变电站GIS设备安装与调试技术

变电站 GIS设备安装与调试技术

王春一

山东电工电气日立高压开关有限公司 山东济南 250011

　摘要：科学技术水平的提升，使得电力系统的设备数量增多，技术含量较高，增强了其运行的稳定性与安全性。GIS设备在安装上需要一定的技术性与专业性，因此对安装调试人员的专业技能要求较高。该文阐述了GIS设备的优点，然后从安装与调试两个方面分析其具体技术操作，以此提高GIS设备的质量。
　　关键词：变电站  GIS  安装  调试
　　电力事业的快速发展，使得GIS设备的应用力度逐渐加强。GIS是由多种构件组合而成，为了发挥其最大效用，确保电网能够有效运行，要提升其安全与调试工作水平。与一般电气设备相比，GIS设备的占地面积小，环境适应能力强，运行稳定，加之其维护与检修周期较长，使得其在变电站中得到了广泛的应用，为了发挥GIS设备的最大效用，务必要做好安全与调试工作。
　　1  GIS设备的优点
　　GIS设备是由电流互感器、避雷针、断路器、接地开关及母线等多个元件构成，密封在金属接地外壳中，与空气隔离，设备的各个部分处在独立气室中。其具有以下3种优势。
　　1.1 占地面积小
　　由于GIS设备内部所具有的SF6绝缘强度与电弧断开能力较强，所以设备外部的绝缘元件与断路器的体积较小。而且GIS设备结构较为紧凑，元件连接数量较少，为变电站节省了许多空间。比如：在110kV变电站中，GIS设备占地面积是一般设备的46%;在220kV变电站中，GIS设备占地面积是一般设备的37%，因其占地面积少，所以设备的安装周期较短。另外，GIS设备模块属于装配式设备，可以将其多个元件运输至变电站，进行自由拼装，因而施工较为便捷[1]。
　　1.2 可靠性强
　　因为GIS设备元件为全封闭式，所以在设备运行时，外界的气候或空气湿度温度等因素不会对其造成影响。而且其接地性能好，变电站运行时所产生的电磁与辐射会被GIS设备的外壳屏蔽掉，不会受到干扰。另外，GIS设备要安装在固定预埋件上，所以具有较高的抗震性能。由于GIS设备能够遥控操作，具有电气与机械闭锁的功能，所以在对高压隔离开关进行开闭行为时，无需工作人员进入现场，安全性较高。
　　1.3 自动化运行效率高
　　因为GIS设备的性能良好，自动化运行水平较高，所以变电站能够实现无人值守或少人值守，有效地降低了有关人员的工作强度。另外，GIS设备的检修维修周期是8年，一般电气设备的检修周期是1年，因而减少了设备维修人员的工作量。相对于AIS设备，GIS具有更多的优势，GIS的占地面积小、运行稳定、维修工作量少且一次性投资多;而AIS的占地面积大、运行基本稳定、维修工作量多且一次性投资少。
　　2  变电站GIS设备的安装技术
　　2.1 安装准备阶段
　　在安装GIS设备时，需要在高质量环境下进行，因此在进行正式安装前，要做好防尘工作，建造防尘室，对其内部气体进行干燥及净化处理。安装人员要仔细阅读GIS设备的安装作业说明书，并将变电站的设计图纸下发到各个施工小组，技术总监要做好技术交接工作。在设备安装过程中，有关人员要严格遵照安装作业说明书中的步骤与方法进行设备安装。
　　2.2 清洁阶段
　　当已明确所有安装工艺流程后，为了提升设备安装质量，要使用吸尘器对设备安装区域进行清洁处理。在开启气室后，不仅要及时清洁GIS设备的各个部件，还要对各种元件连接处及密封面进行清洁处理。为了避免在清洁过程中，设备表面出现绒毛，要使用棉布和工业乙醇进行设备清洁处理。
　　2.3 连接法兰
　　为了保证法兰连接具有较高的质量，要使用合理的方式进行密封面连接与O型面连接工作。当连接法兰密封面时，如果密封面有擦伤处或损伤处，要先使用细砂纸对其表面破损处进行磨光处理，之后再进行密封面清洁、安装作业。在连接O型面时，要确保O型全密封槽均匀填满密封面中的胶圈，并且要保证在法兰连接过程中密封胶圈不移位、法兰面清洁度与标准相一致[2]。避免因细小的失误而导致整体返工。
　　2.4 气室充气
　　在对气室进行充气作业前，要先将气室内的空气抽出，达到真空状态。另外，为了使每个模块拥有独立的气室，在模块拼接完成后，要立即将模块内的空气抽空，达到真空状态，再向气室内填充SF6气体。在填充此气体时，要循序渐进的进行，先将室内气体填充到150kPa，当每个气室达到150kPa时，再增加其额定压力。其中，气体气室压力要达到500kPa，断路器的气室压力要达到700kPa。值得注意的是，要按照设备的实际温度计算出其压力值，在设备未安装之前，不可以向室内填充SF6气体。
　　2.5 安装注意事项
　　从现场上看，禁止在套管及管路箱体等其他部位施加重力或重击;禁止在雨天作业;保护充气孔，避免损伤或沾污;合理选择紧固螺栓;未施工前，不可取下罐体与管路上方的盖板等。

