變電站HGIS設(shè)備現(xiàn)場安裝調(diào)試及試驗常見問題分析與對策

國網(wǎng)寧夏電力有限公司建設(shè)分公司 黃曉揚

復(fù)合型開關(guān)的發(fā)展歷程是空氣絕緣開關(guān)-斷路器-斷路器+隔離/接地開關(guān)-斷路器+隔離/接地開關(guān)+母線，1960年GIS 技術(shù)在電氣設(shè)備中已得到了應(yīng)用，極大地提升了設(shè)備運行整體可靠性。此外變電站HGIS 設(shè)備技術(shù)的應(yīng)用幫助設(shè)備體積進(jìn)一步縮小，占地面積也隨之降低。在西方國家由于GIS 造價較高往往應(yīng)用范圍會受到一定的限制，而變電站HGIS 設(shè)備在使用過程中采用了單斷口斷路器，不僅可以節(jié)約分壓電容，同時也能幫助變電站HGIS設(shè)備其他部件數(shù)量減少。未來這一發(fā)展方向能幫助部件實現(xiàn)更加可靠化的發(fā)展，與雙斷口斷路器相比較運行安全性與可靠性得以提升，因此也降低了整體維護(hù)工作量。

1 設(shè)備構(gòu)成情況探討

本文主要針對于變電站HGIS 設(shè)備進(jìn)行探討，這種設(shè)備從歸屬上來講屬于先進(jìn)水平單斷口斷路器，操作過程中各方面的結(jié)構(gòu)屬于新型OM 型液壓操作結(jié)構(gòu)。未來發(fā)展過程中憑借這一優(yōu)勢可消除運行過程中液體的氣泡，對于操作系統(tǒng)的整體性能有著關(guān)鍵的意義。在這一系統(tǒng)中還使用了防慢分簧片，其作用在于運行過程中能保護(hù)液壓機結(jié)構(gòu)失壓情況下斷路器也能進(jìn)行自動分閘。無論是自動分閘還是合閘操作過程中的動力都是液壓動力，這一操作源頭上避免了彈簧出現(xiàn)疲勞的現(xiàn)象。

變電站HGIS 設(shè)備一般來說為全封閉單相操作方式，這一設(shè)備需要位于具有良好導(dǎo)電性鋁制金屬中、使用可靠的接地外科內(nèi)部。變電站HGIS 設(shè)備中主絕緣系統(tǒng)需使用具有壓力的SF6氣體，這一氣體能夠成為導(dǎo)電體，從而完成對地的主絕緣。一般來說SF6氣體分為兩部分，一部分作用在于監(jiān)控，另一部分則成為氣隔單元。在運行過程中氣隔單元中的每一個單元都需使用氣密盆式絕緣子，且將之分為數(shù)個互相隔絕的氣室。但站在電路角度這些氣室往往又能進(jìn)行互相通電。監(jiān)控部分中的SF6氣體屬于可監(jiān)控的氣體狀態(tài)，通過對氣體的觀察來實現(xiàn)對電路的監(jiān)控。

變電站運行過程中，變電站HGIS 設(shè)備還對套管結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。本文主要研究方向是套管結(jié)構(gòu)中的中空結(jié)構(gòu)。中空結(jié)構(gòu)與套管本體一樣，在使用的過程中絕緣介質(zhì)與刀閘氣室相互連通。在變電站運行的過程中這一技術(shù)能消除火災(zāi)隱患，避免設(shè)備過分老化，其對于工作人員來說意味著絕緣維護(hù)的工作量大幅度降低，同時也能夠降低成本消耗。

在當(dāng)下我國變電站發(fā)展的過程中，變電站HGIS設(shè)備刀閘與開關(guān)沒有完全封裝在殼體中，這兩部分通過伸縮節(jié)來進(jìn)行連接。在一般的情況下，使用這一技術(shù)之后整體機械強度會比金屬殼體強度要低一些，性能也會隨之受到影響。在變電站HGIS 設(shè)備運行過程中，SF6氣體能夠根據(jù)氣隔單元的運行情況來進(jìn)行實時監(jiān)控，同時需注意的是，這種監(jiān)控發(fā)生在各自的監(jiān)控裝置內(nèi)部，與LCP 電氣信號相連接。運行過程中每一個氣隔單元中都有一套元件，其中包括壓力表溫度補償氣體開關(guān)、氣體填充口、慢泄孔、自封接頭、SF6配管，以上部件共同組成了整體系統(tǒng)。

