GIS组合电器安装（精选8篇）
GIS组合电器安装 篇1
摘要：GIS、HGIS组合电器设备具有体积小, 能在较为恶劣的环境中运行, 运行可靠、维护简单和使用周期长等优点, 所以在电力系统中得到广泛使用, 严格按照相关标准与厂家规定进行安装与试验, 将大大降低GIS的故障率, 确保电网运行安全。本文对GIS、HGIS组合电器的发展及重要性、区别、特点以及如何控制现场安装调试质量, 保证其运行安全的重要环节作了详细的分析。
关键词：组合电器,技术先进,经济可靠,维护费用,耐压试验,检修周期
1 GIS、HGIS技术的发展及重要性
从20世纪60年代GIS问世以来, GIS一直处于发展之中, 同时在GIS的基础上, 演变出H-GIS即复合式GIS。目前, GIS在国际上发展速度较快, 我国发展势头也较强劲, 我国750KV特高压等级变电站GIS设备安装从实验阶段逐渐进入了使用阶段, 我区即将投产的750KV特高压等级沙湖变电站, 也进入了招投标阶段;同时我国已启动1100k V特高压交流输电工程, 正在积极研制1100k VGIS和H-GIS。所以说在安装过程中如何控制质量是保证GIS设备正常投入运行和降低故障率尤为重要。
2 GIS、HGIS组合电器的区别
六氟化硫封闭式组合电器, 国际上称为“气体绝缘开关设备” (Gas lnsulated Switchgear) 简称GIS。GIS是将一座变电站中除变压器以外的一次设备, 包括断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、电缆终端、进出线套管等, 经优化设计有机地组合成一个整体, 而HGIS的结构与GIS基本相同, 但它不包括母线 (母线设备) 。其优点是母线不装于SF6气室, 是外露的, 因而结线清晰、简洁、紧凑, 安装及维护检修方便, 运行可靠性高。GIS将各间隔主母线封闭在一个或两个SF6气室内, 如果某一个间隔出现故障, 需要检修, 则该段所有间隔也要停电, 这样, 使故障影响范围和停电损失大大增加。而且, GIS的气体封闭母线增加了密封面、绝缘件, 使得漏气率和绝缘件故障可能增加, 维护检修工作量也有所增加。因此, 运行可靠性不如HGIS。当需维护或扩建时, 只需断开与三相母线的连接线, 因此H-GIS相比GIS占有价格低和扩建维修的优势, 并减少了扩建的麻烦。
3 GIS、H-GIS组合电器的共同特点
3.1 小型化。
能大幅度缩小变电站的体积, 实现小型化, 同时提高了性价比。
3.2 可靠性高。
由于带电部分全部密封于惰性SF6气体中, 大大提高了可靠性。此外具有优良的抗地震性能。
3.3 安全性好。
带电部分密封于接地的金属壳体内, 因而没有触电危险和火灾危险。
3.4 杜绝对外部的不利影响。
因带电部分以金属壳体封闭, 对电磁和静电实现屏蔽, 噪音小, 抗无线电干扰能力强。
3.5 安装调试周期短。
由于在工厂内进行整机装配和试验, 以单元或间隔的形式运达现场, 因此可缩短现场安装工期。
3.6 维护方便, 检修周期长。
因其结构布局合理, 灭弧系统先进, 大大提高了产品的使用寿命, 因此检修周期长, 维修工作量小, 而且由于小型化, 离地面低, 因此日常维护方便。
3.7
模块化设计, 适应各种设计布置方式, 可组成最先进的数字变电站, 缩短设计施工周期。
4 GIS安装流程图
(由于HGIS的安装流程与GIS基本相同, 以下就以GIS为例) (图1) 。
5 GIS安装要点
5.1 充分作好安装准备
5.1.1 人员组织:
明确人员分工, 组织参与安装、调试的人员进行技术培训, 充分熟悉GIS结构原理、安装、调试、操作规范、质量标准等。
5.1.2
及时组织开箱检查设备, 将随货提供的技术资料与设计图纸进行核对, 特别是基础预埋布置图, 并检查预埋件的水平度、标高误差不超过5mm。
5.1.3 起重设备的吊绳吊具选择
a) 吊装索具的选择 (以GIS最大部件重计算) :
1) 起吊荷载合计:以16吨为例
起吊荷载合计:16×1000×10 (N) =160k N
由公式:[Fg]=a*Fg/K即:40=0.82*Fg/5计算得出:Fg≈243.9k N
[Fg]:钢丝绳允许拉力Fg:钢丝绳抗拉力总和
K:钢丝绳安全系数, 取:5a:换算系数取0.82
现场钢丝绳多采用6×19型钢丝绳, 我们按公称抗拉强度为1550MPa下的钢丝绳气许破断拉力sp进行效验如表1。
选用索具的规格为:6×19直径为26mm的钢丝绳, 其钢丝绳的破断拉力为340.6k N, 而340.6k N>244k N, 所以可以使用。准备8米26mm钢丝绳4根 (为防止损伤GIS外观油漆应使用外部用尼龙绳缠绕的钢丝绳) 。或选用4根12T的尼龙吊带进行四点起吊。
2) 卸扣:10号, 允许荷重10吨, 共4个。
B) 吊车选择:根据现场条件选用QY-30 (按起吊GIS解体后的最大部件考虑) 、起吊高度、起吊重量均可以满足施工要求。
5.1.4 现场环境及人员要求:
为满足质量要求, 应紧密跟踪天气变化情况, 并对作业人员进行培训, 同时对安装设备现场周围环境进行处理, 安装环境、人员应满足下列条件:
1) 现场安装环境要求
根据组合电器 (GIS) 安装工艺编号0102030206第2项要求:部件装配应在无风沙、无雨雪、空气相对湿度小于80%的条件下进行, 并根据产品要求严格采取防尘、防潮措施。
2) 对装配人员的要求
进出母线筒的装配工人应更换无袋式工作服、工作鞋 (戴鞋套) 、戴工作帽;装配人员在清洁室内不准拍打, 增、减衣服;
私人物品如:手表、项链、戒指、钥匙等金属物品及与装配无关的物件不准带入母线筒内;
装配工人应经过装配技能培训, 才能操作;必须对产品结构进行熟悉, 对装配工艺及附属设备的调试和使用方法具有一定的操作技能;认真遵守安技操作规程、质量检验制度、工艺规程及现场管理制度。
