500 kV變電站緊湊型組合式高壓開關(guān)的安裝

王 凱,田小文

(山西省送變電工程公司,山西太原 030006)

500 kV變電站緊湊型組合式高壓開關(guān)的安裝

王 凱,田小文

(山西省送變電工程公司,山西太原 030006)

結(jié)合山西省第一座500 kV變電站緊湊型組合式高壓開關(guān)設(shè)備的建設(shè),分析了500 kV緊湊型組合式高壓開關(guān)的結(jié)構(gòu)和技術(shù)特點(diǎn)。針對(duì)緊湊型組合式高壓開關(guān) 產(chǎn)品緊湊、小型化、占地少 ,技術(shù)性能優(yōu)越,適用性強(qiáng)的特點(diǎn),現(xiàn)場(chǎng)安裝明顯縮短了各設(shè)備間連接線距離,節(jié)省了各設(shè)備的布置尺寸。試驗(yàn)結(jié)果表明具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益,具有很好的推廣價(jià)值。

緊湊型組合式高壓開關(guān);結(jié)構(gòu);安裝;試驗(yàn)

0 引言

陽(yáng)泉500 kV變電站新建工程500 kV配電裝置的接線方式為一個(gè)半斷路器接線,設(shè)備采用新東北電氣 (沈陽(yáng))高壓開關(guān)有限公司的緊湊型組合式高壓開關(guān)設(shè)備HGIS(Half Gas Insulator Switch)型組合電器,工程本期4出線2組變壓器,裝設(shè)1個(gè)完整串和 4個(gè)不完整串。到目前為止,陽(yáng)泉500 kV變電站是山西唯一一個(gè)500 kV設(shè)備選型采用HGIS的變電站。HGIS的使用,使變電站的占地面積縮小了,配電裝置更為整齊簡(jiǎn)潔,大大縮短了施工周期,同時(shí),也減少了運(yùn)行維護(hù)的工作量,取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 HGIS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)

HGIS將高壓元件高度集成 ,使高壓開關(guān)設(shè)備更加緊湊。

1.1 HGIS的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

HGIS的結(jié)構(gòu)與全金屬封閉組合電器G IS(Gas Insulator Switch)的結(jié)構(gòu)基本相同,但它不含母線,是由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、快速接地開關(guān)、電流互感器等元件組成,可按不同的主接線及平面布置的要求將有關(guān)元件聯(lián)成一體,并封閉于金屬殼體內(nèi),充SF6氣體絕緣組成的封閉組合電器。它與敞開式開關(guān)設(shè)備相比,把高壓設(shè)備集成為一個(gè)模塊,節(jié)省了占地面積,提高了設(shè)備可靠性;與GIS設(shè)備相比,省略了封閉母線,節(jié)省了投資費(fèi)用[1]。

1.2 HGIS的主要優(yōu)點(diǎn)

HGIS使變電站高壓設(shè)備布置更加合理,安裝、調(diào)試簡(jiǎn)便,運(yùn)行可靠。

1.2.1 HGIS的可靠性高

與敞開設(shè)備相比,HGIS主要設(shè)備全部密封在SF6氣室內(nèi),運(yùn)行時(shí)不受外界氣象條件影響,抗地震、耐污能力很強(qiáng);檢修周期長(zhǎng),可以實(shí)現(xiàn)少(免)維護(hù);從使用性能方面考慮,具有GIS的主要優(yōu)點(diǎn)。而HGIS的密封環(huán)節(jié)比GIS少很多,密封系統(tǒng)的泄漏機(jī)率小,維護(hù)更簡(jiǎn)單。陽(yáng)泉地區(qū)污染比較嚴(yán)重,應(yīng)用HGIS更能夠充分發(fā)揮它的可靠性高的優(yōu)點(diǎn)[2]。

1.2.2 HGIS比常規(guī)設(shè)備占地面積少

HGIS設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)變電站的小型化、緊湊化,減少占地面積,相對(duì)于GIS設(shè)備,它的占地面積相對(duì)大些,但是GIS造價(jià)過(guò)高,另外還存在GIS設(shè)備與多回架空出線配合需要加長(zhǎng)母線長(zhǎng)度,擴(kuò)建和預(yù)留不便等問(wèn)題,而采用HGIS則是解決這些問(wèn)題較好方案之一[2]。

1.2.3 HGIS安裝方便

HGIS設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)理念,其每個(gè)氣室單元均在工廠組裝、調(diào)試、密封,現(xiàn)場(chǎng)安裝工作量較小,而且土建基礎(chǔ)簡(jiǎn)單,現(xiàn)場(chǎng)安裝方便。