2 變電站HGIS 設(shè)備安裝作業(yè)

在變電站建設(shè)的過程中，變電站HGIS 設(shè)備能縮短整體建設(shè)工期。變電站的安裝作業(yè)一般完整的整串周期為40d，但使用變電站HGIS 設(shè)備后能縮短在24d 之內(nèi)。變電站HGIS 設(shè)備在安裝與調(diào)試過程中基本流程為：首先進(jìn)行前期準(zhǔn)備，這一步驟中包括基礎(chǔ)檢查、劃中心線。其次需要進(jìn)行開箱，這一步驟主要的作用也是表示暫時就位，在此過程中的主要步驟有：對接作業(yè)、安裝套管、更換吸附劑、檢查遺留物件、抽取真空、注入SF6氣體。再次則是需要進(jìn)行匯控柜的安裝，鋪設(shè)電纜、接線、現(xiàn)場交接實驗、安裝驗收、消缺、運行。

變電站HGIS 設(shè)備在運行過程中還需對設(shè)備場地進(jìn)行嚴(yán)格的要求，保證其基礎(chǔ)高差能控制在3mm 之內(nèi)，要求工作人員能嚴(yán)格檢查間距，保證設(shè)備中心線能夠與本體對接[1]。一般安裝變電站HGIS 設(shè)備主要的難點就在于進(jìn)行對接，因此需在安裝前事先明確對接流程：首先需根據(jù)中心線的位置來安裝單個CB 單元，保證本體安放就位后需檢查其水平狀態(tài)，保證處于水平；其次在安裝過程中需將基礎(chǔ)支教焊接牢靠，同時與另一個CB 單元進(jìn)行對接，依次安裝其他單元。

一般情況下由于現(xiàn)場安裝條件較為有限，因此在安裝對接過程中需使用手動葫蘆、吊車，并需在被牽拉單元的基礎(chǔ)層面上涂一層黃油，保證能夠潤滑。在對接過程中起吊機、牽拉葫蘆的作用在于能夠控制對接中的速度與方向。在對接結(jié)束后需使用法蘭進(jìn)行連接，擰緊螺栓，將第二個CB 本體焊接牢固。對接前需檢察接口尺寸問題，保證對接前徹底清理本體、法蘭、絕緣子之間的灰塵。對接完成后，在起吊過程中需關(guān)注套管接線端子板橫向施加的作用力，同時嚴(yán)格控制縱向受力，否則將會對套管造成損傷。而對于對接法蘭，需使用丙酮或酒精仔細(xì)擦拭。絕緣子需使用清潔紙沾酒精擦拭，干燥劑放入本體內(nèi)部兩小時后需密封，干燥劑為一次用品不可循環(huán)使用。

抽取真空過程中主回路不能施加電壓，同時還需使用安全可靠的措施來保證ES 合上。抽真空管路的過程中需保證連接正確，使用帶電磁閥真空泵，避免出現(xiàn)斷電后真空泵內(nèi)油和水銀吸入設(shè)備中。在氣壓降低到133Pa 后，需保證在半小時內(nèi)完成抽取作業(yè)[2]。

3 變電站HGIS 設(shè)備交接試驗、驗收作業(yè)的探討

在變電站HGIS 設(shè)備交接過程中需遵守相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，保證交接過程中能使用廠家數(shù)據(jù)。檢查外觀過程中需密切關(guān)注套管端子排方向的正確性、氣室壓力的正常、本體支腳焊接是否處于正常狀態(tài)、套管及本體是否處于光滑狀態(tài)、連接處螺栓力矩數(shù)值是否處于正常情況等。而在現(xiàn)場試驗過程中主要要求如下：