3) 根据变电站站址环境特点, 采取具体环境防护措施
要根据不同地域的现场的具体环境特点, 采取环境防护措施及安装设备防护措施并利用特殊施工机械的施工方法来控制现场环境、设备安装防护棚来控制并解决局部工作面内温度、湿度及减少灰尘对设备的影响, 才可保证现场GIS设备安装质量。
a) 根据宁夏地区变电站特殊气候环境和所处的地理位置, 依据GIS安装标准工艺和厂家技术人员对现场要求, 特制定工程的GIS安装防风、防沙、防雨特殊措施;设备周围及进出通道须硬化, 满足载荷要求;在进行户外部分安装时, 先要清理安装现场, 保证安装现场的清洁。
5.1.5
准备必要的安装机具, 如吊车、平板车、烘干吸附剂用的电烘箱、供装配用的钳工工作台、测量水分含量用的微水检测仪、SF6气体回收装置和真空泵。SF6气体检漏仪、直流电阻测量仪、高压耐压试验装置、交直流稳压电源等。
5.1.6 基础核查
1) 安装前保证土建工程已基本结束, 交接验收、签证完毕, 并符合GB50147-2010《电气装置安装工程高压电器施工及验收规范》的规定。
2) 预埋件及预留孔洞符合设计要求, 预埋件牢固;施工设施及杂物清除干净, 并有足够的安装用场地, 施工道路通畅。
3) 基础及预埋槽钢的水平误差, 不应超过产品的技术规定。根据制造厂技术资料的规定, 对基础中心线进行复核。相间、相邻间隔之间, GIS与变压器及出线之间, GIS轴中心线误差≤5mm。基础及预埋件接地符合设计要求, 工程GIS基础采用预埋槽钢, 要求每间隔基础预埋件的所有尺寸最大允许偏差为±3mm。
5.1.7 基础划线
基础划线采用经纬仪和钢卷尺等测量工具进行。按照GIS平面布置图和GIS基础图中注明的尺寸, 将断路器中心线, 主母线中心线及各个间隔中心线绘制在基础上, 测量始终应采用同一把钢卷尺进行。
5.1.8 校验密度继电器合格, 检验厂家所带SF6气体合格。
5.2 严格控制安装过程
5.2.1 班前准备
应根据每天的工作计划安排, 准备好零部件工具, 辅助材料, 以免误装、漏装和丢失。进入现场要提前半小时打扫现场卫生, 以免扬尘进入气室。
5.2.2 SF6气体质量检查
GIS设备的绝缘强度取决于SF6气体的质量, SF6新气到现场后, 充入设备前应按国家标准《工业六氟化硫》GBl2022-2006验收, 对气瓶的抽检率为10%, 其他每瓶只测定含水量。SF6气体质量标准如表2。
5.2.3 做好密封控制措施
GIS所有组装件都有出厂编号, 应严格按照出厂技术文件规定的程序、方法进行装配, 避免因配合尺寸差异造成密封不良。使用的清洁、润滑、密封材料必须符合产品的技术规定;密封槽面应清洁、无划伤痕迹:运输途中临时用的密封垫圈必须更换;密封脂不得涂在密封垫圈内侧而与SF6气体接触。
5.2.4 保证间隔对接质量
间隔对接的要点主要是间隔底架定位和母线筒对接。
(1) 首先将基准间隔按照预先划线位置就位, 底架两侧点焊固定4~5点;
(2) 打开母线筒盖板, 测量其回路直流电阻值, 并与出厂值比较, 误差应小于20%;
(3) 将母线筒内及密封槽用无水酒精和分析纯擦试干净, 再用吸尘器吸拾粉尘, 清理干净, 密封圈擦试干净装于塑料袋待用;
(4) 将准备对接的下一个间隔吊装就位, 处理方法同基准间隔;
(5) 根据标识选准导电杆, 将其清除包装, 擦试干净插入一侧母线筒的梅花触头中;
(6) 将密封圈表面涂一层密封胶, 然后对接, 用力矩扳手紧固螺栓;
(7) 对接完后, 测量母线筒内回路电阻, 其阻值应不大于80μΩ/m;
(8) 分子母线安装的安装要点与母线筒安装相同;
(9) 套管安装前应将瓷套内、密封面、导电杆、出线端子擦试干净, 放入密封圈, 与瓷套装配, 所有安装螺栓采用力矩扳手紧固。
5.2.5 TV、TA、安装
每个间隔的TV、TA、一般是单独运输到现场, 安装时需对其进行开箱、损坏检查和防尘处理, 装配时依次固定触头座、梅花触头, 屏蔽罩、放密封圈, 检查无误后与分子母线对接。
5.2.6 SF6气体处理
SF6气体处理的主要内容是更换吸附剂、抽真空、充气等。在出厂前, 断路器、TV、TA、避雷器、隔离开关等气室厂家已处理好并充有较低压力的SF6气体, 现场只需补充至额定压力。所需要处理的气室主要有母线筒、出线瓷套等气室。气室处理的步骤为: (1) 安装吸附剂前, 应将吸附剂放入烘箱中300℃烘干4h以上, 装入包装袋, 将吸附剂固定在筒内, 吸附剂装好后要立即将该气室抽真空, 真空抽至小于133Pa后, 再继续抽30分钟。 (2) 静置3~4h, 观察气室真空度变化, 如压力无变化, 则可充以SF6气体至额定压力。在充气过程中检查气体密度继电器及压力动作阀的动作值, 应符合产品技术条件的规定。 (4) 充压后静置7~8h后, 用SF6气体检漏仪检测各密封部位是否漏气。 (5) 放置24h后, 检测SF6气体中水分含量, 其数值应≤150×10-6。
5.2.7 二次系统布线
与一般电气设备布线相同, 应按原理图管线表进行布线、接线和校线。由于GIS结构非常紧骤, 线缆穿入控制箱时注意采取保护、防止绝缘破损。
5.3 检测与试验
5.3.1 主要项目
外观检查, 接线校对, 机械操作和性能实验, 耐压实验, 机械电气联锁实验, SF6气体检漏及水分含量检测、TA、TV相关实验等, 其实验检测数值必须达到规范要求和出厂说明书要求。
5.3.2 注意事项
1) GIS安装完毕、充入额定压力的合格气体、设备底座及外壳可靠接地, 方可进行电气试验。试验前必须确认装配状态、零件紧固、接地线配置、气室管路压力。
2) 禁止在真空状态下测量回路电阻值。
3) 机械特性试验前须检查机械闭锁、防动销必须解除, 以免损坏传动部件、烧坏线圈, 禁止在真空状态下动作。
