全封闭组合电器（共8篇）
全封闭组合电器 篇1
0 引言
近10年来, 随着国民经济的迅速发展和科学技术的突飞猛进, SF6气体绝缘的金属封闭式组合电器开关设备 (GIS) , 以性能优良, 技术先进在电力系统中得到了广泛的应用。GIS由断路器 (CB) 、隔离开关 (DS) 、接地开关 (ES) 、电压互感器 (TV) 、电流互感器 (TA) 、避雷器 (LA) 、母线 (BUS) 和套管 (BSG) 八大部件组成。
1 GIS技术特点
(1) 结构小型化。采用性能卓越的气体作绝缘和灭弧介质, 大幅度缩小变电站的容积, 实现变电站的小型化。
(2) 可靠性高。带电部分全部密封于惰性气体SF6中, 与盐雾、积尘、积雪等外部影响隔离, 大大提高了运行的可靠性;此外还具有优良的抗地震能力。
(3) 安全性好。带电部分密封于接地的金属壳内, 因而无触电危险;SF6气体为惰性气体, 所以无火灾危险。
(4) 杜绝了对外部的不利影响。因带电部分全封闭在金属壳体内, 对电磁和静电实现屏蔽, 不会产生噪音和无线电干扰等问题。
(5) 安装周期短。
(6) 维护方便, 检修周期长。
2 GIS运输
出厂到现场, 封闭式组合电器经调试合格后, 原则上以间隔为单元整体包装运输。如间隔太长或运输不允许, 可采用气隔单元进行包装运输。
包装前, 断路器及各包装单元内充0.03MPa高纯氮气, 以防潮气或灰尘进入。每个包装都应按装箱清单全面清点检查。
吊装时应注意起吊位置, 选用合适的尼龙吊绳, 在运输和装卸过程中应防止剧烈振动以防内部部件损坏, 并且注意该设备重心略高, 应防止运输过程中的倾翻。
3 GIS的安装
在制造厂已组装好的各元件及部件在安装时不得随意拆卸, 若必须拆卸时应事先取得制造厂同意或在制造厂派人指导下进行。
3.1 安装前的准备
(1) 安装基础检查。
按厂方或设计单位提供的GIS安装基础图纸, 严格检查GIS安装基础建造是否符合图纸要求并做好各基础测量点的标高记录。
(2) 现场清理。务必将地坪和地沟清理干净, 工作面要求洁净无灰尘, 工作范围与外界隔离但要保持一定通风, 相对湿度不大于80%, 为了防止起灰尘, 应在安装前对地面洒水并把水揩净, 在空气静止48h后才开始安装。
(3) 按GIS设备的基础图和总体布置图要求, 在地坪上用墨斗画出各间隔的间距、相距和主母线间的中心线, 供GIS设备安装就位用。
(4) 沿各中心线, 按间隔用经纬仪测出2~4点标高, 并做好记录, 作为GIS就位的依据。
(5) GIS运进厂房后, 按计划、程序进行安装, 不得堆积。
(6) 熟悉GIS设备图纸资料和作业要领。
3.2 GIS安装工艺
(1) 首先确认安装基准及最先就位的单元。若选的不合适, 将直接影响以后的安装工作。
(2) GIS设备外壳均为铝合金件, 吊装时应防止相互碰撞, 应使用厂家专供的尼龙绳吊装, 绳上标有代表载重的不同颜色, 供吊装不同重量部件时选用。
(3) 对准备组装的单元, 先行清扫, 然后打开临时密封盖, 用吸尘器清除内部灰尘。对内部有毛刺及凸凹不平的地方需用刮刀修整, 用无水酒精和洁净的布擦净内表面、绝缘子、连接头、导体、法兰等各个元件, 然后用吸尘器除尘, 再用高级餐巾纸和酒精擦一遍, 最后用灯光作检查, 确认清除干净后, 用新塑料布将端部包装密封, 等待连接。
(4) 一般先就位中间间隔, 如果间隔数较少, 可选择外侧的间隔作为第一安装间隔。第一安装间隔就位后, 应精心调整水平, 同时还应使间隔的中心线和该间隔基础的中心线尽可能一致, 调好后将母线筒中气体放掉, 取下两端封盖将密封面、密封圈清理干净。在安装第二个间隔时, 也应处理好密封面, 装好密封圈调整好水平度, 使其母线筒法兰与第一个间隔的母线筒法兰对正, 并保持连接触头的插入深度为38±3mm。第三、第四间隔也如此。
(5) 注意GIS导体两端内径开成喇叭口, 为降低接触电阻, 触头接触部分全部镀银3μm, 触指的弹簧表面亦需镀银, 且保持有一定压缩量, 以保证接触紧密。导电管的连接是将触头涂上导电脂后插入触指即可。外保护采用法兰连接, 连接螺钉均涂有防松胶。
(6) 元件之间连接。将已清理干净的两个端头塑料布拆开, 在外壳法兰槽上压上干净的O形密封圈, 再在密封圈外侧均匀涂上密封胶 (有防锈、密封、防老化、固定等作用) , 用一垫块将内导体垫高使触头准确插入触指, 注意接触导体必须戴专用塑料手套, 然后取垫块、对接、穿螺栓固定即可。所有螺栓紧固均用力矩扳手按规定的力矩紧固。
(7) 特殊部件安装。
1) 伸缩节的安装使用。设备配用的伸缩节一般按其功能分为安装调整型和温度补偿型两种。调整型伸缩节主要用于吸收因安装基础不平或安装孔距超差造成的安装误差;温度补偿型伸缩节主要是用于吸收因热胀冷缩、振动或其它外力作用而引起的管道和设备的少量位移。安装前弹簧调节器与螺母应一直处于锁紧状态, 对接时松开螺母以便于进行尺寸调整, 安装完毕后再将其拧紧, 充六氟化硫气体至额定状态后, 伸缩节处于正常状态, 应松开螺母。
在安装及日后检修过程中, 在每一次回收SF6气体抽真空前, 都必须将螺母向弹簧调节器拧紧确保其处于锁紧状态, 以防止设备在弹簧调节器的拉力作用下损坏。
2) 套管安装。在有套管进出线的工程安装时, 瓷套管应在各部分安装完成后进行安装, 安装时要保证触头连接处可靠接触, 密封面按要求进行可靠处理, 安装前先装好内屏蔽罩及导电杆, 并将外均压环先套在瓷套管上。吊装瓷套管时一定小心, 防止瓷套管碰伤, 瓷套管上下密封面同样要处理好。
3) 辅助安装。各元件组装完成后, 再依次安装下列零部件:装配断路器、隔离开关、接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器等元器件的热二次控制线时, 用蜂鸣器、万用表检查配线, 确认连接部分紧固情况良好;装配各器室的六氟化硫充气管道时要认真清理管道内部, 切实装好O型密封圈;使封闭式组合电器的外壳可靠接地, 盆式绝缘子两侧法兰之间的导电连接板要连接好, 在产品的接地法兰处接好地线。
(8) 设备对接完毕, 应立即进行抽真空和充气工作, 即将每个气室的充气管路连接好, 把干燥吸附剂装入气室内。从放入吸附剂到抽真空的时间间隔一般为1h, 最长2h。抽真空至133Pa即可满足要求, 再继续抽真空30min即可充气至额定值。
