试验设备

　　集合式电力变压器耐压及局放试验移动平台由一线工人自主研发制作，彻底解决了试验设备繁多、接线调试复杂、环境要求严苛的问题，提升了试验效率，改善了试验环境，提高了试验的安全性。 创新点主要有：（1）平台功能区域化。功能分区，有效隔离，减少试验干扰，提高试验效率；（2）设备仪器定置化。规范安置设备，固化仪器接线，减少调试工作量，降低出错风险；（3）试验环境标准化。严苛环境一室满足，打造标准试验环境，有效屏蔽环境干扰；（4）安全管控可视化。通过监控装置及时掌握设备状态，保障人员、设备安全；（5）吊装运输简易化。有机整合所需设备，实现“一台即走”，降低运输难度，减少装卸时间，保障吊装安全。项目已获授权实用新型专利3项，申请发明专利2项。

变压器运行过程中的油色谱检测是掌握变压器运行状态和内部故障特征的重要手段，针对变压器在长期工作情况下取油检测的必要性、人工带电取油的危险性以及变压器油在线监测精度不足等问题，研究基于取油机器人的变压器无人取油及色谱现场测量技术，对提高运行变压器运维安全性与可靠性具有重要意义。变压器取油机器人是用于高压变电站换流站油浸式变压器油样检测的新型智能化试验设备，使用机器人代替人工完成变压器油的取样，并使用搭载的柔性气相色谱装置，实时自动完成油品气相检测，可提高取油效率和油品质量，准确掌握变压器运行状态，降低瓦斯爆炸引起的安全事故发生，是解决当前运行变压器取油检测问题的有效方法。

本着对交直流工作的重视与精益化要求，检修工作者需要一种可靠、实用、便携的检修用交直流电源设备，来保证在检修工作有条不素开展的同时，重要设备能够持续健康稳定运行，故而构成了“二次回路交直流信号电源试验箱”的设计初裹。二次回路交直流信号电源试验箱在两年多的应用实践中，根本解决了变电检修工作中跨厂区信号试验电源的需求。基本解决了设备转带检修时各种电压等级交直流电源需求。部分解决了测控装置紧急故障时的设备电源的工作需求。 “二次回路交直流信号电源试验箱”技术成果在河北南网获得的推广使用。在220kV陆都变电站、110kV节固变电站、良屯变电话、闽江变电话验收等工作中进行了实际检测，并在日常检修工作中频繁使用。用作信号电源试验功能时，可以输出交流220V（部分装置及信号电源），直流220V（部分装置及信号电源），直流110V（部分装置及信号电源多见于发电厂设备），直流48V（通讯及信号电源），直流12V（信号电源）等电压等级的电压。可在全电力行业推广。用作不间断信号转带电源时，解决了以往许多不能解决的问题，提高了检修工作的安全性，可在变电站交直流检修部分应用。由于这种新的电源试验设备，在测控装置无其是远距离户外设备紧急故障时，可依靠就近交直流电源进行逆变，在应急事故处理中具有局部推广价值。

本项目主要创新点有：1采用多角移、大串级的逆变形式，开发出了低谐波含量、可全容性载荷的3000km高压变频系统。同时通过优化单元结构，设计抗震缓冲装置，成功研制3000kw移动箱式大功率试验电源系统。2成功研制世界首套1000kv特高压变压器现场空负载试验设备。3采用绝缘集成技术，移动箱式、抗震设计，实现了一套可快速运输、现场组装的现场大型试验设备。4开展世界首次1000kV解体运输式特高压变压器现场全电压空载、50%电流负载试验，验证1000kV解体运输式特高压变压器解体组装后空负载试验数据指标具有一致性。

本项目建设了国内首个 1000kV 交直流电压等级的特高压检修试验大厅，研究了适用于跨区域输电公司的工厂化检修精益管理体系，完成了多项开创性的检修应用。研究编制了 22 项工艺质量标准，形成了具有自主知识产权的检修质量体系，形成了《换流变压器工厂化检修》图书一册，并已由中国电力出版社出版。针对公司生产实际，提出了东部以特高压基地为龙头，西部以各换流站检修车间为支撑”的“1+6”检修业务模式，深入应用“7S”精益管理理念，将分散检修转为统一检修，统筹超高压公司各现场厂房的检修力量，形成独具特色、具有开创意义的工厂化检修管理体系。形成了《特高压国家工程实验室（广州）项目变压器设备检修大厅技术支撑专题研究研究报告》、南方电网超高压公司试验大厅技术支撑专题研究报告》。完成了检修专用检修工装和试验设备的研究设计与制造工作，并获得《高压变频电源式负载试验成套装置》、《换流变压器对称加压空载试验方法》等多项专利与科技论文。 本项目研究和应用成果（建设工程、专用设备、工艺质量文件、管理体系等）已得到应用验证，并形成一整套翔实的技术资料与数据系统，可为后续工厂化检修与现场诊断试验提供依据与支撑。本项目研究与应用技术领先、适用性强，工装设备方面，可作为电力公司的重要现场检修支撑力量，部分设备可以投入到现场检修工作中，工艺质量文件方面，作为南网 A 级检修基地，可以以点带面，输出工艺质量标准，有效管控各类型检修工作。