4) 交流耐压试验前须检查所有地刀在分闸位置, 所有断路器、刀闸都在合闸位置, 常规试验合格、TV和避雷器与母线隔离、TA二次回路正确短路并可靠接地。试验结束后经放电棒对GIS充分放电。
5) 交流耐压试验时应在各重要部位安排人员观察声、光、电、化学现象, 如果发生击穿放电, 必须中断试验, 仔细复核断路器、刀闸状态及端部的安全距离, 如果这些都没有异常, 应考虑在进出线套管导电头上临时加装均压环。
参考文献
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GIS组合电器安装 篇2
一、智能化变电站的组成及特点
GIS高压组合电器智能化变电站是一种新型数字化变电站，其主要将信息采集、传输和处理输出等功能有机组合。其实际是指一次电气设备的数字化和二次装置的全数字化，同时采用全站统一的标准平台。这种变电站的技术特点大致可包括以下三点：首先是一次电气设备的数字化。这种变电站主要应用较为先进的光学互感器以及智能开关等一次电气设备。同时一次设备和二次设备的采样值、状态量和控制命令等信息的交换主要使用光纤传输数字编码信息，这使得一次电气设备具有数字接口。其次是二次装置的全数字化，这主要是指采用网络通信方式取代传统的二次装置间、二次装置和其他各种设备间、二次装置和一次电气设备间的二次电缆。这种网络通信方式发射和接受信息，可以有效保障信息传递的高效性和安全性，同时完成了信息传输的全数字化。最后是自动化管理，整个GIS智能化变电站采用全站统一的标准平台。这是一种使用统一的数据建模及数据通信的信息平台，其可以保证运行管理系统的自动化，降低人工成本。该平台主要采用自动化技术将故障分析、设备状态监测系统以及控制系统进行有机结合。
二、新技术的改造升级
随着输变电技术的不断发展，以及各企业生产和居民生活对电力实际需求的日益增长，使得现有的一些电气设备和信息传输技术相对过时，这要求各电气制造企业不断的研发新技术和淘汰旧技术。由于这种不断的更新淘汰，导致大量的新型高压电气设备的出现和应用。这些新型高压电气设备，特别是GIS智能化变电站，可以有效保障电网系统的安全稳定运行。电网系统智能化是当前电网系统发展的重要方向之一，因此对电网系统智能化进行改造升级意义十分重大，该改造升级大致可包括以下几个方面：
1、光学互感器技术
光学互感器技术将整个变电站设备监控、数据采集传输、状态保护以及故障录入等流程智能化。光学互感器技术的使用可以提升数据和设备监控系统的稳定性，完善了传统的电磁式互感器的一些缺陷，降低数据采集过程中的额外误差，提高整个GIS智能化变电站系统的精度。同时这种技术的使用可以保障保护测控装置实现全数字化的采样流程，其有力的保证了变电站的智能化发展。铁芯卡滞作为变电站设备运行中常出现的技术难题之一，其严重影响着变电站设备的正常运行，这不仅会降低变电站运行的安全稳定性，还会造成严重的经济损失。首先采用光学互感器技术，其主要监测机构的分、合闸过程中的线圈实时工作电流，并进行相应参数记录。这种实时工作电流的相关参数是计算铁芯启动和线圈通电时间等数据的依据，通过相应计算可以得到铁芯实时状态，并且可以及时检测铁芯卡滞、位置移动以及吸力大小等重要参数的变化情况。其次光学互感器技术的使用，可以实时监测机构分、合闸线圈的工作电压情况。对于这种工作电压的有效监测，可以及时掌握操作回路电压的数值变化情况。这种电压监测可作为GIS智能化变电站故障判断和处理的重要参考。
2、智能开关
首先是智能开关断路器使用，可以对线路和设备的开断电流和开断次数实现实时监测，从而计算得到实际的触头电磨损情况，并将其作为判断断路器使用寿命的重要依据，同时其也可作为及时更换触点和维修检测的重要检测标准，可根据触头电磨损情况及时对其进行处理，保证电力传输的稳定有效进行，避免因触头电磨损导致的不必要的经济损失。其次智能开关可实现对断路器的行程、时间的实时监测，并通过相关的数据分析并绘制行程—时间特性曲线，根据曲线进一步分析断路器的实时状态，如断路器的实时状态不正常，则需要采取相应措施进行调整和维修。再次是SF6气体密度的监测，SF6气体密度是保障智能开关有效运行的关键参数之一，根据SF6气体密度值可以有效分析出当前系统的运行状态，并根据这些状态发出相应指令或警告提示。这些智能化指令有利于工作人员更好的掌控后整个电网系统的运行状态。最后是智能开关的使用，可以实时监测相关分、合闸回路状态情况。这种实时监测可以避免断路器因控制回路断线故障导致的拒动现象，其可以有效的保障断的安全稳定运行。
3、系统自检
系统自检可以针对断路器以及隔离接地开关触头位置进行实时监控，同时对整个操作机构、辅助开关状态、储能情况以及电机电源情况进行有效的监测并记录，如出现异常则可及时发出警报。系统自检还可以对系统电流和电压进行实时监测，并对继电保护情况和电流信号传输进行监控。同时系统自检还可对于汇控柜的温湿度和绝缘性等相关技术参数进行实时监测。
4、传感器和通信方式
可根据各级变电站的操作控制目的和方式的差异，采用相关的传感器可以实现数据采集和录入的数字化，其既可以保证采集和录入的精确性，避免人为误差，同时其在极大程度上降低了人工操作强度和人力成本。采用新的通信网络方式取代传统的二次电缆，既可以节省建设投资成本，节省材料和保护环境，又可简化二次接线方式，使其实际应用性更好。
5、新数据平台
GIS智能化变电站采用全站统一的标准平台。既实现数据建模及数据通信，又保证运行管理系统的自动化，降低人工成本。
通过上述新技术对高压电器组合的改造升级，可以实现智能化的高压电器组合设备有效的集成高电压、传感器、计算机、数字信号处理和网络通信等高新技术，其可以有效保证这个电网体系监控和测量的精确性、安全性和稳固性。
三、实际应用情况分析