(9) 充好SF6气体后方可进行现场试验 (注意:GIS抽真空后充SF6气体前不得测量主回路电阻, 因为此时产品处于亚真空状态, 绝缘性能极差, 试验时可能引起盆式绝缘子因沿面放电而受到损害) 。
(10) 试验结束后, 除了应将各气室SF6压力补充至额定表压外, 还应将各SF6气体密度继电器、压力开关、安全阀等整定至额定位置。
(11) 最终检查, 提出交接报告。
3.3 安装注意事项
(1) 对套管、管路、箱体等部位不要重击或施加额外的力。
(2) 户外安装时, 避免雨天作业。
(3) 安装过程中要特别小心, 防止灰尘和潮气进入GIS内部。
(4) 防止杂质进入GIS内部, 安装前应用塑料套盖住法兰孔。
(5) 保护好充气孔, 不要使之损坏或沾污。
(6) 安放O形圈时, 不要将其损伤;O形圈靠近大气一侧及其对应的法兰密封面上应涂以密封胶 (白色) 。
(7) 安装前, 切勿将罐体和管路上的盖板取下。
(8) 在抽真空前, 迅速放置干燥剂, 以尽量缩短其在大气中暴露的时间 (一般不得超过8h) 。
(9) 用适当力矩紧固螺栓。
4 现场调试要点
4.1 外观检查
主要内容有:装配状态、零件松动情况、接地端子配置及气体管路、电缆台架有无损坏。上述检查应根据安装检查卡进行。
4.2 二次接线检查
检查从控制屏到断路器、隔离开关等元件操动机构的连线;检查从控制屏到TA、CVT等元件端子箱的接线;同时要检查接线端子的松紧程度及端子标记的情况。
4.3 绝缘电阻测量 (含主回路及二次回路)
使用1000 V兆欧表测量主回路 (母线、断路器、隔离开关及接地开关等) 对地, 以及控制回路对地的绝缘电阻。可直接从GIS出线套管导电杆处测量主回路的绝缘电阻值。在端子板上测量每一根线的绝缘电阻值。判定标准:主回路1000MΩ以上, 控制回路1MΩ以上。
4.4 主回路电阻测量
为便于与制造厂测量的结果比较, 应采用相同的测量回路及测量方法 (下述程序仅限于现场) :
(1) 合上待测回路的隔离开关、断路器和接地开关。
(2) 从接地开关上移开接地板后, 接上电源。
(3) 通以直流20~100 A, 测量接地开关两端的毫伏数 (在这种情况下, 毫伏表测量点尽可能远离测量电源) 。
(4) 比较现场测量值与制造厂测量值。判定标准:现场测量值应不超过制造厂测量值的20%。
4.5 开关操作试验及联锁试验
(1) 分合闸试验。在额定操作压力和规定控制电压下, 按下控制屏上按钮, 检查分合闸状况。
(2) 连续分合闸操作试验。除接地开关用手动控制外, 要在额定操作压力和额定控制电压下连续进行5~10次分合闸操作。在此过程中, 检查操作机构、转换开关等部位。
(3) 操动各元件, 检查断路器与隔离开关之间的联锁情况。判定标准:必须满足电气控制原理图规定的联锁条件。
4.6 各气室的SF6气体含水量测量
断路器气室含水量应小于150×10-6 (体积分数) , 其他气室含水量应小于250×10-6 (体积分数) 。
4.7 压缩空气系统泄漏试验
断路器气罐充气到额定压力 (1.47×106Pa) 后, 关闭供气阀, 保持12h或24h, 检查气压下降率 (要求下降率:12h小于5%;24h小于10%) 。
4.8 SF6气体泄漏检测
在装配现场用塑料薄膜将壳体上法兰的连接部位包封起来 (要求被检设备充气搁置3h以上) , 用SF6检漏仪测量包容区内SF6含量 (检漏仪的测量单位为10-6, 体积分数) , 年漏气率必须小于1%。
4.9 SF6密度继电器及空气压力开关试验
(1) 温度补偿压力开关:检查SF6气体监控箱内温度补偿压力开关的动作值在整定范围内。
(2) 空气压力开关:控制空气罐上的进气阀和放气阀, 调整空气压力, 借以检查安装在断路器操作机构箱中的空气压力开关的动作压力。
4.1 0 TA试验
在端子板上用500V摇表测量二次线圈对地绝缘电阻, 其值应大于1MΩ。
4.1 1 CVT试验
(1) 在端子板上测量二次线圈对地绝缘电阻, 其值应大于5×103MΩ。
(2) 对二次绕组及一次绕组接地端子施加工频电压。判定标准:耐受工频试验电压2k V/min。
(3) 有条件时, 可对一次绕组进行工频耐压试验, 但试验电压不得超过额定电压的1.3倍。
4.1 2 LA试验
LA安装后, 应在晴朗天气, 无开关操作的情况下进行泄漏电流测量, 检查和记录放电计数器的起始数据。阻性电流超过0.5m A时, 必须详细检查和分析原因。
4.1 3 主回路工频1min耐压试验
为了防止安装上的失误, 确保GIS安全运行, 设备安装完毕后, 应进行主回路 (对地和断口间) 的工频电压试验, 耐受试验电压为0.8×460k V/min。
4.1 4 二次回路工频2k V/min耐压试验
控制回路和辅助回路对地应进行工频电压试验, 耐受试验电压为2k V/min。
全封闭组合电器 篇2
一、断路器元件的断口布置形式需根据场地情况及检修条件确定，当需降低高度时，宜选用水平布置；当需减少宽度时，可选用垂直布置，
灭弧室宜选用单压式。
二、负荷开关元件在操作时应三相联动，其三相合闸不同期性不应大于10ms，分闸不同期性不应大于5ms，
三、隔离开关元件当布置在直线段时，宜选用转动式；布置在直角转角段时，宜选用直动式。
四、在封闭电器停电回路的最先接地点或利用接地措施保护封闭电器外壳时，应选择快速接地开关；而在其他情况下则选用一般接地开关。接地开关或快速接地开关的导电杆应与外壳绝缘。
全封闭组合电器 篇3
电力设备维护检修大体上分为事故后检修、定期检修、状态维修。采用状态维修, 即根据电力设备的运行状态决定是否维修, 这样既降低维修费用, 又能及时排除故障隐患。而状态监测技术则是状态维修的科学根据。
1 ZF11-252kV GIS简介
以ZF11-252kV GIS为例, 它是由断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器等元件组合构成的。GIS监测系统监测的内容包括:对SF6断路器的监测, 对隔离开关、接地开关状态的监测, 对所有气室的SF6气体温度和压力的监测以及对线路一次电压的监测等。
2 在线监测的内容
反映SF6高压断路器运行状态的参数较多, SF6高压断路器监测项目应建立在历年来事故统计和分析的基础上, 选择易诱发事故的参数进行监测。
(1) 操动机构分合闸线圈工作电流。