首先需檢查回路，需根據(jù)設(shè)計圖紙來進(jìn)行連接，同時還需檢查運行過程中匯控柜以及操作箱的實際情況；其次運行過程中需檢查主回路電阻，保證誤差值能控制在一定范圍內(nèi)；再次在運行過程中需檢查SF6氣體是否處于密閉狀態(tài)，一般來說主要方法在于使用檢查儀器來檢查連接部位或使用塑料膜包裹住接頭，然后在檢查過程中需測試報警回路，主要需檢查SF6氣體壓力數(shù)值。一般來說CB 低壓報警數(shù)值為0.55MPa，低氣壓閉鎖的數(shù)值應(yīng)為0.50MPa。隨后需測試絕緣電阻，耐壓試驗前需測試單元電阻數(shù)值是否超過1000歐姆，同時需控制、輔助二次回路，保證電阻數(shù)值能超過2歐姆。在測試過程中需測試電氣、液壓兩大輔助系統(tǒng)，同時使用匯控柜來就地或遠(yuǎn)程情況下進(jìn)行操作。此外還需對SF6氣體進(jìn)行微水測試，保證氣體純度符合要求。一般來說需根據(jù)生產(chǎn)廠家的氣體檢測報告來進(jìn)行測試，要求氣體純度超過97%。測試的過程中需保證工頻耐壓，同時在SF6氣壓下要求能夠保證主回路與地間的電壓處于穩(wěn)定狀態(tài)，持續(xù)一分鐘時間。

如在現(xiàn)場安裝過程中無法開展輔助回路工頻電壓試驗，可使用測試絕緣代替工頻電壓實驗。測試過程中，保證操作性能情況下可使用電動分、合各自五次，手動分、合各自保持兩次，觀察跳閘線圈能否處于均勻動作。在測試過程中需保證兩側(cè)電阻相同、溫度穩(wěn)定、線圈電阻變化不超過5%，溫度適中維持在穩(wěn)定狀態(tài)。其中在運行過程中的分閘線圈需保證最低動作電壓超過33V。在測試的過程中測試時間需維持在70～87毫秒之間，三相不一致的時間不超過4毫秒[3]。

對于一個完整的室外變電站HGIS 設(shè)備來說，橫向尺寸需與傳統(tǒng)設(shè)備保持一致，縱向?qū)用鎰t可優(yōu)化縮短166m，壓縮比例超過50%。之所以能夠取得這樣的成效，主要原因是運行過程中變電站HGIS設(shè)備屬于積木式布置，同時變電站HGIS 設(shè)備可標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化生產(chǎn)。而主設(shè)備在運行過程中無需支架，僅需基礎(chǔ)就能夠工作，這降低了施工難度，縮短了施工工程量。即使在惡劣天氣條件下完整的安裝調(diào)試也能小于24d，而傳統(tǒng)設(shè)備在最好的情況下也會超過35d。在一般運行的過程中，刀閘出現(xiàn)事故的頻率要遠(yuǎn)超開關(guān)出現(xiàn)事故的頻率，使用變電站HGIS 設(shè)備后能維持運行過程中的安全性。而在設(shè)備價格方面變電站HGIS 設(shè)備也擁有較大優(yōu)勢，可節(jié)約變電站整體投資。但由于將多種設(shè)備集成于變電站HGIS 設(shè)備中，因此要求現(xiàn)場開關(guān)能進(jìn)行不斷檢查，從而保護(hù)母線，防止出現(xiàn)較大的安全事故。

4 結(jié)語

變電站HGIS 設(shè)備在運行過程中擁有很多優(yōu)勢：占地面積小、安裝周期短、性能可靠、維護(hù)量小。與傳統(tǒng)設(shè)備相比變電站HGIS 設(shè)備在產(chǎn)品與投資兩方面具有較大優(yōu)勢及價值，值得進(jìn)行進(jìn)一步推廣。但由于當(dāng)下變電站在發(fā)展過程中正在向無人化發(fā)展，因此對于電力設(shè)備提出了更高要求。伴隨著未來電網(wǎng)建設(shè)工程要求越發(fā)緊張，因此變電站需向集成化與緊湊化方向進(jìn)行發(fā)展，這對于后期維護(hù)的工作量縮短有著重要意義，能夠為變電站設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展提供良好的參考價值。