目前，世界很多大型的电力设备公司，如西门子、阿西布朗勃法瑞公司等，对GIS技术研究较早并取得了一定的研究成果。有些公司已经研发出相应的GIS智能化变电站技术和配套使用设备。还有些电力设备公司的数字化变电站的一次、二次设备已进行相应的实际工作运行，并取得良好的运行效果。与国外相关研究相比，我国的变电站智能化起步较晚，技术相对落后。从我国2001年起相继进行数字化变电站的可行性研究，并根据相关部门制定的EC61850标准对变电站进行数字化建设，目前我国建设大量的110kV等各种数字化变电站，部分变电站已完工并投入使用。随着我国变电站数字化技术的不断进步，数字化技术、信息化技术和自动化技术也将相应的应用于我国的变电站建设。就目前而言，变电站数字化技术是当前我国变电站研究的技术热点。
金属封闭式气体绝缘高压组合电器的应用已将近三十年，这种高压组合电器的特点主要包括：首先是其设备使用面积要求小，建设和运行投入成本低。其次是实际运行的稳定性好，可实现运行操作的安全性。接下来是这种电器安装较为简单，同时维护方便。最后是一体化设计，其空间利用率高，不额外占用空间，同时其可以智能化便捷升级。高压组合电器因其上述特点已在各级电网建设得到大规模的应用。GIS高压组合电器的智能化一次设备，主要是由互感器等硬件以及开关操作、系统控制等软件系统组合构成的。其中高压组合电器智能化的关键问题是对高压组合电器运行的相关信息进行采集和录入，而电子和光电技术的开发利用有效解决了上述问题。其主要采用气体密度、压力、光栅弹簧储能、温湿度以及局部放电等传感器，利用日渐完善的技术和产品功能，有效维护高压组合电器的运行状态，尽可能的降低高压组合电器的故障维修频次。
我国传统变电站的不同功能所使用的通信技术、传输方式各不相同，一次与二次设备的信息交换主要使用的是模拟信号和电平信号，并且需要铺设大量的电缆进行信息传输，同时变电站的不同功能，需建立起相应的信息采集、录入、传输、判断和执行系统，这也需要与之配套的硬件和线路的支持，这无形中增加了变电站建设和运行的复杂程度，同时也提高了相应的建设运行成本。而实现变电站的智能化、数字化可以有效的解决上述问题。这种变电站的远程监控、实时保护、精确计量以及VQC等系统采用同一通信网络进行接收相应的电信号参数、温湿度和设备状态等各种信息，并对各种信息进行判断分析，再采用同一网络发送调控命令。这既不需要为不同功能建立其配套系统，也不需要设置相应的硬件和线路，降低了变电站系统的复杂性，同时也在很大程度上降低变电站的建设运行成本。
GIS高压组合电器智能化变电站，其具体应该包括系统保护、调度和设备状态监控等自动化功能。一次设备的智能化，其具体指信息的采集、录入、处理和通信的智能化。同时将自动化、保护和设备状态监控等元件的使用，主要依靠硬件的有效支撑。二次系统的信息处理和远程控制采用相关软件支持。智能化系统在保证基本的微机保护基础上，增设相应的防误操作的开关装置、运行状态和环境监测以及故障检测处理等自动化装置集成在接地控制柜中，既可以节约设备的使用空间，同时也节约了相应的投资成本，又达到智能化系统的多种功能的有效组合的目的。
四、结语
GIS组合电器安装 篇3
关键词：智能电网,GIS,在线监测
从客观的角度来说, 高压组合电器的智能化工作, 需要从多个方面出发, 例如, 智能电网可以实现可观测 (能够监测电网所有设备的状态) 、可控制 (能够控制电网所有设备的状态) 等等, 通过全方面的努力, 提升电力系统的各项工作水平, 使其更加清洁、高效、可靠, 为国家的经济发展和社会上的需求, 提供更多的帮助。本文主要对高压组合电器的智能化研究进行研究。
1 智能化GIS的定义
现阶段的很多技术和设备都在趋向于智能化, 减少人工操作, 实现工作效率和工作质量的稳步提升。智能化GIS既是一种趋势, 又是必然要求, 随着时间的推移, 智能化GIS的定义也发生了变化。综合多方面的需求来看, 智能化GIS主要是在整体设计上, 把智能传感器监测设备和控制设备融入开关本体, 将现代嵌入技术与开关机构有效的融合在一起, 保留原有科研成果的基础上, 提高GIS的性能和工作实力。根据技术上的要求和设备优化趋势, 智能化GIS需要在以下几个方面努力:首先, 以先进传感技术为支撑的感知控制功能, 以电子鱼计算机控制技术为理论支撑的智能检测分析、诊断判断功能。以往的工作证明, 在缺乏先进传感技术支持的情况下, 智能化仅仅是一个空壳, 不具备实际功能, 与此同时, 在缺乏智能判断、诊断、检测功能的情况下, 绝大部分的工作都无法达到预期标准, 甚至会对其他工作造成“拖累”。其次, 以网络通信技术为支撑, 把GIS信息与变电站主控制计算机联系在一起, 实现信息共享功能。从以上的表述来看, 智能化GIS在实际的应用和设计当中, 必须以客观实际为基准, 以发展为准则, 以实时优化为要求, 创造更大的发展空间。
2 GIS在线监测
2.1 局部放电在线监测
对于GIS设备来说, 在运行的过程中, 设备局部放电会在GIS设备外壳上, 产生不固定的流动电磁波, 使得设备外壳对地面, 呈现出高频率的电压, 甚至是想周围空间进行传播。为了保证局部放电情况得到有效的监测, 需要实现在线监测。GIS设备经过智能化的处理, 在主观上和客观上实现了双重意义上的在线监测。首先, 在主观上, 该设备无需过多的人员看守与操作, 即便是在工作人员暂时离开的时候, 也会自动记录数据, 并且做出有效的分析, 将最后的结果直接呈现在工作人员眼前。其次, 在客观上, 通过在局部放电上实现在线监测, 减少了通道气体压力骤增的情况, 提高了安全系数, 提高了工作水平。
2.2 机械特性的在线监测