断路器操动机构动作过程中线圈工作电流的波形, 反映了铁心运动状态以及其他机械状态, 包含着重要信息。根据电流波形的特征参数可以计算出铁心启动时间、运动时间、线圈通电时间, 从而得到铁心运动状态, 发现是否有铁心卡滞现象、铁心的行程和铁心吸力等参数的变化。
(2) 操动机构分合闸线圈工作电压。
《电力设备预防性试验规程》DL/T596-1996规定:“高压断路器分、合闸电磁铁或合闸接触器端子上的最低动作电压应在操作电压额定值30%～65%之间”。通过监测线圈工作电压, 能够得知操作回路电压的高低, 作为故障诊断依据。
(3) 断路器开断电流。
累计开断电流是表征其电寿命状况的重要参数, 断路器触头电磨损是影响其电寿命的重要因素, 是状态检测的重要内容。因此, 对断路器触头的电磨损情况进行在线监测, 进而实现对电寿命的诊断。
(4) 断路器的行程、时间。
断路器触头运动特性包括触头合闸特性和分闸特性, 合闸和分闸运动速度特性是满足断路器灭弧室内的电气性能的保证。根据行程—时间特性曲线, 可以间接得到断路器合分速度曲线, 能够反映断路器动作过程中有无机械卡滞和缓冲不良等异常现象, 并由这些参数来判断当前状态是否正常。
(5) 液压操动机构液压油温度。
液压操动机构长期处于过高或过低环境温度中, 必然使液压油温长期过高或过低, 造成液压油的性质变化乃至影响液压油的黏度, 改变断路器的运动特性, 可能造成断路器拒动, 引发事故。对油温进行监测, 在温度过低时能够及时启动加热装置。
(6) 操作线圈断线。
对操作线圈回路进行断线监测, 可以预先知道将要进行操作的合闸或分闸线圈二次回路是否完好, 预防断路器因控制回路断线故障而产生的拒动, 减少拒动产生的几率, 有益于断路器稳定运行。
(7) 高压油压力。
液压油的压力对断路器的运动特性有着直接影响。油压过高, 动作过程中冲击力过大, 会对元器件造成损坏, 影响断路器的机械寿命;油压过低, 分合速度下降, 严重时会使断路器无法断开故障电流而导致事故的发生。所以, 对断路器运行中的高压油压力进行监测, 超出阈值范围报警, 可以减少故障的产生。
(8) 油泵启动次数。
油泵频繁启动会对液压元件造成冲击伤害, 严重时会导致液压系统渗漏, 所以把油泵的启动频率规定在一定范围内, 超过范围就要对液压系统回路进行检查。
(9) 断路器的分合位置。
在断路器日常运行过程中, 作为断路器分合状态指示及相关特性分析的一个判断依据。
3 在线监测的方法与手段
通过对ZF11-252kV GIS的断路器结构和二次控制部分的分析和研究, 在不影响产品性能的条件下, 做了一些细微改动, 保证既能够得到需要监测的量, 又不影响原来的结构和功能。
3.1 电寿命与开断电流的监测与诊断
(1) 电寿命的诊断原理与标定方法。
触头累计磨损量法是利用不同开断电流下等效磨损曲线, 将每次电流开断所对应的相对电磨损及时累计;每台断路器允许的电磨损总量由其额定短路开断电流及允许开断满容量次数标定。
(2) CT饱和问题分析。
对于特大短路电流, 必须处理好互感器饱和引起二次电流畸变时对一次电流真实值的记录问题。尽管二次电流在大部分时间因铁心饱和而无法反映一次电流的真实变化, 但在过零点附近仍能保持与初级电流相同的变化趋向, 初次级上升率的变化快慢有确切的对应关系。基于这一事实, 正常负荷电流通过一定的算法求得, 而短路电流则按正方向 (电流上升时) 的最大差值确定。
(3) 开断电流监测方法。
从电流互感器的线圈保护绕组上取信号。ZF11-252kV GIS中断路器的额定短路电流是50 kA, 实际运行中正常情况下母线上的电流是几百安培, 选择电流互感器的保护绕组变比为600/5。当一次侧为额定短路电流时, 二次侧的电流理论上为416.7A, 实际上由于线圈饱和的原因二次侧的输出电流要远小于理论值。选择霍尔效应型电流传感器穿心输入, 即从保护绕组二次侧出来的信号穿过传感器。传感器的输出信号经过保护电路后, 传到PC/104的A/D板上。传感器集中放置在传感器箱中, 其输入端通过汇控柜端子排与电流互感器保护绕组的二次侧相连, 这样当二次侧有电流输出时, 由于霍尔效应, 传感器的输出端有电压输出, 传感器的输入电路与输出电路电气隔离, 可以直接测量。
3.2 分合闸线圈工作电流的监测方法
ZF11-252kV GIS的液压操动机构分合闸操作线圈参数:线圈正常工作电压DC 220 V;合闸线圈电阻109 Ω;分闸线圈电阻75 Ω。
传感器额定输入电流选择5 A, 输出电压为5 V。实际线圈工作电流不会大于3 A。电流传感器采用接线输入, 直接连接在线圈工作回路上, 传感器感应后产生电压信号输出, 经过保护电路后, 传至PC/104 A/D板。PC/104采样程序经过判断后开始采样并传送到上位机, 上位机经过处理就可以得到分合闸线圈的电流。断路器动作过程中, 采样得到的完整的线圈工作电流实际波形与标准波形作比较, 从中得到操动机构的状态信息, 从而比较全面地反映线圈的真实状态。
3.3 操作线圈回路断线的监测
传感器把信息传给PC/104, PC/104再把信息传给上位机。这样, 在进行断路器操作之前, 就可以预先知道操作回路是否正常, 能否进行操作。
3.4 断路器分合闸线圈工作电压的监测
如图1所示, 合闸电压传感器的输入端与Y1:1和KL-相连, 分闸电磁铁的输入端与Y2:1和KL-相连;正常情况下, 均无电压输出, 一旦断路器动作指令下达 (如进行合闸操作) , K6的13, 14接点导通, 则合闸线圈有电流流过, 电压传感器开始有电压输出;断路器合闸, 辅助开关转动, QF:35, 36点断开, 合闸线圈断电, 电压传感器电压输出停止。通过采样、计算和数据处理得到线圈的工作电压波形, 据此可以判断合分闸线圈的工作电压是否正常。
3.5 断路器分合位置的监测
对断路器的分合位置监测最直接的方法就是对断路器辅助开关的接点的开合进行监测。采用的方法是从辅助开关表示分合状态的接点中引出一对分接点和一对合接点。对2对接点同时监测不仅使结果更准确, 而且还可以发现辅助开关分合不到位的情况。
4 结语
状态监测随时获取反映运行状态的各种物理量, 对运行状况作出预测, 必要时报警和作出处理。这样既可避免事故的进一步扩大, 又可减少预防性试验的次数, 把握最佳维修时机, 做到预知性维修。
参考文献
[1]王旭昶, 黄瑜珑, 古金国, 等.SF6断路器不拆卸检测技术[J].高压电器, 1996 (2) .
