國內首臺試驗用油浸式750千伏一體化電抗器研發(fā)紀實

時間:2014-07-14

來源:網絡轉載

導語:新疆750千伏電網建設是國家電網公司重點項目,是國網新疆電力公司建設堅強送端電網的重要任務。

6月30日,新疆750千伏庫車變電站施工現場烈日炎炎。“這是我們研發(fā)的國內首臺試驗用油浸式一體化高壓諧振電抗器(簡稱750千伏一體化電抗器)首次投入使用,我們用它成功完成了庫車變所有750千伏電壓互感器的現場檢測。”新疆電力公司電力科學研究院計量中心副主任童光華指著750千伏一體化電抗器說。

試驗用油浸式一體化高壓諧振電抗器,是在進行特高壓電容式電壓互感器誤差檢測時用來諧振升壓的必需設備。以前的電抗器有兩節(jié),需要吊車和人工組裝才能使用?,F在,750千伏一體化電抗器把兩節(jié)電抗器和勵磁變壓器整合成為一個整體,僅通過操作按鈕就可以進入工作狀態(tài)。該設備將750千伏電壓互感器現場檢測效率提高近一倍,同時有效降低作業(yè)風險。

創(chuàng)新攻堅開始

新疆750千伏電網建設是國家電網公司重點項目,是國網新疆電力公司建設堅強送端電網的重要任務。新疆電力公司電力科學研究院計量中心承擔特高壓互感器現場檢測任務。可關口檢測班只有5名現場檢定員,這個任務異常艱巨。

750千伏互感器現場檢測一般至少需要12人,5個小時左右才能完成一組(3只互感器)檢測工作。“你看,以前這個電抗器是兩節(jié)的,每節(jié)大概兩噸多重。”現場檢測項目負責人劉文忠指著不遠處大卡車上的兩個大鐵箱子說,“做試驗時,先用吊車把那兩個鐵箱子吊下來放好,吊走鐵箱外罩,再把電抗器上面的一節(jié)吊起來準確對裝到下面一節(jié)上,然后接線做試驗,完了后再用吊車拆開兩節(jié)電抗器,放到卡車上到下一個試驗位置重復以上動作。光拆裝電抗器就得六七個人花兩個多小時的時間,檢測成本高、勞動強度大、安全風險高、效率低。”我們看了一下,兩個鐵箱每個近3米高。

“既要按時完成現場檢測任務,全面保證電網建設,又要保證現場作業(yè)人員的安全,只有不斷創(chuàng)新檢測手段和檢測設備,打造高效的檢測隊伍。”童光華說。一場科技創(chuàng)新攻堅戰(zhàn)由此打響。

設計難題破解

為研發(fā)國內首臺750千伏一體化電抗器,新疆電力公司電力科學研究院現場檢測室成立了研發(fā)設備項目組,項目組人員積極主動、獻言獻策、繪制圖紙、編寫項目方案,逐步推進項目。

劉文忠說:“我們的思路是重新設計電抗器結構,將兩節(jié)電抗器組合成一個整體。運輸時平躺放置,到達現場后不用卸車吊裝,電抗器可在液壓機構的支撐作用下以旋轉支架為軸直立起來,試驗完成后,再用液壓機構收下來。”看似簡單的一個想法,實現起來并不容易。高壓電抗器只能靠環(huán)氧樹脂外殼來做強度支撐,由于內部不能使用任何導磁導電材料,要把重達5噸的電抗器放倒再支撐起來還要長途運輸,電抗線圈的支撐強度是一大難題。技術人員還要解決絕緣、密封、線圈位移等問題。

劉文忠說,最先遇到的是設備強度問題,單純把現有的兩節(jié)電抗器連在一起肯定不行,現有電抗器僅依靠外筒做支撐,而新電抗器需要直立或平躺兩種狀態(tài),只有改變線包和電抗器結構。

“把線圈里面也加一個支撐。”技術人員劉偉說,“線圈中間采用高強度的環(huán)氧筒芯,內外加固就能提高強度。”

“我們和制造單位重新設計了線包結構,線包骨架中心采用齒輪狀空心結構防止線包軸向轉動,采用高強度環(huán)氧筒的中心支撐以保證強度足夠。”劉文忠說,“然后,要解決線包軸向位移問題。如果設備狀態(tài)發(fā)生改變時線包發(fā)生軸向位移,一是絕緣變化影響設備安全,二是線圈移動后電感量會發(fā)生變化可能導致不能升壓。”

技術人員黃咚咚提出,把一個線包分別纏繞再組合,固定線包與線包之間的位置,再固定整個線包在內部的位置。最后,項目組決定把每節(jié)電抗器分成10個線包,線包采用內外筒固定,頂端采用大氣囊支撐固定的方式。制造單位的技術人員說,這個方案可以實現。

支撐問題一直困擾著大家。液壓桿是金屬的,支起設備后,與設備直接連接肯定不行,相當于接地了,沒法滿足安全距離要求。能否直起來后去掉液壓桿?這個想法終于被大家認可,但一個液壓支撐桿重達0.3噸。“再設計一個可調節(jié)高度的支撐桿撐著液壓桿。”黃咚咚建議,“上升到位后,調節(jié)這個支撐桿剛好撐住液壓桿,打開支撐設備的連接環(huán)讓液壓桿保持角度,這時收下液壓桿就可以了。”

隨著項目不斷推進,一系列設計方案確定下來,最終交給制造單位生產。

技術路線明確

我們在現場見到了這臺一體化電抗器。設備放置在一個由工字鋼焊接的金屬底框上,運輸時設備與地面水平約有15度夾角,均壓環(huán)永久固定在電抗器上;傾斜放置時,加上車身高約4米,滿足道路通行要求。

劉文忠講解了設備工作原理。使用時,將電抗器整體吊至運輸車上,通過底框上的鐵環(huán)固定在車上。設備運至工作場地后,通電,啟動液壓系統,推動固定在兩節(jié)電抗器中間的承力軸,以下部主軸為軸心轉動,轉至與地面垂直,插上定位插銷使電抗器保持直立,解開液壓桿對電抗器的支撐連接,把液壓桿收下來直至滿足安全距離,就可做試驗。做完試驗后,啟動液壓系統,液壓桿上升到支撐軸,鎖上扣,卸下定位插銷,啟動液壓系統使設備降下傾斜至運輸狀態(tài)。這臺設備結構設計新穎,技術路線明確,充分體現了技術人員的智慧。

據了解,該設備的使用將750千伏電壓互感器誤差現場檢測效率提高近一倍,同時有效降低安全作業(yè)風險。新疆電力公司電力科學研究院計量中心成立以來一直積極培養(yǎng)員工的創(chuàng)新意識,在這方面做了大量工作,努力提高現場作業(yè)自動化水平,降低安全風險,緩解人力資源緊缺矛盾,有效保證了電網建設。該中心負責人李寧說:“電抗器一體化項目的成功是一個良好的開端,2014年我們已經受理的專利包括該項目已有20項,還在不斷補充。我們正帶領員工在創(chuàng)新發(fā)展之路上不斷前行。”

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