相对于传统的电力设备来说, GIS设备在实际运行当中, 需要实现机械特性的在线监测, 这样才能得到更多的数据, 从而判断故障, 采用针对性的方法进行优化, 彻底解决问题。根据以往的运行情况和当下的电力输出要求, GIS机械特性的在线监测, 需要在以下几个方面实现提升:首先, 电寿命诊断。电寿命诊断是机械特性在线监测的重要标准, 监测参数包括分合闸过程一次电流波形、正常工作和分合闸过程电流幅值等等, 每个数值所代表的含义有所不同, 要对电寿命进行综合的判断, 降低故障的发生概率。其次, 对控制回路状态的监测。GIS设备的特点在于, 属于组合性较强的电器, 当中的某一电器出现故障的时候, 其他电器仍然可以正常运行, 减少经济损失。控制回路状态的监测, 其监测参数为辅助出现以及动作时间。综合而言, 此项监测具有全方位的特点。第一, 控制回路会影响GIS设备的日常运行, 回路当中的辅助触点和动作时间, 不允许出现过于严重的问题, 必须时刻了解数据变化和运行情况。第二, 控制回路状态的监测, 需结合前后情况, 工作人员要加强分析, 不能仅仅对当下的情况进行监测。除了上述的两项监测之外, 还需要在储能机构状态监测、避雷器在线检测等方面进行努力, 实现更高水平的智能化, 提高GIS设备的性能, 为我国的电力工作发展, 提供更大的助力。
3 变电站运行环境监测
高压组合电器的智能化研究, 在我国的研究时间虽然不是特别长, 但取得的科研成果已经广泛的应用到电力领域当中的各项工作, 实现了工作水平的稳步提升。值得注意的是, 除了要在GIS设备智能化本身努力之外, 还要在外部环境上进行努力。例如, 对变电站运行环境进行有效的监测。本文认为, 变电站运行环境的监测可以尝试在以下几个方面进行工作:首先, 当变电站出现无人值班的情况时, GIS设备运行, 启动环境远程监测系统, 从视频、安防功能两个方面出发, 对入侵、火灾、安全检查等多方面进行全面的监测, 实现无死角监测, 避免各种不良情况的发生概率。其次, 变电站运行环境的监测, 还可以采用单片机技术、红外线技术等针对性较强的技术, 对设备运行工作情况进行辅助评估。从上述的两项措施来看, 在实际的工作当中, 取得了较为理想的成果, GIS设备的智能化情况愈加理想, 变电站的固有问题也得到了彻底解决, 相信在日后还可以取得更好的成果。
4 对GIS设备智能化的思考
电力领域的发展速度已经超过了原有的想象, 现阶段的设备和技术不仅可以在运行效率、经济效益、社会效益、安全系数等多个方面实现进步, 还提高了协调作用, 在处理突发事件时, 也取得了非常好的成绩。GIS设备智能化的日后工作重点在于, 一方面要巩固已有的研究成果, 另一方面要根据各个地区的用电情况, 制定比较理想的工作方案与备案, 将设备与技术的发展模式, 提升到一个新的高度。
结束语
本文就高压组合电器的智能化展开了研究, 综合多方面的成果来分析, GIS的智能化水平有所提高, 性价比也在增加。但是, 面对人口增长、城市化进程加快等多个问题, 高压组合电器的智能化水准, 还有很多的挑战, 例如操作更加简便、系统更加健全、功能更加多样化等等, 这些要求将会是高压组合电器智能化发展的重要趋势, 并且将会影响着电力领域的工作水平提高, 今后需更加努力, 为社会创造更多的效益。
参考文献
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GIS组合电器安装 篇4
关键词：GIS组合电器,全封闭设备,出厂设计安装
0 引言
CIS因占地较少、构造严谨、加装便捷、运输阶段不遭到污染和大气作用, 并具备运行养护量低的优势, 被广泛采用。而其内充入SF6具有绝缘、灭弧, 不燃的绝缘特点。但首个电力GIS在1996年方才投入运行, 因此其性能与使用和原有的装置相比, 依然处于经验较少, 急需健全的过程。
1 生产厂家设备的风险
实例:某变电所220千伏东母线PT由运行转检修, 对吸附剂罩进行替换, 在闭合PT侧刀闸时, GIS内不正常响动, 监控机命令母差保护跳闸, 东母断电。根据现场实际情况, 不难发现, 闭合PT侧接地刀闸时, 母线侧接地闭合, 导致母线三相接地短路故障发生。以此为例, 进行分析。
(1) 检修GIS的原因是生产厂家的吸附剂罩不符合技术要求, 而且一旦气体绝缘全封闭组合电器吸附剂罩出现问题, 将会导致更换设备过程中, 发生反复断电问题。
(2) 该事故发生关键原因是生产厂家的不正确安装, 因问题出现在闭合220千伏东母PT侧地刀上, 所以主要针对220千伏东母PT侧隔离开关、母线侧接地刀闸以及PT侧接地刀闸进行检测。找到母线侧、PT侧与东母PT侧的隔离开关和断路器的汇控柜接线图, 并确认开关拉手、相应机构箱机械分合闸指示、监控机远程信号地点指示等。而地刀杆和机构箱都标有ES63或者ES64, 需先后进行安装。但却将现实标有ES63的接地刀闸杆安装在了ES64的位置。基于以上研究, 因安装阶段疏忽, 将PT侧接地刀闸和母线侧接地刀闸杆安反了, 造成母线侧三相接地短路故障。
(3) 地刀杆安装反了的原因是厂家GIS的制造流程化和标准化存在缺陷, 使所有的隔离开关杆和地刀杆一样, 方便进行更换, 降低厂家的工作量, 但却形成了电力事故的风险隐患。若把隔离开关杆与差异部位的地刀杆进行区分, 在安装阶段, 能降低安装错误的概率;也可将母线PT侧接地刀闸和隔离开关均规划成3PS, 避免类似问题的出现。
2 未把好交接试验关和培养验收团队能力
(1) 回路电阻检测的GIS加装之后, 需针对母线和刀闸以及开关实行回路电阻检测, 往往通过两个接地刀闸于接头部位采用接触电阻测试仪检测。应用相同方式检测多回路, 闭合或者断开对应刀闸, 保证各装置和接头都通过检测, 应用差异的三个地刀不同的构成方式, 与刀闸对应的开合配合, 检测回路电阻。
(2) 因GIS除slug test等试验之外, 通常实行现场耐压性试验, 在PT侧隔离开关与220千伏母线实行耐压性试验, 可以实时找到试验不达标的因素, 以改正此次问题。