全封闭组合电器 篇4
高压配电装置的型式有3种: (1) 空气绝缘的常规配电装置, 简称AIS。其母线裸露直接与空气接触, 将带电部分、接地部分分隔一定的距离, 依靠空气绝缘, 断路器可用瓷柱式或罐式。 (2) 混合式配电装置, 简称H-GIS。全称混合型气体绝缘组合开关设备, 是罐式复合开关的一种, 其结构与GIS基本相同, 但不含母线, 是将断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关、电流互感器、电压互感器等元件组合, 并封闭于金属壳内, 充SF6气体绝缘组成的封闭组合电器。H-GIS的优点是运行可靠性高, 不受污秽影响等, 相对AIS设备, 在安装、调试、运行维护上都有较大的优势, 可大大改善设备运行环境, 实现少维护。 (3) SF6气体绝缘全封闭配电装置, 简称GIS或 (F-GIS) , 它适用于人口稠密、场地狭窄、沿海、空气污秽和高海拔等地区。本文主要就气体绝缘金属全封闭组合电器的特点及运行维护和验收工作进行探讨。
1 GIS的主要特点
(1) GIS为组合电器且充SF6气体, 体积小, 占地面积小; (2) GIS的内部绝缘在运行中不受环境影响; (3) 施工工期短, 运行可靠, 安全性强, 维护工作量很小; (4) GIS对通信装置不造成干扰。
2 GIS设备验收
GIS设备新安装和大修后要进行以下验收项目:
(1) 安装牢固, 外表清洁完整, 支架及接地引线无锈蚀和损伤, 瓷件完好清洁, 基础牢固, 水平、垂直误差符合要求;母线伸缩节安装符合厂家说明书要求。
(2) 电气连接可靠且接触良好, 接地良好、牢固。
(3) 各气室内SF6气体的水分和全气体分析报告合格, 气体压力符合要求, 无泄漏, 压力表 (或密度计) 应有有机玻璃护盖并有防雨罩;各密封管路阀门位置正确, 连通阀门均开启, 取气阀应关闭。
(4) 液压机构油位符合要求, 无渗漏油, 压力值符合规定;弹簧机构储能正常;机构电机运转正常;机构加热器正常。
(5) 开关、刀闸、接地刀闸分合操作动作正常, 现场机械指示、汇控柜、测控屏及监控机显示位置准确、一致;设备检修后验收, 开关、刀闸、接地刀闸位置应与检修前相符。
(6) 本体清洁, 油漆完好, 相色标志、一二次设备名称和位置标识齐全、正确、清晰。
(7) 汇控柜、机构箱及测控屏封堵良好, 内部无受潮、生锈和脏污情况, 二次接线整齐, 无松动。
(8) 汇控柜呼吸孔应有纱网及防尘棉垫, 温、湿度控制器的定值在规定范围内。
(9) GIS室内空气中的含氧量应大于18%或SF6气体浓度不应超过1 000μL/L。
(10) 新投及大修后运行前应按试验规程进行试验并合格, 信号传动正确。
3 GIS日常运行维护
3.1 关于GIS设备的操作规定
(1) GIS设备正常运行时断路器及隔离开关的倒闸操作和事故处理必须在控制室, 由运行人员在后台机上进行远方操作, 只有接地刀闸可以在开关室汇控柜操作。
(2) 当GIS设备进行正常操作时, 为了防止触电危险, 禁止触及外壳, 并保持一定距离。操作时, 禁止在设备外壳上进行任何工作。手动操作刀闸或接地刀闸时, 操作人员必须戴绝缘手套。
(3) 在保护室相应测控屏上允许进行的操作:1) 监控系统后台机发生故障, 不能进行操作时, 运行人员需要进行设备操作;2) 设备停电, 保护人员进行保护调试工作, 办理第一种工作票后, 经当值值班长同意, 可以在调试工作中操作。
(4) 紧急情况时在汇控柜上操作断路器及隔离开关, 必须在得到相关领导同意后, 才能到就地汇控柜上进行操作。
(5) GIS的断路器、隔离开关、接地刀闸一般情况下禁止手动操作, 只有在检修、调试时经上级领导同意方能使用手动操作, 操作时必须有专业人员在现场进行指导。
(6) 设备正常运行时不得将汇控柜上的“联锁、解锁”开关倒至“解锁”位置, 因为这个方式开关倒至“解锁”位置后所有的电气闭锁将失效, 极易导致误操作。
(7) 当GIS设备某一间隔发出“闭锁”或“隔离”信号时, 应结合设备异常信号和设备位置状态, 查明原因, 在原因没有分析清楚前, 禁止操作此间隔任何设备;同时迅速向调度和工区汇报情况, 通知检修人员处理, 待处理正常后方可操作。
(8) GIS设备操作后的检查。由于GIS设备是全封闭的, 所以没有明显断开点。操作后的检查依据是以下3点发生对应变化:1) 运行人员工作站主接线图上该设备的状态变化;2) 事件记录的报文;3) 现场位置指示器的状态。
3.2 GIS设备的日常巡视和检查
(1) 进入SF6气体设备场所须先开排风扇通风, 检查防爆盘时速度要快, 不准在防爆盘前停留, 若GIS破裂, SF6气体外泄, 应及时打开排风扇通风, 进入电缆沟内或低凹处工作时, 应测含氧量及SF6气体浓度, 确认空气中含氧量不小于18%, 空气中SF6浓度不大于1 000μL/L后方可进入, 禁止攀爬到GIS设备上面或站在不稳定的平台上进行工作。
(2) GIS汇控柜上各类控制信号、照明、电源空气开关在“合”位, 保护屏无掉牌, 指示灯正常, 电流表、电压表指示正常且三相平衡。
(3) 检查断路器、隔离开关、接地刀闸的现场位置指示正确。
(4) 检查断路器、保护各种信号灯指示正确, 综自设备显示正常。
(5) 检查断路器、隔离开关、电缆气室的各个SF6气体密度表计指示应在正常区域内。
(6) 设备外观无异常, 本体无变形, 各阀门管路良好无变形, 设备无异常声响, 无异常气味, 设备外壳无锈蚀。
(7) 接地端子是否有过热现象。
(8) 外壳接地完好 (接地铜排良好) 。
(9) 定期对GIS设备接头、壳体及二次盘柜接线进行红外测温。
(10) 检查操作机构传动机构良好、断路器电机良好、机构和本体无渗漏。
4 GIS设备的日常维护
(1) 变电站现场规程中应明确本站GIS设备各气室的额定、报警和闭锁压力。机构箱、汇控柜内的驱潮器应长期投入, 加热器按照规程要求投入。采用温湿度控制器控制的加热器, 需常年投入。
(2) 运行中的GIS设备对于运行、维修人员易触及的部位, 在正常情况下, 其外壳及构架上的感应电压不应超过36 V, 其温升不应超过30 K。如果外壳可触及, 但在正常操作时无需触及, 其温升极限可增加到40 K。
(3) 为防止异物进入和带来潮气, GIS室门应关闭严密, 进出时应随手关闭。
(4) 每日巡视检查按规定项目进行设备巡视, 重点检查各气室SF6气体压力良好, 在规定范围。
(5) 监盘人员注意监视GIS设备各回路三相电流平衡;每旬和高峰负荷对GIS设备接头、GIS壳体及二次盘柜进行红外测温。
(6) 每周日按设备点检规定对GIS设备及就地控制箱进行点检巡视。