　　从施工准备上看，要保持施工作业现场干净整洁;GIS设备进入现场后要按照计划施工;施工人员要利用经纬仪做出标高且记录，将其作为GIS安装位置的依据等。
　　3  变电站GIS设备调试技术 　

　3.1 一次回路直流电阻试验
　　为了确保GIS设备的导体连接安装正确、各个元件连接接触良好，变电站的满额荷载能够正常运行，在安装完GIS设备后，要进行以此回路直流电阻试验，以此检查设备安装是否存在隐患问题。首先要使用直流压降法进行测量，直流电控制在100A，误差范围为±3%。另外在实际测量过程中，要将电压测量线连接在电流输电线路内侧，并要注意接线位置，以免产生较大的误差。在测量后，要将实际测量的电阻值先与GIS设备的出厂试验报告电阻值进行对比分析，再与实际累计值進行对比分析，要确保实际测量数据低于产品技术规定的1.2倍，若是高于规定标准，要重新布置设备接地导线。
　　3.2 气密性试验
　　为了保证GIS设备气室密封性良好，要进行气密性试验，以此及时找到问题并调整改进。在进行此试验时，要使用专业检漏仪器对GIS设备气室进行检漏试验。第一，对GIS设备的气室进行充气。第二，使用检漏仪器探头在设备连接口表面缓慢的移动，移动速度保持在10mm/s，若是存在问题，检漏仪会发出报警信号。为了提升检测结果的可靠性与真实性，一般情况下会定性检测两次。第三，要按照报警信号对接口问题进行判断，并全面检查漏气连接处，当明确故障原因后对其采取合理的措施进行处理。
　　3.3 测量微水含量
　　SF6作为GIS设备的重要构成，为了保证SF6气体具有较高的纯度与绝缘性能，要使用微水检漏仪器检查GIS设备各个气室内的微水含量，根据相关规定，断路器的灭弧室气室在新装或大修后要小于150ppm，运行时要小于300ppm;气体的气室在新装或定修后要小于250ppm，运行时要小于500ppm。对于微水含量值的计算，要先保证气室的气体达到额定值，当气体稳定后再测量，同时要综合现场气室压力及环境湿度进行折算，进而计算出ppm值[3]。
　　3.4 检查接地
　　对于接地检查，要按照变电站GIS设备的接地图纸进行检查，要保证其接地安装良好，且与国家有关规定相一致，CT、PT的极性与变比符合标准参数，CT伏安特性和GIS设备出厂报告相同。
　　3.5 设备耐压试验
　　根据变电站的有关要求，GIS设备的实际耐压水平要达到出厂时的80%，切忌不可以满电压试验。首先要将试验电压保持3kV/s的速度升至为额定电压，时间为1～3min，对设备进行观察。其次，将实验电压升至184kV，时间为1min。最后按照此种方式进行个相电压试验，检查其耐用水平。
　　4  结语
　　综上所述，变电站GIS设备为变电站的整体运行提供了可靠的保障。在安装GIS设备时，要先做好准备及清洁工作，再进行法兰连接、气室充气、设备及零件连接检查等作业;在调试GIS设备时，要进行一次回路直流电阻、气密性、设备耐压等试验，进而提升设备的整体质量。
　　参考文献
　　[1] 文宜安.变电站GIS设备与变压器的安装与调试技术探究[J].科技创新与应用，2016（36）：226.
　　[2] 曹强.变电站GIS设备安装调试中常见问题及规避途径[J].科技创新与应用，2016（34）：183.
　　[3] 刘侠.GIS设备安装调试技术在500kV变电站电气施工中的应用研究[J].通讯世界，2014（8）：68-69.