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如何在站內(nèi)運輸龐大的特高壓換流變壓器?

來源 : 樂清市科發(fā)電子有限公司發(fā)布時間 : 2019-07-24 10:46:42

特高壓換流變壓器是特高壓換流站的核心設備,體積、重量大并且造價昂貴。典型±800千伏換流變壓器重量大約為500噸,相當于100頭成年非洲母象的體重。

±800千伏紹興換流站內(nèi)變壓器

大運輸荷載和對運輸效率的嚴苛要求,給特高壓換流變壓器的運輸、安裝和維護帶來了很大的挑戰(zhàn)。在特高壓換流站內(nèi),如此龐大的換流變壓器是怎么運輸?shù)?,在運輸手段上又有什么新探索?

常規(guī)特高壓換流變站內(nèi)運輸:

拆、運、組裝和測試,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)運輸過程比較復雜。首先,工作人員需要將換流變壓器上的套管拆下來,然后采用液壓設備將換流變壓器整體抬升,并裝載到運輸小車上,再分別運輸套管和換流變壓器主體。

之后,運輸小車沿站內(nèi)預設的金屬軌道移動。運輸?shù)轿缓?,工作人員再利用液壓設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,隨后再進行注油、電氣性能測試等一系列的后續(xù)工作。

由于需要拆、運、組裝和測試等一系列復雜的操作,站內(nèi)運輸換流變通常需要數(shù)周甚至更多時間才能完成。另外,由于常規(guī)的站內(nèi)運輸小車并未針對換流變壓器運輸這種場景進行優(yōu)化,在軌道轉(zhuǎn)移過程中,過大的運輸振動沖擊有可能對設備造成損壞。其中,換流變套管因具有的結(jié)構(gòu)形式,對振動沖擊尤其敏感。

換流變壓器在平直軌道上移動過程中,振動沖擊產(chǎn)生的主要原因為車輪與軌道之間的“啃軌”現(xiàn)象。

什么是“啃軌”現(xiàn)象?在正常情況下,車輪緣和軌道側(cè)面會產(chǎn)生一定的摩擦。在起重機出現(xiàn)異常時,這個間隙被破壞,車輪緣與軌道側(cè)面出現(xiàn)了較為嚴重的偏離,形成了強行接觸引發(fā)的嚴重擠壓、摩擦,繼而會出現(xiàn)車輪輪緣、軌道側(cè)面明顯的磨損。

運輸小車設計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引起車輪和軌道的配合問題,也會導致運輸小車運行過程中的不平穩(wěn),從而對設備產(chǎn)生振動沖擊。

特高壓換流變站內(nèi)全裝運輸:

設備快速退出,備用相快速就位

在這種背景下,特高壓換流變壓器站內(nèi)全裝運輸技術(shù)應運而生。全裝運輸是指換流變在閥側(cè)套管和網(wǎng)側(cè)套管已經(jīng)安裝就位,且設備的油已經(jīng)處于充滿的狀態(tài)下運輸。由于可以在保持設備結(jié)構(gòu)完整情況下進行轉(zhuǎn)運,全裝運輸比常規(guī)運輸大大節(jié)省了時間和人力。

與常規(guī)運輸過程類似,在全裝運輸?shù)能壍擂D(zhuǎn)運過程中,對振動沖擊的控制非常關(guān)鍵。為此,國家電網(wǎng)有限公司組織相關(guān)單位開展特高壓換流站內(nèi)換流變壓器全裝運輸技術(shù)的研究攻關(guān)和工程應用工作。

結(jié)合常規(guī)換流變壓器軌道移動過程的現(xiàn)場觀察和測試結(jié)果,啃軌現(xiàn)象和車輪軌道配合問題產(chǎn)生的振動沖擊可通過改進小車來消除。

基于此,中國電力科學研究院重新研制了換流變壓器全裝運輸小車,以滿足重載要求,并大幅度減小軌道移動過程中的振動和沖擊。新研制運輸小車單車載重達到500噸,移動時為兩車同時承載,可兼顧±800千伏和±1100千伏全裝換流變的軌道移動的需求,明顯提高了承載能力。

小車臺面尺寸(長×寬×高)為4.5×2.015×1.35米,運行軌距(兩條軌道之間的距離)為1.435米,小車自重約16.5噸。研發(fā)人員重新設計了新運輸小車的車體架和側(cè)架、緩沖裝置、獨立車輪組等主要部件。車架和側(cè)架的設計可提高小車的整體結(jié)構(gòu)性能,增加的緩沖減振裝置可改善轉(zhuǎn)運過程中的沖擊振動,獨立車輪組的設計可減小了輪軌接觸應力,改善輪軌變形問題。

與原小車相比,新運輸小車振動大小減少達80%以上,套管的振動應力減小至破壞應力的3%,相同時間內(nèi)沖擊振動的次數(shù)也降低:新運輸小車設計在振動沖擊控制上效果明顯。

目前,特高壓換流變壓器全裝運輸技術(shù)已在±800千伏宜賓換流站、靈州換流站、紹興換流站、扎魯特換流站等站內(nèi)得到了實際工程應用。全裝技術(shù)大幅減少了設備部件拆裝時間,通常只需一天時間就能完成運輸,實現(xiàn)了檢修設備快速退出、備用相快速就位,壓縮了檢修停電時間。

隨著站內(nèi)全裝運輸技術(shù)在電力系統(tǒng)中的進一步推廣應用,運輸小車的成本將大幅度降低。相關(guān)技術(shù)也可應用于其他類型變壓器、高抗設備的站內(nèi)運輸。(作者單位及供圖:中國電科院)

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