(7) 每月根据变电站月工作计划, 对GIS设备进行盘面清扫工作。
(8) 投运第一年中应测试SF6气体回路的水分及间隔泄露, 如测试合格则今后每年测量一次SF6气体回路的水分含量应在规定指标内 (环境温度20℃时:有电弧产生的气室不大于300μL/L, 其他气室不大于500μL/L) 。
(9) GIS设备的特巡工作:1) 当负荷增大或大负荷增加时应及时对设备进行巡视和测温工作;2) 气候发生变化时, 如气温突降或高温天气、雪、雷雨、冰雹、大风、沙尘暴等, 根据气候情况增加特巡工作, 雷雨天气后及时检查各线路避雷器动作情况;3) 倒闸操作后检查操作机构传动机构良好、断路器电机良好、机构和本体处于良好状态;4) GIS设备发生故障时, 如弹簧未储能、气室压力降低、气室红外测温温度偏高等, 及时进行设备检查, 在故障未消除前, 值班长需制定反事故措施, 落实责任人;5) 事故跳闸故障后, 对相关设备进行特巡检查。
(10) 当巡视发现SF6气室压力突降、SF6气体压力低报警等异常, 值班长必须及时汇报调度和工区领导。
5 结语
随着社会经济的快速发展, 城市用电负荷的不断增长, 对供电可靠性的要求越来越高, 各个城市城市化的进程加快, 许多城区都需要新投变电站, 而城区的土地资源少、大城市的人口密集、个别地区负荷密度极高的矛盾日益突出。GIS设备占地面积小, 运行可靠, 安全性强, 不会对周边居民区环境造成影响, 所以在城区大力推广GIS变电站是切实可行的。运行维护人员对GIS设备的熟悉、了解以及在运行工作中的维护和操作中的注意事项如果不清楚, 就会在设备的操作和事故处理过程中极易造成误操作和扩大事故的后果, 本文就GIS设备运行和维护工作中的注意事项和规定作了详细的分解, 便于业内人士参考借鉴。
参考文献
[1]张宁.供配电企业生产技术标准汇编——送变电卷 (高压开关分册) [M].北京:中国标准出版社, 2001
[2]中国电器工业协会, 《输配电设备手册》编辑委员会编.输配电设备手册 (上册) [M].北京:机械工业出版社, 2000
全封闭组合电器 篇5
1 铝法兰传统的生产工艺
铝法兰传统的生产工艺中最重要的就是芯轴扩孔, 实际上, 就是一种与拔长基本一致的变形方式。其与长轴件拔长存在着本质上的区别。芯轴扩孔是利用环形坯料顺着圆周方向进行不断的拔长, 在这一过程中, 变形体局部会不断的加载, 整体因此会出现强大的内力, 使得局部发生变形。芯轴扩孔过程中, 变形部分的金属流动方向与切向、宽度方向一致, 此时宽度方向与切向方向的流动都会因此大受影响。
相对壁厚主要是指壁厚与环件之间的比值, 相对壁厚与外端阻力成正比, 因此芯轴扩孔过程中, 变形区域内的金属会顺着切向方向进行流动, 同时内外径不会出现明显的增大现象, 而宽度则会稍有增加。芯轴扩孔时, 芯轴可以被看作是承受均匀荷载的梁, 由于锻件壁厚会越来越薄, 芯轴荷载会因此而明显增加, 这就需要加工人员应用更大的芯轴, 以此确保芯轴强度以及刚度都符合要求, 马架之间的差距也能够缩小。芯轴扩孔时, 加工人员需要保证转动量与压缩量基本相同, 同时还需要确保壁厚均匀。为了能够加快扩孔, 加工人员通常会选择应用窄上砧。
铝合金锻造过程中, 对温度要求比较高, 因此其温度区间相对比较窄, 通常情况下, 只有150℃, 有些时候也不超过100℃。而防锈铝合金最初锻造时温度达到了510℃, 最后锻造时温度为380℃, 其温度区间非常大。芯轴扩孔过程中, 加工需要对环件重复的进行打击, 以使其成形。因为铝在室温下、熔化时, 颜色几乎没有发生变化, 因此加工人员在进行铝环件的加工时, 难以把握其温度。正是由于此, 锻造规程中, 时常会出现质量问题, 尤其是变形程度偏大时更加容易出现问题, 锻造次数过多又会引起粗晶。因此对于加工人员来说, 操作经验十分重要, 通常情况下, 最初需要进行轻轻击打, 之后再逐步的加重。铝在高温度的环境下, 硬度大为下降, 非常容易与锻造工具粘连上, 使其表面出现明显缺陷。
从上述的阐释中, 可以发现应用芯轴扩孔的方法来加工制造铝法兰, 生产效率极其低下, 同时会影响到工具设备, 还需要大量的材料做支撑, 加工人员需要付出更多的劳动力。
2 铝法兰的环轧生产工艺
2.1 制作原理。
其制作原理图, 如图1所示。在这一生产工艺中, 驱动辊是主动辊。加工人员借助主电机, 以此使驱动辊能够进行轧制运行, 之后再利用液压装置、气动装置使驱动辊进行直线运行, 其他的辊虽然并不受到任何外部动力的影响, 但是能够自由转动。
在驱动辊1作用下, 环件在轧制孔型内产生连续局部塑性变形, 使壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成形。当环件经过多转轧制变形且直径扩大到预定尺寸时, 环件外圆表面与信号辊5接触信号辊5发出信号, 使驱动辊1停止直线进给运动并返回, 环件轧制过程结束。
轧制过程中, 导向辊3的导向运动保证了环件的平稳转动。图1环件轧制原理1.驱动辊2.环件3.导向辊4.芯辊5.信号辊环件轧制属特种轧制, 其轧制过程的运动学特征如下:
首先, 构成轧制孔型的驱动辊与芯辊直径相差悬殊;轧制中环形毛坯反复多次通过高度逐渐减小的轧制孔型;其次, 驱动辊与芯辊都作轧制运动, 但芯辊与驱动辊的转速不同;最后, 轧制过程中环件的旋转轧制运动、直线进给运动和导向运动相互影响, 对环件轧制质量产生综合作用。由于这些特点, 环件变形区几何边界复杂而不稳定, 变形的热、力学条件也是动态变化。环件轧制表现出了轧制的非对称性和异步性, 具有和多道次轧制、型材轧制相似的特征。在轧制过程不同时刻的几何非线性、物理非线性、边界条件非线性特征都非常明显。
2.2 环件轧制中经常发生的异常现象。一般环件轧制中经常发生如下异常现象:
环件在孔型中停滞不转;环件在孔型中虽有转动但环件的直径不扩大;环件突然压扁;环件直径扩大的速度变化剧烈, 不均匀;已经成形的环件截面轮廓在轧制中又逐渐消失;环件及轧辊发生强烈自激振动。上述任一异常现象的出现都将破坏环件轧制的稳定性, 导致环件轧制过程无法正常进行, 产生废品次品。
2.3 环轧生产铝平法兰环件的工艺特点。环轧工艺生产铝平法兰环件的特点是:
工艺先进, 生产效率高, 与自由锻相比较, 大大改善了劳动生产环境环轧制造的锻件毛坯, 外形平整, 加工余量远小于自由锻件, 材料利用率提高近一倍, 加工工时大大减少环轧后的金属纤维整体流向合理, 产品质量好。克服了自由锻件的夹层、裂纹等缺陷, 法兰产品耐压强度大大提高。在组合电器耐压壳体的生产加工中减少了焊装法兰上的两条焊缝, 避免了焊接时可能产生气泡、虚焊, 保证了126k V全封闭组合电器的使用安全、稳定、可靠。126k V全封闭组合电器耐压壳体铝环件轧制成形工艺流程为:下料→一次加热→自由锻镦粗→冲孔、整形→二次加热→轧制成形→机加工。
