國家電網報:如何在站內運輸龐大的特高壓換流變壓器?

發布時間:2019-07-12

 

    7月9日,《國家電網報》刊發金龙在线娱乐專家撰寫的科普報道《如何在站內運輸龐大的特高壓換流變壓器?》,全文如下:

 

如何在站內運輸龐大的特高壓換流變壓器?

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

  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。在特高壓換流站內,如此龐大的換流變壓器是怎麽運輸的,在運輸手段上又有什麽新探索?

  常規特高壓換流變站內運輸:拆、運、組裝和測試,需求數周完成

  特高壓換流變壓器重量和體積大,常規的特高壓換流變壓器站內運輸過程比較複雜。首先,工作人員需求將換流變壓器上的套管拆下來,然後采用液壓設備將換流變壓器整體擡升,並裝載到運輸小車上,再分別運輸套管和換流變壓器主體。

  之後,運輸小車沿站內預設的金屬軌道移動。運輸到位後,工作人員再利用液壓設備將換流變壓器擡升並轉移就位,重新將套管安裝到換流變壓器上,隨後再進行注油、電氣性能測試等一系列的後續工作。

  由于需求拆、運、組裝和測試等一系列複雜的操作,站內運輸換流變通常需求數周甚至更多時間才能完成。另外,由于常規的站內運輸小車並未針對換流變壓器運輸這種場景進行優化,在軌道轉移過程中,過大的運輸振動沖擊有可能對設備造成損壞。其中,換流變套管因具有特殊的結構形式,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,振動沖擊産生的主要原因爲車輪與軌道之間的“啃軌”現象。

  什麽是“啃軌”現象?在正常情況下,車輪緣和軌道側面會産生一定的摩擦。在起重機出現異常時,這個間隙被破壞,車輪緣與軌道側面出現了較爲嚴重的偏離,形成了強行接觸引發的嚴重擠壓、摩擦,繼而會出現車輪輪緣、軌道側面明顯的磨損。

  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、軌道在重載作用下産生的軌面缺陷和不均勻的地基沈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,從而對設備産生振動沖擊。

  特高壓換流變站內全裝運輸: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全裝運輸技術應運而生。全裝運輸是指換流變在閥側套管和網側套管已經安裝就位,且設備的油已經處于充滿的狀態下運輸。由于可以在保持設備結構完整情況下進行轉運,全裝運輸比常規運輸大大節省了時間和人力。

  與常規運輸過程類似,在全裝運輸的軌道轉運過程中,對振動沖擊的控制非常關鍵。爲此,國家電網有限公司組織相關單位開展特高壓換流站內換流變壓器全裝運輸技術的研讨攻關和工程應用工作。

  結合常規換流變壓器軌道移動過程的現場觀察和測試結果,啃軌現象和車輪軌道配合問題産生的振動沖擊可通過改進小車來消除。

  基于此,中國電力科學研讨院重新研制了换流变压器全装运输小车,以满足重载要求,并大幅度减小轨道移动过程中的振动和冲击。新研制运输小车单车载重达到500吨,移动时为两车同时承载,可兼顾±800千伏和±1100千伏全装换流变的轨道移动的需求,明显提高了承载能力。

  小車台面尺寸(長×寬×高)爲4.5×2.015×1.35米,運行軌距(兩條軌道之間的距離)爲1.435米,小車自重約16.5噸。研發人員重新設計了新運輸小車的車體架和側架、緩沖裝置、獨立車輪組等主要部件。車架和側架的設計可提高小車的整體結構性能,增加的緩沖減振裝置可改善轉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%,相同時間內沖擊振動的次數也顯著降低: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已在±800千伏宜賓換流站、靈州換流站、紹興換流站、紮魯特換流站等站內得到了實際工程應用。全裝技術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。

  隨著站內全裝運輸技術在電力系統中的進一步推廣應用,運輸小車的成本將大幅度降低。相關技術也可應用于其他類型變壓器、高抗設備的站內運輸。

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