±1100kV昌吉-古泉特高压直流输电工程首次将直流电压提升至±1100千伏，输电容量提升至12GW，送电距离超过3300千米，是世界上电压等级最高、输送容量最大、送电距离最远、技术水平最先进的“四最”特高压直流输电工程。 ±1100kV工程土建施工、电气安装和调试的难度都远超以往任何电网工程，1100kV直流设备全部重新研制，对现场设备安装技术挑战极大，主要表现在：超长、超重、超常规特大型设备安装技术挑战极大。高端换流变全装带油总重达909吨，超过电网工程设备安装重量及体量极限；户内直流场在有限空间内的大型设备安装提出了新的要求；±1100kV工程由于电压等级提升，极线侧耐受操作冲击电压的放电曲线已达到饱和区域，电场均匀性和空气间隙对电极形状极为敏感，对现场金具安装工艺提出了新的要求；阀厅和户内直流场均为超大跨度建筑物，最大跨度达80米，建筑单体面积近8000平米，采用格构柱+空间桁架梁结构方案。当前国内、外均没有适用于±1100kV及以下换流站工程分系统调试的规程及标准。 本系列标准围绕±1100kV工程带来的挑战和技术空白：一是首次形成了1100kV设备安装技术标准体系，制定了涵盖±1100kV工程线路施工、土建施工、设备安装和分系统调试建设全过程、各环节的安装及验收技术标准；二是研制形成了国际上首台首套±1100kV设备现场安装的全套施工装备，确定了各种技术路线设备厂家的工装设施、试验设备、大件运输的技术标准要求，安装功效提升20%；三是首次创新形成了具有现场实践意义的定量化验收及检测指标体系，创新研发了特殊金具缺陷三维测量装置，填补了金具表面平整度检测的空白；首次建立适用于±1100kV电压等级及以下特高压换流站完整的分系统调试规范体系，实现了提前预控系统调试项目不带电检查。国内外尚无成熟经验和技术标准，从工程设计、设备、施工、安装至调试验收，均属于国际首创，本系列标准均属首次制定与实践。 本系列标准有力保障了±1100kV昌吉-古泉特高压直流输电工程的顺利投运，将国际首次创新引领性工程在建设各环节的诸多新问题得以解决，建立了全套的调试和验收标准，为后续电网建设提供强有力的技术储备，充分保障了工程建设高质量、安全稳定运行目标。±1100kV工程投运后，每年可向华东地区输送电能660亿度，对于有序推进一带一路，构建全球能源互联网，具有重大示范意义。

±1100kV换流站换流阀施工及验收规范等15项标准制定了涵盖±1100kV工程线路施工、土建施工、设备安装和分系统调试建设全过程、各环节的安装及验收技术标准。适应1100kV设备安装要求，实现了安装工器具的施工装备升级，确定了各种技术路线设备厂家的工装设施、试验设备、大件运输的技术标准要求，形成了国际上首台首套±1100kV设备现场安装的全套施工装备。首次创新形成了具有现场实践意义的定量化验收及检测指标体系，创新研发了特殊金具缺陷三维测量装置，填补了金具表面平整度检测的空白。按照“电压、电流、均压、间隙、受力”五复核验收检测，形成等电位连接测试、接触电阻测试、金具表面缺陷检测、相对空气间隙校核、重要设备端子受力验收及检测技术标准，研制定量化检测技术仪器及手段，形成金具安装检测操作规程。本系列标准应用于已投运的±1100kV昌吉-古泉特高压直流输电工程中，实现了工程沉降零超标、回路零发热、金具零放电、接线零差错、软件零误报，确保调试后零检修直接送电。充分保障了工程建设高质量、安全稳定运行的目标。依托本系列标准，形成300余万字《特高压直流工程建设管理实践与创新》丛书，指导了31个标准化作业指导书、357项施工方案的编制，进一步规范现场作业流程和标准。 依托本系列标准开展的研究攻关工作，实现了施工装备的全面升级，有效地解决了工程建设过程中的重大问题。本系列标准为后续特高压建设的升级和完善提供了良好范本，已成功应用于巴西、巴基斯坦等海外直流工程建设。

本项目属于输电电缆线路试验技术领域，涉及电缆工程、超高压电缆及其附件、电介质物理、高电压试验、绝缘测试、品质评估等多个专业，是超高压电缆线路本质安全提升、试验技术研发与工程应用相结合的专题性研究。 受绝缘技术的影响，电力电缆设备电压等级每次提高都意味着一次技术革新，500kV电缆作为电缆行业的“特高压”设备，目前在国内制造和应用经验极少，尤其是长距离超高压电缆线路，国内尚无有效交接试验手段，发展和推广应用存在瓶颈。 项目针对长距离、大电容量500kV交联电缆线路的核心交接试验项目“耐压考核和局放测量” 开展研究，在试验标准、项目、方法、装备、结果评价等方面进行理论、仿真分析及试验验证，重点研究提升现有试验设备能力，提出多套耐压试验设备混联及同步控制的方法；研究如何考核验证超高压电缆线路完整性和电缆及附件敷设安装质量，提出同步实施交流变频谐振耐压与分布式局部放电检测方法；依托500千伏电缆工程实施了上述方法，国内外首次完成长距离500kV电缆线路1.7U/60min条件下现场交接试验，支撑了500kV电缆试验标准的制定和颁布。