结束语
综上所述, 可知轧制成形工艺是现今比较先进的铝法兰加工工艺, 经过大量的研究发现, 该工艺不仅汇能够节约大量的材料, 同时还具有一定的节能效果。因此其既具有一定的经济效益, 也具有一定的社会效益。这对我国实现能源、经济两者的平衡发展起着重要作用。据权威部门统计, 采用轧制成形工艺能够为企业节约近百万元, 可想而知其经济价值非常高。现如今, 该工艺已经被很多大型企业采用, 随着轧制成形工艺的进一步推广, 其带来的经济价值、社会价值将会更大。
摘要：126kV全封闭组合电器耐压壳体铝法兰, 传统方式都是对其进行中芯轴扩孔, 以此使其能够成形。但是中芯轴扩孔的方式存在着比较多的弊端, 其中最为严重的弊端就是切向流动大受影响。为此电气公司应该采用新工艺, 保证铝法兰的成形质量。经过多年的研究, 轧制成形工艺值得尝试应用。首先对铝法兰原有的生产工艺进行了介绍;其次对环轧生生产工艺进行了阐释, 希望能够为126kV全封闭组合电器耐压壳体铝法兰的有效应用提供帮助。
关键词：铝法兰,环轧成形,126kv,全封闭组合电器
参考文献
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全封闭组合电器 篇6
1 气体绝缘封闭组合电器的特点和问题
1.1 特点分析
SF6气体常用于气体绝缘封闭组合电器的绝缘介质, 也是保证设备运作的重要构成。首先, SF6气体本身属于惰性气体, 化学属性稳定, 同时带有负电, 能够吸引电子, 而且密度高, 行动速度比较缓慢, 所以符合绝缘条件, 同时GIS设备本身内部的电场是极其不均匀的, 而且属于典型类型, 同时SF6本身具有耐电压的特征, 而且会因为电压大小变化而受到影响, 特别是内部如果产生机械性故障问题, 则会让电场发生转变进而影响到供电设备。
1.2 缺陷分析
对于气体绝缘封闭组合电器来说, 存在诸多的缺陷, 即如安装和运行存在的缺陷, 即像零件接触引发的电极问题, 设备使用的正常老化, 还有材料本身加工存在的介质空间都会让设备运作出现故障, 同时根据多次实践经验总结, 外界物质以及悬浮颗粒会让设备出现较多故障, 同时这两类物质的来源可以归结为多个方面, 即如安装制造过程中;设备本身运作产生, 比如设备上的磨损脱离等等[1]。
2 气体绝缘封闭组合电器故障检测方法分类
2.1 交流电压与局部放电检测
对于交流电压检测可以通过相关实验进行, 即如利用现场实验, 检测进行老练实验与耐压性实验, 根据图示和数据进行分析, 例如设备的最高电压数据以及交流耐压的电压。同时在运用交流电压后, 气体绝缘开关设备中会产生大量的悬浮粒子, 从而让整个设备出现安全问题, 同时设备会对这些悬浮粒子产生巨大的压力, 同时在加压状态中, 电压值不断升高, 悬浮粒子也呈现上升趋势, 而让电场强度得到下降。则可以减少电晕现象;另外如果不停止加压, 则可以让悬浮粒子完全烧毁。不过要保证老练实验优先进行, 才能让实验具有更强的说服力;最后, 虽然高压交流试验对于GIS的绝缘检测最佳, 但是对于悬浮粒子的检测也具有一定的功效。另外, 多数设备局部放电的原因多数是由自身老化所引发的, 会对功能的影响往往巨大, 所以可以通过局部放电检测可以完全解决这个问题, 而局部放电的检测流程可以与交流电压检测同步, 以便于探寻设备的潜在问题。
2.2 雷电冲击检测
雷电冲击检测就是利用绝缘体自己所具有的耐电压特征, 而基于雷电冲击条件, 会出现电击穿状态, 另外, 热击穿与游离击穿也会同步发生, 特别是当绝缘体的耐受电压达到工频电压标准时。另外, 雷电击穿检测本身与绝缘体的外因和内因 (即受潮情况与击穿时间) 并无太大关系, 所以通过雷电冲击检测则可以快速察觉出气体绝缘封闭组合电器存在的问题和需要改进的方向。
2.3 SF6气体分解产物检测
虽然SF6气体属于惰性气体, 具有较强的稳定性, 但是因为气体绝缘封闭组合电器也需要历经设计、装配及维护阶段, 所以环境较为复杂可能导致气体的稳定性受到一定的影响, 进而产生分解情况。而对于设备来说, 也由于密封较好, 导致一些无法预知的情况出现却很难快速发现。而目前技术对设备进行维修都需要预先进行断电, 这也让电力系统无法持续为国民生活、工作进行持续服务, 进而导致经济受损, 所以需要对维修方法进行改进, 而SF6气体分解产物检测是目前行业内提出的一种安全检查手段, 其也是历经十多年实验实践的成果, 而且已经有大量的案例证明, 这种实验方法能快速准确检测设备内部的故障问题[2]。最后, 对于不同电压条件下的气体绝缘封闭组合电器, 气体分解产物检测周期也存在差异的, 即如:低于35Kv电压规格的设备, 其中新型设备半年检测一次, 而旧的设备则遵循每2-3个月检测一次, 必要才进行检测;110Kv-220Kv电压规格的设备, 其中新型设备三个月检测一次, 而旧的设备则遵循每1-2个月检测一次, 必要才进行检测;而330Kv-1100Kv的设备, 其中新型设备三个月检测一次, 而旧的设备则遵循每年检测一次, 必要才进行检测。
2.4 红外成像检漏仪检验
红外成像检漏仪, 顾名思义, 其作用是用于SF6气体泄漏的检测。就气体绝缘封闭组合电器而言, 其构成可以包含多个密闭的气室, 每个气室的空间约为0.4-0.7MPa, 远远小于大气压, 如果发生漏气很容易导致设备内部混入过多的空气, 影响绝缘效果。而一般检测运用的是肥皂进行检测, 而检测人员需要将肥皂涂抹在不同位置, 这个过程往往需要大量的时间以及人力资源, 而且无法杜绝误检、漏检的问题。而红外线成像检漏技术则可以大大缩短检测的时间, 特别是通过成像原理很快反应出漏气部位, 以便维修人员能够快速找到。而且红外成像技术可以穿透密封的金属外壳, 对设备内部进行检测, 不但能减少设备因为检测受到的损害, 同时还能够反应设备整体的运作情况, 因而值得广泛推广和运用。
3 结语
气体绝缘封闭组合电器是一个密封的设备, 也由于其特殊属性, 让其在故障检测方面存在较多的问题和难度。所以需要对传统的人工检测方法进行改进, 即拓展相应的方法, 最后针对设备的不同的问题, 选择更具有针对性的检测方法, 这样也能够降低检测的难度性, 让气体绝缘封闭组合电器能够稳定可靠, 并且在电力系统中充分发挥其关键的作用, 也让维修难度降低, 维修更加便捷。
参考文献
全封闭组合电器 篇7
1.1GIS的基本结构
