變電所電氣設(shè)備安裝質(zhì)量問題及改進措施探討

福建天宇建筑技術(shù)工程有限公司 溫貴鋒

1 變電所建設(shè)安裝工序

在變電所工程建設(shè)前，用戶應(yīng)委托有資質(zhì)的設(shè)計單位遵照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與用戶的需求進行設(shè)備的設(shè)計選型，并根據(jù)工程所在地供電企業(yè)的規(guī)定與要求辦理新增用電申請手續(xù)，待供電方案批準(zhǔn)后，方可組織變電所的建設(shè)工作。

常規(guī)降壓變電所建設(shè)安裝工序為：先根據(jù)施工圖紙配合土建進行線管敷設(shè)、預(yù)埋件預(yù)埋等基礎(chǔ)施工，再進行電氣設(shè)備安裝、電力電纜敷設(shè)、回路接通、檢查試驗與調(diào)試等工作，最后通電試運行正常后投入運行。在變電所安裝工序中電氣設(shè)備安裝最為重要，所內(nèi)電氣設(shè)備的安裝包括降壓變壓器、高低壓斷路器、母線槽、成套配電柜、電力電纜及避雷器等設(shè)備安裝。為了對電氣設(shè)備的運行參數(shù)進行測量調(diào)整，控制、保護電氣設(shè)備，變電所還需要安裝有電壓電流互感器、繼電保護裝置及電力監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備。這些設(shè)備結(jié)構(gòu)功能、安裝工序各不相同，安裝質(zhì)量要求嚴(yán)格，且各電氣設(shè)備通過母線、電纜、導(dǎo)線等進行電氣連接，若設(shè)備的安裝連接質(zhì)量出現(xiàn)問題，將直接影響變電所的安全運行[1]。

2 變電所電氣設(shè)備安裝過程質(zhì)量問題

2.1 設(shè)備土建基礎(chǔ)質(zhì)量問題

設(shè)備安裝時基礎(chǔ)槽鋼水平度不符合安裝規(guī)范，造成柜體及硬母線對位連接困難；變壓器基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板下方存在空鼓，致使設(shè)備抗震性和吸音性差，投運后噪音加大；線管預(yù)埋時坡度不符要求、出口封堵不嚴(yán)密，導(dǎo)致電纜長期浸水，絕緣電阻下降，嚴(yán)重時雨水流入變電所電纜溝內(nèi)造成設(shè)備故障損壞。另外在電纜敷設(shè)安裝時，預(yù)留孔洞、電纜井等未按設(shè)計及現(xiàn)場實際設(shè)置，將會造成電纜敷設(shè)施工困難、加劇電纜磨損、動力電纜與控制電纜等不能分開敷設(shè)等問題，既留下質(zhì)量安全隱患，又不利于后期運行維護。

變電所接地系統(tǒng)未按規(guī)范與設(shè)計要求施工。變電所的接地網(wǎng)上連接著全站高低壓電氣設(shè)備的接地線、電纜屏蔽接地、通信、計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備接地，以及變電站維護檢修時的臨時接地等。若接地系統(tǒng)施工質(zhì)量不符合要求，如電纜溝內(nèi)、電纜橋架接地線數(shù)量不符合設(shè)計要求、接地電阻不合格、接地干支線焊接質(zhì)量差等問題，將直接影響設(shè)備安全運行。變電所接地電阻較大，在遭受雷擊或發(fā)生接地故障時會造成地電位異常升高；如變電所接地網(wǎng)的網(wǎng)格設(shè)計不合理，則可能造成接地系統(tǒng)電位分布不均，局部電位超過規(guī)定安全值的情況，會給運行人員安全帶來威脅，還可能因反擊對電纜絕緣、低壓或二次設(shè)備造成損壞，甚至使高壓竄入控制保護系統(tǒng)與變電站監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)生誤動、拒動事故[2]。

2.2 干式變壓器的溫度控制系統(tǒng)安裝質(zhì)量問題

干式變壓器的安全運行和使用壽命，很大程度上取決于變壓器的繞組絕緣。而繞組溫度超過其絕緣耐受溫度致使絕緣破壞，是變壓器不能正常工作的主要原因之一。強迫風(fēng)冷干式變壓器溫度控制系統(tǒng)安裝時，風(fēng)機出口風(fēng)向不正確、繞組溫度測值不準(zhǔn)確與風(fēng)機控制設(shè)置不正確將會造成變壓器故障報警，甚至使用壽命縮短，因此干式變壓器的溫度控制系統(tǒng)安裝質(zhì)量是十分重要的。