(3) 验收人员GIS理论不足, 针对其构造、功能和构件的关键性不明, 进行一次和二次验收人员, 针对PT侧或者母线侧开合实验时, 若可以找到PT侧和母线侧电机处接线不正确, 且一次设备地点和现实接线地点不同, 将母线侧地刀闭合, 依靠PT侧地刀实现杆传动, 则能够防止事故出现。企业需确保设备革新, 提升设备的制造规划加装和现场验收人员水平, 验收需以实践理论结合为基础, 并且重视母线侧的隔离开关与地刀等设备的维护检验。
3 检修方式选择
针对全密封GIS, 需确保进行一次轮检, 且应用保守的断电模式来选择检修方式。该事故中, PT检修需要对母线停电操作, 在检修阶段基于相关规定, 进行回路电阻检测和耐压性试验, 找到不在要求范围内的相关信息, 认真查明, 防止一次故障发生。全密封GIS作为大的总体, 检修方式选择变成新式课题, 密封罐中哪种装置的检修, 均要重视对别的装置作用, 尽量不对运行装置产生影响。GIS原理和原有的电力装置有相同性, 也有不同, 因其动触头和静触头绝缘依靠六氟化硫, 触头断开的间距无法符合安全标准, 怎样确保检修方式选择安全科学, 还需分析。
4 GIS组合电器平时巡查把关和其外观构造的改善
因GIS密封于罐中, 安装现场难以分辨其种类和接线模式。若其可以如原有设备那般, 能够直接看见接线方式, 于GIS设备六氟化硫罐的外标注电力设备图形符号, 采用虚拟导线与电气设备方式确保GIS的无缝连接, 使模糊的GIS设备内接线形象化, 工作人员记下分辨气仓相应的压力数值, 检测GIS接线是否正确则更加方便, 提升检测成效, 验收与倒闸阶段, 可以直接看出闭合母线侧与PT侧地刀时, 两侧位置明显存在差异, 就能防止此次事故的发生。且确保各专业人员验收更加简便;即使出现了地基下陷的情况, 导致GIS连接部位发生细小缝隙, 也可相应研究其受破坏情况。
5 总结
由于GIS变电所数目提升, 出现事故情况随之增多。提升GIS组合电器运作的安全性, 需降低GIS设备出厂安全风险, 且与安全运作标准结合, 持续健全其性能, 提升生产厂家安装现场工作人员专业水平, 强化安装现场验收工作、巡查养护以及选取检修方式的人才培养, 确保GIS组合电器能够安全广泛的被采用。
参考文献
[1]魏琴梅, 杨艳军.电力GIS组合电器故障分析与对策[J].中小企业管理与科技 (上旬刊) .2013 (01) :299-300.
[2]张庚, 魏亚斌, 潘宇.组合电器 (GIS) 故障分析及处理[J].华北电力技术.2013 (10) :59-62.
GIS组合电器安装 篇5
河北南网近年来连续发生GIS组合电器事故。预留电压互感器间隔内屏蔽罩不是没有装就是不上固定螺丝, 以至运输中屏蔽罩脱落, 也可能出厂时A相屏蔽罩已脱落, 封闭端部法兰时没有质量检查、确认过程。某变110 k VGIS组合电器电压互感器间隔水平放置的盘式绝缘子表面积灰、杂质较多。组合电器PT间隔盆式绝缘子内部存在缺陷。故障多发生在盘式绝缘子上。盘式绝缘子 (特别是水平放置的盘式绝缘子) 进行组装时最易受到污秽和脱落物沉着。故障盘式绝缘子组装车间防尘控制差, 脱落物品种多样, 组装作业随意。由于PT间隔盆式绝缘子内部存在缺陷, 在入侵雷电波的诱发下, 放电接地, 导致事故发生。
2 河北南网GIS组合电器情况
2.1 GIS组合电器事故检查
2.1.1 110 k V某变电站GIS组合电器爆炸事故
2014年7月, 时值迎峰度夏期间, 河北地区突遇强雷雨气象引起110 k V某变电站系统瞬间C相接地, 某线路电厂侧开关速断保护动作跳闸, 重合不良, 录波器波形显示A、C相短路。变电站集控中心微机报警“3汇控7室过压”、“3汇控7室补气动作”。GIS组合电器110k V主进线路预留电压互感器接口气室A相侧面法兰爆炸, C相盘式绝缘件裂纹。一次变110 k VⅠ段母差保护动作, 将Ⅰ段母线开关全部跳开。故障波形分析, 一次变110 k VⅠ段所带甲线B相先接地, 4s后母线C相接地, 构成110 k V系统两相接地短路, 母差保护动作跳闸。
同时雷雨天气还造成变电站2号主变差动保护动作, 110 k V内桥开关、2号主变一、二次开关跳闸。主变保护比率差动动作显示:B、C相短路。2号主变中性点避雷器动作两次, 丙线入口避雷器A相动作一次, C相动作一次。
GIS组合电器110 k V主进线路预留电压互感器接口气室A相侧面法兰爆开, 气室内屏蔽罩、防潮剂随爆炸气浪喷出, 地面、设备上落满爆炸的粉尘, 没有找到气室内屏蔽罩固定螺丝;C相水平方向盘式绝缘出现裂纹, 与B相气室罐体间放电;三气室连通管变形移位, A相气室联接件及密度控制器室脱落, C、B相联通管C相侧脱开, 三相气室内气体逸光 (见图1、图2) 。
打开B相气室检查, 盘式绝缘子母线端子屏蔽罩仍在母线端头位置, 但没有安装固定螺丝。打开C相气室检查, 盘式绝缘母线端头没有安装屏蔽罩。其它气室SF6气体压力仍正常, 甲乙线避雷器均没有动作。
2.1.2 220 k V某一次变110 k V母差保护跳闸故障
2015年3月, 河北南网某220k V变电站运行人员在巡视期间发现SF6气体轻微泄漏, 根据SF6气体特殊气味判断Ⅰ段母线电压互感器隔离开关气室放电。从Ⅰ段母线所带的所用变电缆对电压互感器间隔进行绝缘测试和交流耐压试验, C相绝缘电阻100 MΩ, A、B相绝缘电阻均在20 000 MΩ以上。对C相加压, 当电压加至5 000 V时绝缘击穿。打开Ⅰ段母线电压互感器隔离开关气室, 找到放电击穿点。
2.2 故障原因分析
2.2.1 110 k V某变电站GIS组合电器爆炸事故