2 HGIS的現(xiàn)場(chǎng)安裝和試驗(yàn)

陽(yáng)泉500 kV變電站的HGIS設(shè)備采用疊放方式,從下到上按疊放次序依次為:斷路器、電流互感器、隔離開關(guān)。本工程HGIS封閉式組合電器沒(méi)有封閉式母線,母線位于戶外,從管母線引至套管相連接。斷路器采用ABB的液壓彈簧機(jī)構(gòu),它將金屬?gòu)椈蓹C(jī)械儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)與液體的力的傳送和能量轉(zhuǎn)換優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合,具有極好地抗磨損性和高質(zhì)量的液壓緩沖系統(tǒng)。同時(shí)HGIS采用新型全六氟化硫密封三工位隔離/接地開關(guān),并且使用新型觸指,使隔離開關(guān)與接地開關(guān)結(jié)構(gòu)合二為一,動(dòng)觸頭公用,變直動(dòng)操作為轉(zhuǎn)動(dòng),且公用一個(gè)操動(dòng)機(jī)構(gòu),從而解決了隔離開關(guān)經(jīng)常出現(xiàn)的諸多問(wèn)題。

2.1 HGIS現(xiàn)場(chǎng)安裝

a)對(duì)土建基礎(chǔ)進(jìn)行認(rèn)真復(fù)核,保證標(biāo)高控制在3mm之內(nèi),然后用墨斗標(biāo)出斷路器中線,由于電流互感器和斷路器疊放,為保證斷路器準(zhǔn)確就位,還需根據(jù)斷路器中線標(biāo)出電流互感器中線,將橫縱軸線標(biāo)示清晰。

b)設(shè)備到貨后,將斷路器按廠家編號(hào)和施工圖紙,確定其應(yīng)在位置,并按所標(biāo)出的中線進(jìn)行就位。斷路器就位后,調(diào)整其水平高度,并用廠家提供的專用調(diào)整墊片進(jìn)行調(diào)整,保證斷路器就位的精確性。

c)由于HGIS設(shè)備安裝過(guò)程需要防塵防潮,故施工盡量在無(wú)風(fēng)干燥的天氣,并采取有效的防塵防潮措施。在斷路器就位之后,設(shè)備組裝之前,將所安裝間隔的基礎(chǔ)周圍用塑料布組建起環(huán)形的圍墻,遮擋風(fēng)塵。不得在圍墻內(nèi)從事其他施工。

d)陽(yáng)泉500 kV變電站HGIS設(shè)備電流互感器和隔離開關(guān)都是疊放于斷路器之上,故安裝時(shí)先將電流互感器正立于地面,打開密封蓋用酒精、丙酮清潔后,將隔離開關(guān)吊起 (橫跨兩個(gè)斷路器的隔離開關(guān),需要在事先焊制好的鐵架上進(jìn)行對(duì)接、組裝后整體吊起)與電流互感器相連接。為保證與斷路器順利對(duì)接,需要將組裝好的隔離開關(guān)和電流互感器,一端用較長(zhǎng)的尼龍吊帶掛于吊鉤上,另一端用較短的尼龍吊帶和3 t倒鏈連接并掛于吊鉤上,通過(guò)對(duì)倒鏈的長(zhǎng)短調(diào)整來(lái)平衡所吊起的設(shè)備。在隔離開關(guān)的中間也用倒鏈和吊帶固定于吊鉤之上,用于調(diào)整豎直方向的平衡。在調(diào)整好平衡后,將連接好的電流互感器和隔離開關(guān)與斷路器進(jìn)行對(duì)接固定(安裝跨越兩個(gè)斷路器的 “大跨橋”時(shí),須通過(guò)倒鏈的調(diào)整使得兩個(gè)電流互感器有一定的高度差,以保證與斷路器的順利對(duì)接)。組裝設(shè)備套管支架和檢修平臺(tái),最后將套管與套管底架組裝好后,通過(guò)導(dǎo)向桿吊裝入位,套管支架與套管底架相連接并固定。在設(shè)備組裝過(guò)程中,每一個(gè)密封蓋打開后,都必須用酒精、丙酮對(duì)其內(nèi)部認(rèn)真清潔處理,處理完尚不對(duì)接的口要用塑料袋進(jìn)行密封。螺栓緊固時(shí)達(dá)到廠家提供的力矩值。

e)安裝完畢后對(duì)各個(gè)氣室更換干燥后的分子塞,再進(jìn)行抽真空。抽真空時(shí)需按兩次進(jìn)行,第一次抽真空時(shí)將氣室真空度抽到40 Pa時(shí)停止,靜置12 h后真空度變化在10 Pa內(nèi),然后繼續(xù)再抽達(dá)到廠家要求為止,否則對(duì)接觸面重新處理。

f)將試驗(yàn)合格的SF6氣體注入氣室,檢漏合格后進(jìn)行常規(guī)試驗(yàn)和耐壓試驗(yàn),進(jìn)行傳動(dòng)前將設(shè)備按廠家要求用其所提供的膨脹螺栓進(jìn)行鉆孔固定。按廠家要求通過(guò)注油閥對(duì)法蘭面進(jìn)行硅膠的注入。