2.3 高低壓成套配電柜安裝質(zhì)量問題

高低壓成套配電柜內(nèi)部元件較多，在運輸過程中出現(xiàn)不同程度的振動或者碰撞，有可能會造成操作機構(gòu)松動、隔板與軌道變形、觸頭接觸不良等問題；高低壓成套配電柜安裝時，操作機構(gòu)調(diào)整不良會出現(xiàn)操作機構(gòu)卡澀，觸頭接觸不良將引起觸頭過熱、電弧等情況。另配電柜內(nèi)元器件端子接線松動，將會造成測值不準(zhǔn)、控制斷線、繼電保護失效無法實現(xiàn)保護功能等問題。

2.4 設(shè)備電氣連接工藝不規(guī)范問題

成套配電柜封閉母線對位連接時，特別是新舊柜母排安裝連接時母排垂直和水平度不符要求、孔位不對、上下錯位等，將造成母排受力、投運后噪音變大，嚴(yán)重時造成接頭發(fā)熱、電弧放電、母排燒毀等故障。另外，外部電纜接入配電柜時，電纜頭制作不規(guī)范造成電纜頭燒毀，接頭接觸不良引起接頭發(fā)熱等；以及繼電保護及控制裝置等二次設(shè)備導(dǎo)線連接時，接頭處理不規(guī)范，接線端子處多根導(dǎo)線壓接不牢等，會造成端子處火花放電、控制不可靠，嚴(yán)重時造成繼電保護拒動，都會給設(shè)備安全可靠運行留下質(zhì)量安全隱患。

2.5 繼電保護定值實際計算問題

在設(shè)備調(diào)試投運前，繼電保護定值計算過程中往往會遇到圖紙資料與現(xiàn)場實際不符、資料不全、TA 變比與實際不符、線路長度與實際不符等情況；亦或是二次接線修改的圖紙變更工作不及時等，都會導(dǎo)致在保護定值計算過程中計算不準(zhǔn)確，造成繼電保護無法有效保護電氣設(shè)備。

3 變電所電氣設(shè)備安裝過程中的改進措施

3.1 設(shè)備土建基礎(chǔ)質(zhì)量問題改進措施

設(shè)備就位前應(yīng)根據(jù)設(shè)備土建基礎(chǔ)施工圖紙及相關(guān)規(guī)范組織對土建基礎(chǔ)進行驗收，對線管預(yù)埋、基礎(chǔ)型鋼等預(yù)埋件進行隱蔽工程驗收。基礎(chǔ)型鋼預(yù)埋安裝允許偏差應(yīng)符合規(guī)范要求，露出最終地面高度宜為10mm,但手車式柜體的基礎(chǔ)型鋼露出地面的高度應(yīng)按產(chǎn)品技術(shù)說明書執(zhí)行，基礎(chǔ)型鋼的兩端與接地干線應(yīng)焊接牢固；變壓器基礎(chǔ)鋼板預(yù)埋時除應(yīng)對鋼板幾何尺寸、位置、標(biāo)高檢查驗收外，可在鋼板上開透氣孔，以使鋼板與混凝土基礎(chǔ)接觸緊密，避免鋼板下方存在空鼓現(xiàn)象，同時應(yīng)控制混凝土澆筑質(zhì)量，確?；A(chǔ)強度符合要求，避免設(shè)備振動、噪音超標(biāo)的現(xiàn)象發(fā)生。

線管預(yù)埋前需認(rèn)真核對設(shè)計敷設(shè)路徑，明確定位樁，按設(shè)計開挖尺寸和長度劃線或繃線進行土方開挖。在電纜排管敷設(shè)時，按設(shè)計要求進行溝底基層處理、管端口處理、包封、夯土回填。埋入地下的排管頂部至地面的距離應(yīng)不小于以下數(shù)值：人行道為500mm；一般地區(qū)為700mm。在電纜排管直線距離超過50m 處、排管轉(zhuǎn)彎處、分支處都要設(shè)置排管電纜井，排管通向電纜井應(yīng)有不小于0.1%的坡度，以便管內(nèi)的水流入電纜井內(nèi)，電纜井應(yīng)滲排水良好，避免電纜長期浸水。電纜自電纜溝引進隧道、工作井和建筑物時，要穿在管中，并將管口堵塞嚴(yán)密，防止水流入變電所內(nèi)。同時應(yīng)檢查核對預(yù)留孔洞、電纜井等是否符合設(shè)計圖紙與規(guī)范要求，并結(jié)合實際充分考慮施工及后期維護等問題，若設(shè)計預(yù)留孔洞、電纜井不符現(xiàn)場實際情況，或是存在加大電纜磨損、動力電纜與控制電纜等不能分開敷設(shè)等問題，應(yīng)及時提出設(shè)計變更方案，避免留下質(zhì)量安全隱患。