由于GIS组合电器预留电压互感器接口气室水平布置的A相盘式绝缘子母线端头屏蔽罩没有固定或安装不牢, 在安装或运输中脱落, 甚至可能在出厂时已脱落, C相盘式绝缘子母线端头没有安装屏蔽罩, GIS组合电器充电后, 电场分布严重不均, 有较强的沿面放电。在系统雷电气象用户B相避雷器动作后, A、C相电压升高, 导致化工变GIS组合电器A、C相盘式绝缘子的沿面放电发展成贯通性对地放电, A、C相接地短路。A、C相气室接地电弧放电产生高热, 使SF6气体迅速膨胀, 导致A相法兰爆开, 对B相罐体放电。
2.2.2 220 k V某一次变110 k V母差保护跳闸故障
某变110 k VGIS组合电器电压互感器隔离开关间隔水平安装的盘式绝缘子, 在系统B相发生接地时, A、C相电压升高, 由于绝缘子上表面积灰、杂质较多, 导致运行中电场分布不均, 盘式绝缘子沿面放电发展为贯通性对地放电, 系统两相接地短路导致母差动作跳闸。
3 结语
使用时应尽可能创造条件完成设备安装后的所有交接试验项目 (特别是耐压试验及局放试验) 。通过耐压试验可检查出被试品可能出现绝缘缺陷类型:位置不固定的绝缘缺陷, 主要是自由微粒侵入造成的;位置固定的绝缘缺陷, 位置固定的绝缘缺陷可能由以下原因造成:安装工艺不良, 如电极安装不良、错位以及装配工具和零部件等遗留在设备内部等;绝缘件制造缺陷;电极表面的损伤;运输中的损坏, 如零件松动脱落, 触头、弹簧、屏蔽罩等的移位变形等。
交流耐压试验对检查设备内是否存在杂质, 比如自由导电颗粒、零部件脱落等。雷电冲击试验对检查GIS设备异常电场分布比较敏感有效;操作冲击试验对检查存在的污染和异常电场结构特别有效。试验时, 可根据合同和试验设备选择一种。局放试验是耐压试验很好的补充, 有助于检查GIS内部多种绝缘缺陷。
现场执行交接性试验应争取在规程规定的范围内尽可能采用比较高的试验电压进行老练、交流耐压试验 (局放试验) 、保证试验时间, 及时发现出厂、运输、安装过程的缺陷。使用新的检测技术, 加强GIS设备的在线检测及故障定位等工作的效率。
摘要：对GIS组合电器故障原因进行分析, 加强GIS的制造过程的监督管理, 尽可能做到对设备生产的全过程监督, 严格检查GIS每一元件的试验及整体的出厂试验。
GIS组合电器安装 篇6
随着国家电网公司明确提出要建成一个电网坚强、资产优良、服务优质、业绩优秀的现代公司的号召, 对电网安全运行提出了更高的要求。运用高科技手段解决生产实际需求是行之有效的手段之一。GIS (封闭组合电器) 设备是全封闭设备, 为了防止工作人员发生电气误操作, 目前GIS设备的使用已经有不少的安全措施, 如微机防误, 各种电气、电磁、机械锁等。但是这些安全措施实施的前提, 是对组合电气带电状态的监测, 国网公司有相关规定, 所有的组合电器必须安装带电显示装置。
如果对现有GIS安装非感应式带电显示装置, 工艺较为麻烦 (惰性气体的抽出等工作) , 代价高昂, 基本不具有可实施性。因此研制一种可带电安装、维护的感应式GIS带电显示装置在实际应用中有切实的意义。该装置能与电磁锁, 机械程序锁、微机闭锁等防误装置配合实施强制闭锁, 是户外 (户内) 电气网络或设备上防止电气误操作的较理想的安全装置。
2 GIS (封闭组合电器) 在线可维护感应式带电显示装置的设计原则
(1) 研究如何从GIS母线筒外采集、放大电压信号。
(2) 根据放大电压信号, 研究GIS有电、无电的判定。
(3) 实现相应判定结果的显示。
(4) 研究如何与相应操作机构的配合使用, 进行电路保护。
3 GIS (封闭组合电器) 在线可维护感应式带电显示装置的设计
设备由电压传感器从GIS母线筒外或进出电缆上采集到微弱的工频电压信号, 经过放大、数字滤波处理, 一路送到LCD电压指示器指示GIS母线筒内的母线对地相的电压;一路经抗干扰处理送功率放大器将工频信号功率放大后输出 (标称电压AC110V) ;另一路也经抗干扰处理后送判别电路。当判为有电时LED电路红灯亮, 当判为无电时LED绿灯亮, 输出继电器有三对常开常闭触电, 分别与“有电”“无电”两种状态相对应;全机用开关电源供电, 有较强稳压抗电源波动能力, 当负载有短路时电源有自动保护功能。设备平面图如图1所示。
4 GIS (封闭组合电器) 在线可维护感应式带电显示装置的技术特点
(1) 该装置是传统带电显示装置的换代产品, 它是国内、外唯一一款可以在不断电情况下可以安装和维护的高压带电显示装置。传统的GIS设备带电显示装置需要在断电情况下, 在母线筒内安装传感器。传感器的安装与维护都必须重新对母线筒内的SF6惰性气体操作。
(2) 它的电压传感器安装在母线金属筒法兰盘外或进出线电缆上, 对原系统的正常运行和参数指标没有任何影响, 因此适用于一切GIS设备。尤其是已经运行的GIS设备, 可以在不断电、不改装主机设备的情况下进行安装。
(3) 该装置是一个半导体电子产品, 它可不与一次设备的母线直接连接, 因此具有很高安全性能。无换油、漏气之忧, 真正免维护。
(4) 全屏蔽安全保护, 工作稳定, 高抗干扰性能、高可靠和高安全性能。
(5) 完备的安全设计, 确保系统安全可靠。
(6) 除可安装在户内使用, 也可安装在户外及潮湿环境中使用。
5 结论
GIS (封闭组合电器) 在线可维护感应式带电显示装置主要适用于60-750kV封闭组合电器 (GIS) 作保护等级的电压监视。既可作为重合闸鉴定判据, 又可通过继电器触点的状态反映母线的带电状态, 进而可以对相应操作机构实现单方向强制闭锁, 即线路无电时, 才可合地刀操作, 分地刀操作无条件限制。
参考文献
[1]国家电网生 (2011) 1223号, 关于加强其它绝缘金属封闭开关设备全过程管理重点措施[S].
[2]国务院令第599号, 电力安全事故应急处置和调查处理条例[S].
[3]朱德恒, 严璋.电气设备状态监测与故障诊断技术[M].北京:中国电力出版社, 2009.