GIS由断路器 (CB)、隔离开关 (DS)、电流互感器 (CT)、接地开关 (ES)、快速接地开关 (FES)、 母线 (M)、电压互感器 (VT)、避雷器 (LA)、电缆终端 (CSE) 等部件组成。GIS的外壳为金属筒 ( 壳体材料有铝合金和钢两种 ),导电杆和绝缘件封闭在内部并充入一定压力的SF6气体。SF6气体作为绝缘和灭弧介质。
1.2GIS的特点及优势
目前我国GIS与常规电气设备相比,结构性能有以下特点 :(1)GIS利用SF6气体作为设备内部绝缘和灭弧的介质,因SF6气体的特性,能极大缩减导电体与金属地电位壳体之间的绝缘距离,则从占地面积和安装空间来说,相比常规电气设备要节约很多。(2) 所有电气元件均被封装在一个接地金属壳内,使带电部件不暴露于空气中 ( 除采用架空引出线的部分 ),运行中受自然条件影响小,其可靠性和安全性比常规电气设备好得多。(3)SF6气体是不燃不爆的惰性气体,所以GIS属防爆设备,适合在城市中心地区和其他防爆场合安装使用。(4)GIS主要组装调试工作已在制造厂内完成,现场安装和调试工作量较小,因而可以缩短变电站安装周期。
2GIS典型故障及原因分析
2.1GIS典型故障
GIS在制造时出现的毛刺,安装运输时部件松动或接触不良引起电极电位浮动,运行中绝缘老化以及各种情况下可能出现金属微粒等各种绝缘缺陷。此外,设备安装、密封不良也时有发生,上述缺陷可能发生故障。
通过对变电站GIS设备运行情况的不完全统计, 总结出常见的故障有SF6气体泄漏、绝缘故障、断路器故障,而这些故障有的是因为产品设计缺陷和材质选用方面,有的发生在安装工艺把关不严方面, 本文主要针对安装工艺上存在问题进行原因分析。
2.2故障原因分析
1)SF6气体泄漏原因分析。SF6气体泄漏是GIS发生的所有故障中,出现频率最高的故障。法兰密封面、压力表和充气阀是目前发生气体泄漏的普遍部位。而导致泄漏现场施工引起的主要原因可以概括为以下三类 :(1) 密封圈处理 (O型圈 )。泄漏之所以经常发生是由于密封圈的质量问题,现场对密封圈检查不仔细或清洗不到位,会导致密封圈表面的裂痕、凹凸及内部的细微缺陷在安装过程中难以被发现和处理,安装完成后引发气体泄漏现象。(2) 对接法兰密封面处理。若对接两个罐体中心线不对称,会造成在密封结合面上产生很大的扭矩,更严重的造成密封圈脱离密封槽而移位,最终使密封面密封性不够而发生泄漏。(3)SF6气体处理。一般在现场是通过吸附剂的更换、抽真空和充气的手段对SF6气体进行处理。若吸附剂出现不是采用真空包装或吸附剂产品有质量问题,或者现场抽真空及注气的方法不合理,都可能导致SF6气体处理不到位, 从而发生气体泄漏。
2) 绝缘故障原因分析。内部闪络击穿和局部放电是目前GIS发生的两大绝缘故障,其中闪络击穿不但经常发生,同时造成的影响是巨大的。这种故障绝大多数都发生在盆式绝缘子和支持绝缘子上,此外还有因为断路器绝缘拉杆发生断裂而引起的击穿事故,造成相对地击穿短路。击穿短路原因总结为 :(1) 部件材质自身的质量不过关 ;(2)GIS内部存在大量自由微粒 ;(3) 悬浮电位放电。
3) 断路器故障原因分析。元件故障一般发生在断路器中,操动机构和传动环节是断路器故障主要发生部位,操动机构故障发生在液压机构,而液压机构故障主要体现于漏油和控制阀失灵,以此引起断路器闭锁、误跳或停运检修。多级控制阀由于复杂的机构,氮气储能装置的落后将加大泄漏的可能性以及选用的密封圈橡胶材料质量不过关,这些都是液压机构设计方面不可靠的因素,从而引发液压机构发生故障。
3GIS故障预防措施
针对以上故障原因分析,在现场进行GIS安装过程中,采取有效的预防措施并组织实施,以有效预防GIS的常见故障。
3.1SF6气体泄漏故障预防措施
1) 密封圈 (O型圈 ) 处理。首先用无毛纸涂抹少量酒精对密封圈进行仔细的清理,然后抹少量真空硅脂在O型圈上,一只手用食指和拇指捏紧O型圈,另一只手则缓慢拉伸O型圈,通过捏紧O型圈的手指感觉来检查内部空腔缺陷,若无问题才将密封圈装在法兰面上,装上后用橡皮锤轻轻敲击固定。
2) 法兰面处理及对接。法兰对接前应先对法兰面、密封槽及密封圈进行检查,法兰面及密封槽应光洁、无损伤,对轻微伤痕可平整。密封面、密封圈用清洁无纤维裸露白布或不起毛的擦拭纸蘸无水酒精擦拭干净。密封圈应确认规格正确,然后在空气一侧均匀地涂密封剂,涂完密封剂应立即接口或盖封板,并注意不得使密封剂流入密封圈内侧。 对接过程测量法兰间隙距离均匀。
3)SF6气体处理。充注前,充气设备及管路应洁净、无水分、无油污 ;管路连接部分应无渗漏 ;吸附剂的更换方式、时间应符合产品技术要求。向设备充气前,对每瓶SF6气体都要进行微水含量测定,应小于或等于8×10-6。
3.2绝缘故障预防措施
1) 降低GIS内部自由微粒数量。总结现今施工现场的实际情况,安装现场的周边环境是GIS内部的自由微粒的主要来源。安装过程中必须严格贯彻其他常规工艺标准,要求装配人员必须穿戴专用工作服和工作帽,使用的工具严格受控 ;尽量缩短气室露空时间 ;必须利用塑料罩将暂时无法封闭的气室等临时封盖。
2) 减少GIS内部的毛刺。不均匀的场强分布会造成GIS内部电场在绝缘的薄弱环节产生放电, 从而引发事故。从本质上来讲,破坏场强分布的均匀程度,使局部电场强度激增,会导致悬浮电位放电。毛刺的存在会造成场强分布不均匀,从而加大导致尖端局部放电的可能性,所以安装过程中,仔细检查导体 ( 母线 ) 表面和气室金属外壳内壁表面的光洁度。应重点检查是否有毛刺,如发现要及时通知厂方处理。
3.3断路器故障
针对氮气储能装置的落后将加大泄漏的可能性以及选用的密封圈橡胶材料质量不过关可能会导致断路器故障的原因,现场施工前,一方面,要认真审核厂家设计图纸,对设备出厂进行监造,杜绝设备落后及不合格材料的情况出现 ;另一方面,现场安装和定位断路器机构时,尽量减少设备的震荡,并要求厂家运输过程中装设三维碰撞记录仪,记录设备运输过程中的碰撞情况,保证设备就位完成后的完好性。
全封闭组合电器 篇8
关键词：SF6,GIS,组合电器的特点,安装
SF6封闭式组合电器即GIS。是由英文Gas Insulated Switchgear的缩写, 意思是“气体绝缘开关”, 顾名思义是以气体为绝缘介质的开关设备。GIS的中文意思也可以称为"高压全封闭组合电器"。它将一座变电站中除变压器以外的一切设备, 包括断路器、隔离开关、接地开关、CT、PT、母线、避雷器进出线套管等, 经优化设计有机地组合成一个整体。GIS有效地缩小占地面积, 元件全部密封不受环境干扰、运行可靠性高、运行方便、检修周期长、维护工作量小、安装迅速、运行费用低、无电磁干扰等优点, 已经成为现代高压电器发展的主流。GIS实现了小型化, 模块化, 绝缘不受外界影响;对周围不产生电磁场, 杂音和无线电干扰, 合乎环保要求;具有可靠性高, 安全性能好, 配置灵活, 安装周期短, 维护方便和检修周期长等优点的开关装置。GIS的安装与调试作为GIS质量控制中的重要一环, 其安装质量的好坏直接影响到GIS日后的运行质量与安全。下面就谈谈自己对SF6封闭式组合电器安装的肤浅看法。