變電所的接地網(wǎng)施工時，接地體、接地干線、接地支線的型號規(guī)格、敷設(shè)安裝、焊接工藝以及接地線的數(shù)量應(yīng)符合設(shè)計圖紙與規(guī)范要求，并及時做好隱蔽工程驗收記錄。接地扁鋼搭接焊接時，其搭接長度為扁鋼寬度的兩倍，并有三個鄰邊施焊；若采用圓鋼，其搭接長度為圓鋼直徑的6倍，并在兩面施焊，焊接必須牢固無虛焊。若不宜焊接，可用螺栓連接，但應(yīng)進行除銹處理。接地支線與電氣設(shè)備接地點連接時，接頭應(yīng)采用接線端子螺栓連接，并用防松螺帽或防松墊片。

每個電氣裝置的接地應(yīng)以單獨的接地線與接地支線相連接，不得在一條接地線中串接幾個需要接地的電氣裝置。在接地體施工結(jié)束后，應(yīng)及時測量接地電阻，接地電阻應(yīng)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，電氣設(shè)備獨立接地體的接地電阻應(yīng)小4Ω，共用接地體的接地電阻應(yīng)小于1Ω。接地裝置安裝完畢后，應(yīng)對各接地干線和支線的外露部分，以及電氣設(shè)備的接地部分進行外觀檢查，檢查各接地線的焊接或螺栓連接是否接牢，檢查完后應(yīng)在接地線的表面涂上綠黃顏色的防銹漆[3]。

3.2 干式變壓器溫度控制系統(tǒng)安裝質(zhì)量改進措施

干式變壓器的溫度控制系統(tǒng)控制原理為通過Pt100（鉑電阻）或PTC（熱敏電阻）采集變壓器繞組及鐵芯溫度，溫度的變化引起它們阻值的變化，溫控器通過把該阻值信號轉(zhuǎn)換成電壓信號，再通過濾波、A/D 等電路和一系列算法算出它所反映的溫度值。一方面通過面板顯示其通道號及其溫度值；另一方面通過邏輯算法，當(dāng)該溫度超過設(shè)定值時，發(fā)出相應(yīng)的控制輸出，指令風(fēng)機啟停、報警或跳閘等。變壓器溫度控制系統(tǒng)安裝時，首先應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)說明書對風(fēng)機通電試運轉(zhuǎn)并確保其風(fēng)向正確、運行正常。并對Pt100（鉑電阻）或PTC（熱敏電阻）、溫控器顯示值、控制值進行校驗核對，確保測值準(zhǔn)確、顯示、控制正確。當(dāng)耐壓試驗時，應(yīng)注意取出溫度傳感器，防止高壓擊穿溫度傳感器，試驗結(jié)束后及時將傳感器歸位。

3.3 高低壓成套配電柜安裝質(zhì)量問題改進措施

高低壓配電柜在運輸過程中應(yīng)做好保護，運到現(xiàn)場后，應(yīng)組織開箱檢查，檢查設(shè)備有無變形、掉漆現(xiàn)象，儀表部件是否齊全，備品備件、說明書等有無缺損，并做好開箱驗收記錄。高低壓配電柜安裝時根據(jù)施工圖的布置，按順序?qū)㈤_關(guān)柜放在基礎(chǔ)型鋼上，成列柜體宜從中部開始向兩邊安裝，柜體安裝允許偏差應(yīng)符合規(guī)范要求。柜體就位連接后，應(yīng)根據(jù)配電柜出廠圖紙對內(nèi)部緊固件再次緊固及檢查，尤其是開關(guān)觸頭處。

手車式高壓開關(guān)柜、抽屜式低壓開關(guān)柜還應(yīng)對操作機構(gòu)進行手動操作檢查，確保手車、抽屜推拉靈活輕便，無卡阻、碰撞現(xiàn)象；手車、抽屜的機械聯(lián)鎖或電氣聯(lián)鎖裝置動作正確可靠，保證斷路器分閘后，隔離觸頭才能分開；手車、抽屜與柜體間的接地觸頭接觸緊密，當(dāng)手車、抽屜推入時，手車、抽屜的接地觸頭比主觸頭先接觸，拉出時接地觸頭應(yīng)后斷開；開關(guān)動觸頭與靜觸頭的中心線一致，觸頭接觸緊密，若存在不符質(zhì)量驗收要求問題，應(yīng)及時配合廠家調(diào)整到位。還應(yīng)根據(jù)設(shè)計與設(shè)備廠家圖紙，對配電柜內(nèi)元器件、二次接線回路進行逐臺核對檢查與接線端子緊固，使用500V 等級絕緣測試儀表進行絕緣測試，測試結(jié)果要求大于1MΩ。

3.4 設(shè)備電氣連接工藝不規(guī)范改進措施

室內(nèi)的變配電柜連接宜采用封閉母線，一般按照設(shè)計要求向設(shè)備廠家配套訂制采購。新舊柜連接封閉母線訂制前，須根據(jù)廠家要求精確測量母排尺寸與開孔位置，并繪制詳細(xì)的施工草圖或深化設(shè)計圖，避免母線現(xiàn)場切割加工，影響安裝質(zhì)量。