GIS组合电器安装 篇7
1 变电站GIS组合电器设备的常见故障
常见故障可分为两大类: (1) 与常规设备性质相同的故障, 如断路器操作机构的故障等。这类故障的故障率大致与常规电力设备相同。 (2) GIS特有故障, 如GIS绝缘系统的故障等。这类故障的重大故障率为0.1-0.2次/年。一般认为, GIS的故障率通常比常规变电所低, 但GIS事故后的平均停电检修时间比常规变电所要长。
GIS常见故障经常表现在下面几个方面: (1) 气体泄漏。气体泄露是目前较为常见的故障。轻者, 使GIS需要经常补气;重者, 使GIS被迫停止运行。 (2) 水分含量高。SF6气体水分含量增高通常与SF6气体泄露相联系。因为泄露的同时, 外部的水汽也向GIS气室内渗透, 使SF6气体的含水量增高, 从实践可以得知, SF6气体水分含量高是引起绝缘子或其他绝缘件闪络的主要原因。 (3) 内部放电。经过实践证明, GIS内部不清洁、运输中的意外碰撞和绝缘件质量低劣等都可能导致GIS内部放电现象。 (4) 断路器液压操动系统漏油。 (5) 内部元件故障。GIS内部元件包括断路器、隔离开关、负荷开关、接地开关、避雷器、互感器、套管、母线等。运行试验表明, 其内部元件故障时有发生。
2 故障原因分析
2.1 源于制造厂的原因
(1) 车间环境差。GIS制造厂的制造车间的清洁度差, 特别是总装配车间, 由于清洁度差, 使金属微粒、粉末和其他杂物残留在GIS内部, 留下隐患, 导致故障。由于这个原因造成的故障大约占GIS总故障的16%。 (2) 装配误差大。在装配过程中, 使可动元件与固定元件发生摩擦, 从而产生金属粉末和残屑并遗留在零件的隐蔽地方, 在出厂前没清理干净。由于这种原因引起的故障约占GIS总故障的10%。 (3) 不遵守工艺规程。在GIS零件装配过程中, 不遵守工艺规程, 存在把零件装错、装漏及装不到位等。 (4) 材料质量不合格。制造厂选用的材料质量不高, 甚至有的材料很差。
2.2 源于设计的原因
设计不合理或者绝缘裕度很小, 也是造成故障的原因之一。例如GIS中支撑绝缘子的使用场强是一个重要的设计参数。目前环氧树脂浇注绝缘子的使用场强可高达6KV/min, 而不会发生问题。如果使用场强高达10KV/min, 起初可能没有放电现象, 但运行几年后就可能击穿。由于设计不合理造成的故障大约占GIS总故障的7%。
2.3 源于运行中的原因
在GIS运行中, 由于操作不当也会引起故障。例如将接地刀闸合到带电相上, 如果故障电流很大, 即使快速接地刀闸也会损坏。
2.4 源于安装过程中的原因
(1) 不遵守工艺规程。安装人员在安装过程中不遵守工艺规程, 金属件有划痕、凹凸不平之处未得到处理。据统计, 由于制造厂和安装单位的工艺不良, 造成的故障约占40%。 (2) 现场清洁度差。安装现场清洁度差, 导致绝缘件受潮、被腐蚀;外部的尘埃、杂物等侵入GIS内部。 (3) 装错、装漏。安装人员在安装过程中有时会出现装错装漏的现象。屏蔽罩内部与导体之间的间隙不均匀;或者没有装上去即漏装;螺栓、垫圈没有装或紧固不紧。 (4) 异物没有处理。安装工作有时与其他工程交叉进行。例如土建工程、照明工程、通风工程没有结束, 为了赶工期, 强行进行GIS设备的安装工作, 可能造成异物掉入GIS中, 而没有处理。有时甚至将工具遗留在GIS内部, 留下隐患。
3 变电站GIS组合电器设备故障的表现及实际处理方法
断路器有下列情形之一, 应申请停电处理。如: (1) 套管有严重的破损现象。 (2) 断路器内部有爆裂的声音。 (3) 少油断路器灭弧室冒烟或内部有异常响声。 (4) 油断路器严重漏油, 油位看不见。 (5) 空气断路器内部有异常的声响或严重漏气, 引起压力下降, 橡胶吹出。 (6) SF6气室严重漏气或发出操作闭锁信号。 (7) 真空断路器出现真空损坏的咝咝声音。
3.1 断路器故障处理
(1) 断路器动作分闸后, 值班人员应立即记录故障发生时间、停止音响信号, 并立即进行事故特巡检查, 判断断路器本身有无故障。 (2) 断路器故障分闸自动重合或试行强送后, 无论成功与否, 均应对断路器外观进行仔细检查。 (3) 断路器故障发生拒动, 造成越级跳闸, 在恢复系统送电时, 应将发生拒动的断路器脱离系统并保持原状, 待查清拒动原因并消除后方可投入使用。 (4) SF6断路器发生意外爆炸或漏气等事故, 值班人员接近设备要谨慎, 尽量选择从上风处接近设备, 必要时要带防毒面具、穿防护服。
3.2 电压互感器的故障处理
(1) 电压互感器保险熔断或自动开关跳闸, 应立即恢复。若再次熔断或跳闸, 应检查其本身及二次回路有无故障。 (2) 当电流表没有指示的时候, 应看互感器二次是否短路。 (3) 当电压表、功率表指示不正确的时候, 应检查TV二次回路及TV本身有无故障并处理。 (4) 当互感器接头发热严重或者瓷件损坏、冒烟、着火时, 应立即将其退出运行并检查处理。 (5) 当互感器发生下列情况时, 必须立即停止运行, 并汇报调度和工区, 即:冒烟、发出焦臭味道;内部有放电声音或者其他噪音, 引线与外壳之间放电;严重漏油;熔丝 (或自动开关) 连续熔断。当TV内部冒烟的时候, 禁止用刀闸进行故障隔离, 而应通过改变运行方式用断路器切断故障电压传感器;当互感器着火时, 应立即切断电源, 并用干式灭火器或黄沙灭火。
4 结束语
随着变电站GIS组合电器设备在我国使用的越来越多, 其故障发生率也在不断的提高。如何使GIS设备安全的运行已经是一个必须要高度重视的问题。厂家在生产的时候一定要严格把握产品质量关, 确保产品的材料和安装工艺, 从而确保产品在出厂时候的可靠性;另外要重视提高现场作业人员的素质, 加强对他们相关知识的培训, 从根本上减少故障的发生率, 保证生命财产的安全。
参考文献
[1]方辉.浅述GIS在城市变电站中的应用[J].科技创新导报, 2011, (20) :127.[1]方辉.浅述GIS在城市变电站中的应用[J].科技创新导报, 2011, (20) :127.
[2]白艳梅.浅谈GIS组合开关在变电站中的应用技术要点[J].科技信息, 2011, (32) :576.[2]白艳梅.浅谈GIS组合开关在变电站中的应用技术要点[J].科技信息, 2011, (32) :576.
高压全封闭组合电器安装与调试 篇8
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