对变电站220kVGIS设备安装的探讨

2022-09-10

GIS的定义为:全部或部分采用气体而不采用处于大气压下的空气作为绝缘介质的金属封闭开关设备。它是由短路器、母线、隔离开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、套管7种高压电器组合而成的高压配电装置。GIS组合电器特别适合在用地紧张的城市变电站、企业变电站、山区和污秽严重的地区使用。

主要特点如下。

(1) 小型化。采用绝缘性能较好的气体作绝缘, 较大程度的缩小变电站的占地面积, 占地省。

(2) 可靠性高。由于带电部分全部密封于惰性气体SF6中, 不受外部积尘、积雪等外部影响, 发生外部故障小。

(3) 安全性能高, 所有电器设备封装与接地的金属外壳内, 因而没有触电的危险, 可有效保证人身安全和操作安全, 气体为不可燃, 无火灾危险。

(4) 环境影响小。因带电部分以金属外壳封闭, 对电磁和静电实现屏蔽, 五噪音和电磁波干扰等问题。

1 220k V GIS设备安装前的准备

(1) 开工前现场工作人员应认真学习本措施和电业安全规程有关部分及GIS设备安装作业指导书。技术人员应按规定准备好各种技术资料、图纸, 按专业分发给各施工班组, 做好全面的技术交底工作, 对施工中必须注意的问题要根据情况分析清楚, 做到心中有数。

(2) 各班组负责人按工程处的方案, 合理安排本班组的人员分工和施工进度。

(3) 各班组负责人检查防火、防雨、防潮设施是否齐全。

(4) 汽车班负责人准备好吊车、斗车等特种车辆, 保证其处于良好的工作状态。

(5) 安装前应班组负责人员现场了解设备及基础的实际情况, 落实施工设备布置场所, 按照安规和现场工作实际需要检查安措是否完备, 如有疑问向施工技术负责人反馈。

(6) 现场清理, 务必将地坪和地沟清理干净。大量的安装实践证明, 保证清洁度是GIS总装和现场安装中最首要的任务。国内GIS安装现场的场地情况通常较差, 为了防止起灰尘, 安装前第一次清洁时应在场地洒水并用水揩净, 在空气静止48h后才开始安装。作为电极的铝管在加工过程中难免会存在着表面毛刺和铝屑, 这些微粒都是耐压实验中放电的来源, 因此要特别注意保证铝导体的清洁。这就要求一方面强化对导体加工过程的清洁检查, 防止出现死区;另一方面在总装前制造商应增加导体振动清洁的新手段, 尽量把空心体内部死角的残留物清理出来, 或者对安装前的导体做类似局部放电试验以检查出残留的铝屑和金属丝。密封性是GIS绝缘的关键, SF6气体泄露会造成GIS致命的故障。因此密封性检查应贯穿于整个制造和安装的始终。密封效果主要取决于罐体焊接质量, 其次是密封圈的制造、安装调整情况。

2 220k V GIS安装工艺

(1) 各单元应从内到外按间隔顺序进入安装区域, 按制造厂的编豪和规定的程序进行装配, 不得误装。

(2) 吊装用器具及吊点选择应符合产品技术要求。如吊装元件中心不平衡, 应采用吊链来调节平衡后再起吊。

(3) 制造厂已装配好的各电器元件, 在现场组装时不应解体检查;如需现场解体时, 应经制造厂同意, 并在厂方人员指导下进行。

(4) 使用的清洁剂、润滑剂、密封脂和擦拭材料必须符合产品的技术规定。

(5) 密封槽内应清洁、无划伤痕迹;不能使用已用过的密封垫;不得使用变形或有伤痕的密封圈;保证密封垫清洁, 位置正确。涂密封脂时, 不得使其流入密封垫内侧导致与六氟化硫气体接触。

(6) 用吸尘器、高纯酒精、工业洁净纸清理罐内导体、绝缘件及法兰密封面, 保证罐内清洁、无杂质。盆式绝缘子应清洁完好。

(7) 复核对接触头尺寸, 连接导体应对准触头中心, 均匀插入, 不得卡阻, 接触形成应符合产品的技术规定。

(8) 所有螺栓的紧固均应使用力矩扳手, 其力矩值应符合产品的技术规定。螺栓紧固与其他电器设备有所不同, 在穿好两条螺栓后并保证其他螺栓也可穿过的情况下, 必须首先紧固已穿好的螺栓 (先传的螺栓以水平位置为好) , 以防止在穿螺栓过程中粉尘进入。

(9) 罐体对接时应用水平仪操作, 垫实底部后再紧固法兰螺栓。

(10) 主回路电阻的测试应符合产品的技术规定, 测量值应不大于出厂试验值的20。

(11) 吸附剂的更换应符合产品的工艺要求。烘烤到指定温度激活吸附剂后, 在指定时间安装完毕。

(12) 罐体密封前应按要求进行检查。

(13) 抽真空及充SF6。

(1) 采用回收装置进行抽真空、充气, 应彻底清除管路中的水分和油污, 保证管路洁净, 管路连接无渗漏。 (2) 按产品技术规定, 在充气前对设备内部进行真空净化处理。抽真空时, 应防止真空泵突然停止或因误操作而引起倒灌事故;在使用麦氏真空计测量真空度时, 应严格按操作程序并检查水银量是否符合要求, 防止水银进入GIS设备内。应专人负责, 正确操作, 并在管路一侧加装电磁逆止阀。 (3) 真空检漏的操作应按产品技术要求进行。 (4) 充入设备的气体必须是检验合格的SF6气体。当气室已充有SF6气体且含水量检验合格时可直接补气。 (5) 在充SF6气体时严禁用火焊烘烤结霜气瓶。 (6) 对在检查中发现的泄露罐体, 要做出明确标识, 然后回收SF6气体后进行开罐检查并处理。处理完毕后再检查。