2.2 HGIS的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

在現(xiàn)場(chǎng)安裝完畢并充氣額定壓力后,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。主要是為了檢測(cè)在運(yùn)輸過(guò)程中可能出現(xiàn)的損傷、腐蝕等,在安裝過(guò)程中可能出現(xiàn)的受潮、污染和安裝錯(cuò)誤等;保證設(shè)備可靠運(yùn)行,同時(shí)為以后的運(yùn)行維護(hù)提供基本數(shù)據(jù)以便在運(yùn)行中檢測(cè)和對(duì)比。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)主要包括:表面檢查,SF6氣體的泄漏、微水測(cè)量和純度試驗(yàn),主、輔回路的耐壓試驗(yàn),主回路電阻、絕緣電阻測(cè)量,各元件的相關(guān)試驗(yàn)等[3]。

a)設(shè)備在組裝后按最終圖紙和技術(shù)文件進(jìn)行檢查,包括:HGIS是否正確組裝,銘牌資料是否正確,有無(wú)表面損傷,接地連線是否牢固可靠,螺栓是否緊固,二次接線正確等。

b)充氣48 h后測(cè)量SF6氣體的含水量,斷路器氣室應(yīng)小于150×10-6,其他氣室應(yīng)小于250×10-6。用靈敏度不低于1×10-6(體積比)的氣體檢漏儀,檢查現(xiàn)場(chǎng)所有連接氣管是否有SF6氣體泄漏。

c)對(duì)主回路進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn),能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)SF6氣體受潮、污物、自由金屬微粒子引起的絕緣擊穿。試驗(yàn)應(yīng)在整體組裝后的HGIS上進(jìn)行,應(yīng)在主回路對(duì)地間施加試驗(yàn)電壓。

d)對(duì)主回路電阻測(cè)量,可以判斷導(dǎo)電部件的接觸面是否接觸良好;絕緣電阻測(cè)量,可以判斷絕緣是否足夠。

e)斷路器的試驗(yàn)有機(jī)械操作試驗(yàn),檢查操作時(shí)有無(wú)異常情況,斷路器分合閘時(shí)間、速度滿足有關(guān)規(guī)程、規(guī)范和技術(shù)文件要求;儲(chǔ)能系統(tǒng)試驗(yàn),分合閘回路檢查,保證斷路器可靠動(dòng)作。

f)隔離開關(guān)、接地開關(guān)主要進(jìn)行機(jī)械操作試驗(yàn),保證可靠動(dòng)作。

g)對(duì)電流互感器主要進(jìn)行極性試驗(yàn),二次繞組電阻測(cè)量,變比試驗(yàn)以及磁化特性試驗(yàn)。

h)二次回路檢查,保證各信號(hào)正確,遠(yuǎn)方操作正確、可靠。

當(dāng)按規(guī)定所有試驗(yàn)合格后,設(shè)備可以投入運(yùn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

500 kV HGIS技術(shù)成熟、安全可靠;結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小;土建基礎(chǔ)處理和電氣安裝簡(jiǎn)單、方便;維護(hù)工作量少;試驗(yàn)項(xiàng)目與GIS差異不大。在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展,土地資源日趨減少,供電形勢(shì)緊張的大環(huán)境下,應(yīng)用HGIS取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1] 黎斌.SF6高壓電器設(shè)計(jì) [M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998:22-37.

[2] 李建基.高壓開關(guān)設(shè)備實(shí)用技術(shù) [M].北京:中國(guó)電力出版社,2002:103-109.

[3] 陳偉根.電氣設(shè)備絕緣的狀態(tài)檢修技術(shù) [M].北京:中國(guó)電力出版社,2003:117-135.

The Installation of HGIS in 500 kV Substation

WANG Kai,TIAN Xiao-wen
(Shanxi Electric Power Transm ission and Transforming Company,Taiyuan,Shanxi 030006,China)

Based on the construction of HGIS equipment in the first 500 kV substation in Shanxi,the structure and techniques of 500 kV HGIS areanalysed.Since HGISp rocesses the features of com pact,space-saving,optimized techniques performance and higher app lication,the connecting distance betw een equipment is obviously shortened.The resu lt of the experiment show s it is beneficial econom ically and socially,thus,it isw orth extending.

HGIS;structure;installation;experiment

TM 595

B

1671-0320(2010)03-0012-03

2009-12-28,

2010-04-13

王 凱 (1973-),男,山西臨猗人,1993年畢業(yè)于太原電力高等專科學(xué)校發(fā)配電專業(yè),工程師,從事變電站安裝與調(diào)試施工技術(shù)管理工作;

田小文 (1971-),男,山西朔州人,1995年畢業(yè)于上海交通大學(xué)繼電保護(hù)專業(yè),工程師,從事變電站安裝與調(diào)試施工技術(shù)管理工作。