摘要：随着社会的逐步发展,国内的特高压建设也逐渐发展起来,特高压换流站作为国家最为重视的电站,输电容量大、距离远、原理复杂、设备众多,换流站正常运行的同时也在设备的检修上出现很多问题。需要专业人员对其进行检修,不能依靠站内生产人员完成。本文根据特高压换流站设备检修的现状、检修方式、方法进行了探讨,在分析中解决设备检修中容易出现的问题,实现安全、高效、高质量的大型检修工作。
关键词：特高压；换流站；设备检修
0、引言
换流站设备与交流变电站相比较具有其特殊性：直流输电设备充气充油绝缘多，经过1年的大负荷运行，难免会有密封件老化泄露；阀冷却、空调、风机等辅助设备旋转件易磨损；测量表计故障等常见问题；各种设备间联系紧密，闭锁风险大，更换等维护工作需要采用停电检修以降低停运机率。针对特高压直流输电技术的特点，有必要从状态检修策略、检修工期优化、试验方法提升等方面做工作，研究优化检修维护机制，开展直流一次电气设备现场不拆线进行预防性试验的探索性研究工作，保证特高压直流输电设备的健康水平，提升系统安全稳定运行的可靠性。
1、特高压换流站设备技术特点
特高压换流站的设备特点是长期运行额定电压高；大量采用串并联接线方式，如：直流避雷器采用多柱并联的结构，但标准中对这种并联结构的避雷器直流参考电压及泄漏电流的测量及评价方法并没有针对性的规定，现有标准不能很好地指导现场试验和判断；电容电感类设备多且在正常运行时均处于充电状态；交流场直流场广泛采用半高型布置，试验接线困难。
随着直流工程的建设，直流设备数量迅速增加，电气设备每年定期进行预防性试验的工作负担越来越重。这些预防性试验，大部分需要拆除引线，特别是对于±800kV电气设备来说，因电压等级高，试验时拆、接引线需要耗费的人力、物力更多，既延长了停电时间，又因经常拆接引线可能造成设备及人员安全问题。
2、特高压换流站设备检修实施
从设备的重要性及总体数量来看，换流站的主要设备包括换流变压器、换流阀、交流滤波器、气体绝缘组合电器(GIS)、控制保护设备、阀冷却设备。以换流变压器为例上送到运行人员工作站的信号包括：绕组温度、油温、分接头挡位、在线气体分析结果等。通过进一步增加带电检测和在线监测可以获得：本体及分接开关油位、绝缘油色谱、红外测温图谱、SF6套管气体压力、铁心及夹件泄漏电流。可见在获得这些状态量的基础上结合运行工况分析，可以全面有效的判定换流变压器的完整性。
目前换流站大量配置的在线监测系统主要是换流变在线油色谱、SF6在线监测、阀厅红外在线监测。从近5年的运行经验来看，上述系统在技术上已经成熟，实际应用中已起到了提早发现设备异常避免设备损坏的作用。
3、特高压换流站设备检修现状
目前换流站主要采用的检修方式主要有故障检修、定期检修以及状态检修三种。
故障检修又称事后检修，仅在设备故障后进行检修和改造。对于特高压换流站，需要实时保持电气设备健康状态，保证稳定输送电能，因此这种检修方式不能单独运用于换流站检修当中。定期检修是在掌握设备平均寿命与故障率的基础上，按照计划时间或者检修周期所进行的检修方式，依据检修间隔期，编制检修计划，对设备进行预防性实验为基础的计划检修，统一规程制度、检修项目、检修间隔、检修工期等内容，对设备进行预防性实验为基础的计划检修，是目前特高压换流站检修的主要方式。状态检修是根据设备状态执行的预防性操作，通过电气设备的运行、检修及试验状态与监测数据，分析趋势并加以预测、诊断，估计高压设备寿命，然后指导并确定检修项目、周期以及检修内容等。状态检修基于对特高压换流设备状态参数的实时监测，能反映状态信息参数的相对变化，并给出明确阈值及相关判据判断设备是否需要检修，可以提高特高压直流输电系统能量可用率，减少不必要的维护和检修，弥补计划维修带来的不足，是特高压换流站检修的发展方向。
