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）