封閉母線連接固定前應(yīng)檢查其外觀無損傷、變形；母線搭接面或靜觸頭應(yīng)平整、鍍層干凈完整；端頭封罩、螺栓、插接單元等部件齊全、分類清晰、標(biāo)識明確。母線連接孔的位置及孔徑的大小和數(shù)量都必須符合規(guī)定。螺孔間中心距離的誤差，允許為±0.5mm，螺孔的直徑不應(yīng)大于螺栓直徑1mm。母線連接時，應(yīng)在保持清潔的接觸面上涂以電力復(fù)合脂后，采用規(guī)定規(guī)格的螺栓固定牢固。當(dāng)母線平置時，螺栓應(yīng)由下向上穿，在其余情況下，螺母應(yīng)置于維護側(cè)，螺栓連接的母線兩外側(cè)均應(yīng)有平墊圈，相鄰螺栓墊圈間應(yīng)有3mm 以上的凈距，螺母側(cè)應(yīng)裝有彈簧墊圈或鎖緊螺母。母線的螺栓連接必須采用力矩扳手緊固，緊固力矩值符合產(chǎn)品技術(shù)說明書的要求。封閉母線連接后水平度和垂直度偏差不宜大于0.15%；動力母線全長最大偏差不宜大于20mm；照明母線全長水平最大偏差不應(yīng)大于5mm,全長垂直最大偏差不應(yīng)大于10mm。母線與設(shè)備連接前，封閉母線應(yīng)可靠接地，對母線進行絕緣電阻的測試與耐壓試驗，低壓母線絕緣電阻測試不得低于0.5MΩ；高壓母線絕緣電阻測試不得低于20MΩ。

外部引入電纜與配電柜連接時，應(yīng)先檢查電纜絕緣狀況，電氣性能試驗應(yīng)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。電纜終端頭附件規(guī)格應(yīng)與電纜一致，零部件應(yīng)齊全無損傷，絕緣材料不得受潮，密封材料不得失效；電纜通過零序電流互感器時，接地點在互感器以下時，接地線應(yīng)直接接地；接地點在互感器以上時，接地線應(yīng)穿過互感器接地；電纜終端頭和電纜接頭制作必須連續(xù)進行，應(yīng)絕緣良好、密封防潮，有機械保護等措施，確保電纜頭制作質(zhì)量滿足規(guī)范要求。

二次設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格按施工接線圖與工藝標(biāo)準(zhǔn)接線。線纜敷設(shè)前，應(yīng)做電纜外觀及電氣導(dǎo)通檢查，用兆歐表測量絕緣電阻，其電阻值不小于0.5MΩ。導(dǎo)線與元器件間采用螺栓連接、插接、焊接或壓接等均應(yīng)牢固可靠，元器件上不接線的端子螺絲也應(yīng)擰緊；盤、柜內(nèi)的導(dǎo)線不應(yīng)有接頭,導(dǎo)線芯線應(yīng)無損傷；每個接線端子的每側(cè)接線宜為1根,不得超過2根。對于插接式端子,不同截面的兩根導(dǎo)線不得接在同一端子上；對于螺栓連接端子,當(dāng)接兩根導(dǎo)線時,中間應(yīng)加平墊片。線路敷設(shè)完畢，應(yīng)進行校驗及標(biāo)號，并再次做外觀導(dǎo)通檢查。

3.5 繼電保護定值實際計算問題的改進措施

繼電保護定值計算應(yīng)首先做好基礎(chǔ)資料的收集工作，提供資料單位應(yīng)為其提供資料的正確性負(fù)責(zé)，定值計算人員應(yīng)與設(shè)計人員、廠家技術(shù)人員、現(xiàn)場繼保調(diào)試人員等加強溝通交流。針對不同的工程內(nèi)容、不同的定值計算工作，提供計算所需資料清單列表，以便工程組織單位盡快提供全部資料。二次接線修改后的變更圖紙應(yīng)及時通知定值計算人員，確保定值計算符合現(xiàn)場實際。其次，應(yīng)加強繼電保護定值單的執(zhí)行與管理工作，避免發(fā)生繼電保護誤整定與誤投退的情況發(fā)生。

4 結(jié)語

針對變電所的電氣設(shè)備安裝過程中的質(zhì)量問題，安裝人員不僅需要重視電氣設(shè)備進場檢驗及后期維護問題，嚴(yán)格遵守設(shè)備安裝工序與工藝標(biāo)準(zhǔn)，而且需要不斷加強完善安裝過程的質(zhì)量控制工作，預(yù)防電氣設(shè)備故障、安全質(zhì)量問題,為變電站安全穩(wěn)定運行奠定基礎(chǔ)。