特高压直流输电状态检修的核心在于梳理出各类设备的状态量，充分利用现代通信技术及时上传并结合历史数据判定设备状态。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆设备状态判断的阈值研究需要经过一段时间的积累和总结，按照“日比对、周分析、月总结”要求开展设备状态评价，有针对性的开展设备巡视、消缺、在线监测数据记录、带电检测、停电试验及故障抢修是状态检修的核心内容。
4、停电检修的安排方式
4.1检修停电安排现状
特高压换流站的年度检修方案可分为三种模式：第一种为全停模式，即直流双极停电，交流场全停、交流滤波器场全停，全站站用电由连接至站外的35kV站用电供给；第二种为单极轮停模式(“4-8-4”模式)，此模式为极Ⅰ停电4天开展检修工作，然后双极全停电8天，接着极Ⅰ先恢复送电运行，最后极Ⅱ保持停电状态4天继续进行检修工作；第三种为阀组轮停模式，即四个阀组轮流停电检修。三种典型停电检修方式的工期在经济性、危险点及风险、现场安措布置、验收送电等方面各有特点。现场运维单位主要考虑因素是尽量在全站停电时间内完成所有检修预试工作不超期完工，这实际是考虑了全站停电在经济性和对电网稳定性的影响；另一个重要方面是不同检修模式下安全性的考虑，即在作业前对作业中可能存在的危险点进行分析判断,并根据危险点分析结果采取相应措施以加强安全防范。
4.2 不同停电方式经济性分析
工期和经济性需要综合分析，检修工期可以从两方面来考虑，一是检修时间的长短，二是检修时间里可开展工作的多少，在此基础上再进行经济性分析。年度检修采用12天全停模式，相对于极轮停和阀组轮停来说，检修的自然天数是最少的，极轮停自然天数 16天，阀组轮停则更长。在检修停电自然天数里，全停模式可开展的工作是最多的。极轮停模式下为不影响带电设备正常安全运行，部分工作开展受限，比如直流场设备检修、软件升级等工作只有当双极全
停的时间里进行才是安全的。极轮停相对全停模式来说，工期减少了4d，受天气、临时发现缺陷消缺等不可预测因素的影响，给保证检修质量和正常完工带来了一定的风险。对几种检修模式经济性的分析，主要是比较直流输送电量多少，是否充分发挥其效益，停电时间越长则越不经济。另一个需要考虑的问题是，单阀组运行时由于系统电压降低一半，输送相同的容量时，直流电流相应增加1 倍，送电损耗增加 4 倍，实际送电量应减去该部分损耗。
4.3 不同停电方式检修风险分析
年度检修工作有一定的作业顺序，针对检修工作的每一阶段和每一部分进行过程控制，在一定时间内完成一定区域内的检修工作。检修工序是否合理，同一个工作面同一设备不同工种之间是否会产生工作冲突。保证在运极正常运行，极中性线区域、直流中性线区域和金属回线区域域视为带电区域，故现场布置围栏，留有专门进出通道和明显标识指引，防止工作时误入带电间隔。交流滤波器场保证在运极满足绝对最小滤波器要求，站用电要保证在运极可靠供电。在轮流检修过程中应考虑设备检修对在运极可能造成的影响，并严格区分带电区域与非带电区域。二次设备方面在一极检修一极运行的情况下严禁进行双极控制保护的软件修改和升级工作，同时严禁在停运极的极中性线区域进行注流试验，以免对在运极造成影响。
5、结论
特高压换流站设备检修安排涉及到经济性、系统安全性、现场施工安全性等多方面因素。在不同的外部条件下，决定工期安排的首要因素不尽相同，应综合考虑上述因素，合理安排检修停电。对于特高压换流站重要设备的预试可综合采取不解线、整组测量、横向比对等方法，不断提高检修工作效率，避免不必要的工作量及设备损坏风险。
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论文作者:白龙生,郭宝锤,张源
论文发表刊物:《电力设备》2018年第28期
论文发表时间:2019/3/26
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