌現(xiàn)象和車(chē)輪軌道配合問(wèn)題產(chǎn)生的振動(dòng)沖擊可通過(guò)改進(jìn)小車(chē)來(lái)消除。
基于此，中國(guó)電力科學(xué)研究院重新研制了換流變壓器全裝運(yùn)輸小車(chē)，以滿(mǎn)足重載要求，并大幅度減小軌道移動(dòng)過(guò)程中的振動(dòng)和沖擊。新研制運(yùn)輸小車(chē)單車(chē)載重達(dá)到500噸，移動(dòng)時(shí)為兩車(chē)同時(shí)承載，可兼顧±800千伏和±1100千伏全裝換流變的軌道移動(dòng)的需求，明顯提高了承載能力。
小車(chē)臺(tái)面尺寸（長(zhǎng)×寬×高）為4.5×2.015×1.35米，運(yùn)行軌距（兩條軌道之間的距離）為1.435米，小車(chē)自重約16.5噸。研發(fā)人員重新設(shè)計(jì)了新運(yùn)輸小車(chē)的車(chē)體架和側(cè)架、緩沖裝置、獨(dú)立車(chē)輪組等主要部件。車(chē)架和側(cè)架的設(shè)計(jì)可提高小車(chē)的整體結(jié)構(gòu)性能，增加的緩沖減振裝置可改善轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中的沖擊振動(dòng)，獨(dú)立車(chē)輪組的設(shè)計(jì)可減小了輪軌接觸應(yīng)力，改善輪軌變形問(wèn)題。
與原小車(chē)相比，新運(yùn)輸小車(chē)振動(dòng)大小減少達(dá)80%以上，套管的振動(dòng)應(yīng)力減小至破壞應(yīng)力的3%，相同時(shí)間內(nèi)沖擊振動(dòng)的次數(shù)也降低：新運(yùn)輸小車(chē)設(shè)計(jì)在振動(dòng)沖擊控制上效果明顯。
目前，特高壓換流變壓器全裝運(yùn)輸技術(shù)已在±800千伏宜賓換流站、靈州換流站、紹興換流站、扎魯特?fù)Q流站等站內(nèi)得到了實(shí)際工程應(yīng)用。全裝技術(shù)大幅減少了設(shè)備部件拆裝時(shí)間，通常只需一天時(shí)間就能完成運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)了檢修設(shè)備快速退出、備用相快速就位，壓縮了檢修停電時(shí)間。
隨著站內(nèi)全裝運(yùn)輸技術(shù)在電力系統(tǒng)中的進(jìn)一步推廣應(yīng)用，運(yùn)輸小車(chē)的成本將大幅度降低。相關(guān)技術(shù)也可應(yīng)用于其他類(lèi)型變壓器、高抗設(shè)備的站內(nèi)運(yùn)輸。（作者單位及供圖：中國(guó)電科院）
13780100156(李經(jīng)理)
13626521539(賈經(jīng)理)