1 SF6封闭式组合电器特点及应用
GIS组合电器采用绝缘性能卓越的六氟化硫气体做绝缘和灭弧介质, 所以能大幅度缩小变电站的体积, 实现小型化结构。GIS具有可靠性高、安全性好, 杜绝对外部的不利影响。隔离开关和接地开关设置有特殊的结构, 保证隔离开关有很高的开合母线转换电流能力, 接地开关有优良的开断感应电流的能力。
1.1 GIS组合电器的重要性
GIS组合电器设备的所有带电部分都被金属外壳所包围, 它是用铝合金、不锈钢、无磁铸钢的材料组成。外壳用铜母线接地, 内部充有一定压力的SF6气体。GIS组合电器设备的高度集成化、紧凑性, 在现场安装中任何的疏忽都将留下其运行中存在的隐患, 严重的将造成设备和电网事故。其绝缘性能、灭弧性能都比空气要好得多。GIS设备的电场结构是用同轴圆柱体间隙, 故为稍不均匀电场, 而常规变电站则是棒-板组成的不均匀电场。由于GIS的间隔设备操作全部使用电气化, 并能实现微机遥控操作, 大大简化了变电运行操作程序, 减轻了运行人员的工作强度。GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用, 而且在特高压领域也被使用。
1.2 GIS组合电器的结构特点
GIS组合电器最大限度地缩小整套配电装置的占地面积和空间体积, 结构十分紧凑, 采用积木式结构组合在一起, 并全部封闭在金属外壳内。由于GIS的带电部分全部密封在SF6气体中, 能消除外部环境因素对设备的影响与干扰, 在重污染、高海拔、多盐雾、多地震地区和高层建筑内部及地下室使用具有常规开关设备无法比拟的优越性。对周围不产生电磁场, 杂音和无线电干扰, 合乎环保要求;具有可靠性高, 安全性能好, 配置灵活, 它能够实现自动控制, 操作简单, 可达到少维护或免维护的要求, 使用寿命可长达30年。特别适用于沿海、高原、污秽严重的地区使用。
1.3 GIS组合电器的应用
随着经济的迅猛发展, GIS组合电器的使用量每年大约按15%的速度增加。一般用于由于场地大小限制, 无法安装敞开式断路器和刀闸、地刀的变电站, 因为封闭组合电器占地面积比同样的敞开式断路器和刀闸、地刀要小很多, 但是费用要更高, 所以一般用于面积受限的变电站, 可用于湿热、污秽、高寒地区等严酷环境条件, 符合小型化、自动化的要求。GIS不仅在高压、超高压领域被广泛应用, 而且在特高压领域也被使用。
2 SF6封闭式组合电器的安装
在安装SF6封闭式组合电器时, 必须选派施工经验丰富、责任心强, 有高水平技术的人员进行工作, 准备好安装设备, 在尘土较大的环境下, 要准备防尘帐棚。安装过程中要注意三大要素, 即:清洁度、密封性和真空度。SF6封闭式组合电器的结构特点决定了安装过程的GIS的运行质量。
2.1 基础预埋
根据设计图, 厂家施工图纸对基础水平进行测量和位置确认, 并确认GIS接地线的位置及其长度。预埋件及预留孔符合设计要求, 预埋件牢固。GIS的载荷条件、留孔及预埋要求均由制造商提供, 但基础的预埋方式是由设计方根据制造商提供的基本资料来确定的。混凝土基础及构支架达到允许安装的强度和刚度, 设备支架焊接质量符合要求。常用的基础预埋件有槽钢和螺栓两类。其中预埋螺栓的施工较简单, 但调节性差, 如果螺栓遇到楼板钢筋, 则需要调整螺栓位置, 并在需要与之连接固定的设备支架上重新开孔, 然后对开孔进行防锈处理。而预埋槽钢则不存在上述问题, 因此应用较多。
2.2 间隔就位、链接母线
SF6封闭式组合电器对水分和杂质特别敏感, 安装现场的环境要求严格控制。由于GIS安装时需要打开气室, 所以安装必须在晴朗天气下进行, 空气湿度小于80%, 气室打开后必须连续进行安装到真空处理。如果在户外安装, 控制风速小于3级, 必要时在打开气室的局部范围内设置遮蔽措施, 安全区域必须控制扬尘。施工人员头发必须包裹在帽子中, 佩戴口罩。采取降温措施, 防止安装人员汗水进入气室内部。PT间隔就是安装与母线连接的电压互感器的间隔。PT间隔操作母线PT与母线避雷器等设备的运行, 为二次设备提供母线电压。母联间隔是由各段母线连接时需要母联来实现的, 母联就是实现各段母线的连接和断开的开关。
2.3 操动机构的安装
操动机构固定应牢靠, 底座或支架与基础间的垫片不宜超过3片, 总厚度不应超过20mm, 并与断路器底座标高相配合, 各片间应焊牢固。加热装置的绝缘及控制元件的绝缘良好, 各种接触器、继电器、微动开关、压力开关和辅助开关的动作应准确可靠, 接点应接触良好, 无烧损或锈蚀, 分、合闸线圈的铁芯应动作灵活, 无卡阻。
2.4 GIS现场试验
GIS设备安装完毕后, 在施工现场做试验, 检验在安装过程中是否符合国家规定的安装规程。首先进行回路电阻测量, 在元件调试之前应测量主回路电阻, 以检查主回路中的联结和触头接触情况, 并采用直流压降法测量, 测试电流不小于100A。回路的电阻主要取决于触头间的接触电阻, 其大小直接影响通过工作电流时是否产生温升不合格及通过短路电流时的耐受性能, 是反映现场安装质量的重要依据。其次是绝缘电阻测量, 用兆欧表测量绝缘电阻。绝缘电阻不能检测出局部缺陷。再次, 进行耐压试验, 严格检查总体安装后的绝缘性能是否完好, 验证是否存在各种隐患导致内部故障, GIS主回路的每一部分都应进行耐压试验。选定的试验程序应使每个部件都至少施加一次试验电压。GIS的每一部件均已按选定的试验程序耐受规定的试验电压而无击穿放电, 则认为整个GIS通过试验。如果发生击穿放电, 可进行重复试验, 如果重复耐压失败, 须将设备解体, 打开放电间隔, 仔细检查绝缘损坏情况, 采取必要的修复措施, 再进行规定的耐压试验。
2.5 GIS漏气检验
设备对接完毕, 应立即进行抽真空和充气工作。在装配现场用塑料薄膜将壳体上法兰的连接部位包封起来, 用GIS检漏仪丈量包容区内GIS含量, 年漏气率必须小于1%。
2.6 调试、二次检验
认真检查从控制屏到断路器、隔离开关等元件操动机构的连线, 从控制屏到CT、CVT等元件端子箱的接线。检查接线端子的松紧程度及端子标记的情况。
总之, 随着城市建设的发展, GIS在变电所的应用会更加广泛。为确保安装质量, 对安装场地要求相当洁净, 使用过的密封圈, 拆开后都要重新更换, 安装后检查未发现漏气现象, 才能投入使用, 使GIS SF6封闭式组合电器发挥出更大的作用。
参考文献
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