3 安装注意事项

(1) 吊装元件时应确认设备重量、吊具及吊车的起重能力, 严禁超重起吊。吊点选择正确, 重物受力平衡后方可起吊。 (2) 设备清洁时, 要使用符合厂家技术要求的无水酒精和无毛纸。 (3) 安装过程中要特别注意防止灰尘、杂质及潮气污染气室内部, 暂不安装的封盖切勿松动, 清理好的导体、壳体应立即安装, 外漏部分应用塑料布暂时包扎。 (4) 各种密封垫不能混淆, 应分类存放、区别使用;存放时避免积压, 产生变形或划伤, 保持密封垫清洁。 (5) 不允许在气体管路上蹬踩或碰撞。 (6) 打开罐体封盖前应确认气体已回收, 表压为零;检查内部时, 含氧量应大于18方可工作, 否则应吹入干燥空气。 (7) 应用受力操作杆操作断路器或隔离开关时, 应确保主回路不带电及控制回路电源断开, 确认操作油压为零。 (8) 充SF6气体前, 油泵不得打压。除用手动操作杆操作外, 不要操作其他任何部件。 (9) SF6气瓶应轻装、轻卸, 要防晒、防潮, 远离热源和油污, 严禁水分和油迹污染阀门, 不得与其他气瓶混放。 (10) 完成单日工作后应清点工器具, 清理现场, 保持工作场地清洁。 (11) 设备安装完毕后, 一定要检查各部开口销开开, 防止销子脱落造成指示位置同实际位置不符。

4 现场试验调试

4.1 回路电阻

4.1.1 回路电阻的测量

GIS设备安装完备后, 必须对母线及各刀闸、开关、等设备进行回路电阻测量, 通常是利用两接地刀在接地头处用回路电阻测试仪测量。必须采用同一方案测量几个回路, 确保每一设备 (刀闸等) 及接头均被测试到。测试时, 各开关、刀闸应在相应的合、分闸位置上。

4.1.2 回路电阻大的处理方法

在某220k V GIS回路电阻测量中发现有几相回路电阻大。为了便于确定具体故障, 可以采取电流回路仍然在主回路 (即两接地刀接地头上) , 然后打开相关开关、刀闸的手孔盖, 分别抽取两点电压来测量电阻。一般回路电阻大主要是各接头处接触不良造成的, 在上述测量中主要有两种:地刀回路电阻大;开关与CT接头处回路电阻大。

(1) 地刀回路电阻拆开吊起地刀动触座, 检查导电杆 (动触头) 插入梅花式的静触头座是否正中, 动触杆、梅花触头是否清洁、光滑。对动触杆、梅花触头打磨、清洁、摆正、重装即可。 (2) 开关与CT接头处回路电阻先松开CT与开关的连接螺栓, 用吊车吊平开关, 微微吊起, 用千斤顶慢慢平稳地退出开关, 使开关与CT接头分离一段距离, 发现CT与开关接头处有黑点, 估计是厂家投有抽真空就充N2或所充N2纯度不够高, 有水分氧化所致打磨、清洁接头后重装, 测量电阻合格。建议厂家以后在SF6设备运输前抽真空并充0.02MPa SF6气体。

4.2 机械特性

必须对断路器、刀闸的机械特性进行调试, 其主要项目有合分闸时间、弹跳、同期、速度。

4.2.1 分合闸时间、同期性、弹跳的测量

用示波器测量分合闸时间、同期, 弹跳, 示波器的接线及分合闸操作线的接线方法与测量常规开关相同, 但GIs设备是封闭组合的, 断口不能直接取到断口线接法:断口信号线分别夹在经过被测设备某一回路的两地刀接地头上。合上或分开相应的刀闸、开关, 以保证有且仅有一回路经过两地刀间, 而且该回路经过被测设备。

4.2.2 速度的测量

开关、刀闸速度是用专用或滑线电阻测量装置测量。

(1) 刀闸机械转轴处固定一半圆型绝缘板, 上绕一条电阻丝, 手持压片按在电阻丝上, 刀闸运动时, 通过电阻值的变化来测量速度。 (2) 加工一装置, 通过开关拐臂带动滑线电阻夹座运动, 通过电阻值的变化测量速度值。

4.2.3 隔离开关、接地开关三相同期性的调整

三相不同期是通过调整三相间操作连杆长度来实现的。注意不能调整垂直连杆的长短, 否则影响刀闸开距。经验值:就慢速刀而言, 调连杆一圈 (长、短) , 时间变化在70ms左右。

4.2.4 断路器三相不同期的调整

一般是通过调节合 (分) 闸时间较快或较慢的那一相开关的合 (分) 闸电磁铁铁芯顶杆的伸长、缩短来调整其同期性应注意要和最低动作电压协调调整。若同期性相差太大, 就要考虑二次线是否存在接触不良, 造成某一相合 (分) 闸控制回路电阻增加。倘若是开关机械本身造成的不同期, 还可通过调节合闸弹簧松紧来调整三相同期性。

4.3 耐压试验

GIS设备现场安装、调试完成, 必须进行耐压试验。某220k V GIS塔在第一次整体 (除分支母线外) 耐压试验时, 电压升到180k V就发生放电闪络。后来分相、分段打耐压, 怀疑是1#母线筒内有故障, 经过检查, 发现有一刀闸机构连杆有一处开口销未开口, 造成一垫片掉在筒中绝缘子上, 造成绝缘距离不够。处理后。耐压试验通过。可见GIS设备内不能有杂物遗留或螺丝松动、开口销未开口等情况出现。