500 kV變電站緊湊型組合式高壓開關的安裝

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的安裝

王 凱,田小文

(山西省送變電工程公司,山西太原 030006)

結合山西省第一座500 kV變電站緊湊型組合式高壓開關設備的建設,分析了500 kV緊湊型組合式高壓開關的結構和技術特點。針對緊湊型組合式高壓開關 產品緊湊、小型化、占地少 ,技術性能優越,適用性強的特點,現場安裝明顯縮短了各設備間連接線距離,節省了各設備的布置尺寸。試驗結果表明具有較好的經濟效益和社會效益,具有很好的推廣價值。

緊湊型組合式高壓開關;結構;安裝;試驗

0 引言

陽泉500 kV變電站新建工程500 kV配電裝置的接線方式為一個半斷路器接線,設備采用新東北電氣 (沈陽)高壓開關有限公司的緊湊型組合式高壓開關設備HGIS(Half Gas Insulator Switch)型組合電器,工程本期4出線2組變壓器,裝設1個完整串和 4個不完整串。到目前為止,陽泉500 kV變電站是山西唯一一個500 kV設備選型采用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潔,大大縮短了施工周期,同時,也減少了運行維護的工作量,取得了較好的經濟效益和社會效益。

1 HGIS的結構特點和優點

HGIS將高壓元件高度集成 ,使高壓開關設備更加緊湊。

1.1 HGIS的結構特點

HGIS的結構與全金屬封閉組合電器G IS(Gas Insulator Switch)的結構基本相同,但它不含母線,是由斷路器、隔離開關、接地開關、快速接地開關、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元件聯成一體,并封閉于金屬殼體內,充SF6氣體絕緣組成的封閉組合電器。它與敞開式開關設備相比,把高壓設備集成為一個模塊,節省了占地面積,提高了設備可靠性;與GIS設備相比,省略了封閉母線,節省了投資費用[1]。

1.2 HGIS的主要優點

HGIS使變電站高壓設備布置更加合理,安裝、調試簡便,運行可靠。

1.2.1 HGIS的可靠性高

與敞開設備相比,HGIS主要設備全部密封在SF6氣室內,運行時不受外界氣象條件影響,抗地震、耐污能力很強;檢修周期長,可以實現少(免)維護;從使用性能方面考慮,具有GIS的主要優點。而HGIS的密封環節比GIS少很多,密封系統的泄漏機率小,維護更簡單。陽泉地區污染比較嚴重,應用HGIS更能夠充分發揮它的可靠性高的優點[2]。

1.2.2 HGIS比常規設備占地面積少

HGIS設備能夠實現變電站的小型化、緊湊化,減少占地面積,相對于GIS設備,它的占地面積相對大些,但是GIS造價過高,另外還存在GIS設備與多回架空出線配合需要加長母線長度,擴建和預留不便等問題,而采用HGIS則是解決這些問題較好方案之一[2]。

1.2.3 HGIS安裝方便

HGIS設備采用模塊化設計理念,其每個氣室單元均在工廠組裝、調試、密封,現場安裝工作量較小,而且土建基礎簡單,現場安裝方便。

2 HGIS的現場安裝和試驗

陽泉500 kV變電站的HGIS設備采用疊放方式,從下到上按疊放次序依次為:斷路器、電流互感器、隔離開關。本工程HGIS封閉式組合電器沒有封閉式母線,母線位于戶外,從管母線引至套管相連接。斷路器采用ABB的液壓彈簧機構,它將金屬彈簧機械儲能的優點與液體的力的傳送和能量轉換優點相結合,具有極好地抗磨損性和高質量的液壓緩沖系統。同時HGIS采用新型全六氟化硫密封三工位隔離/接地開關,并且使用新型觸指,使隔離開關與接地開關結構合二為一,動觸頭公用,變直動操作為轉動,且公用一個操動機構,從而解決了隔離開關經常出現的諸多問題。

2.1 HGIS現場安裝

a)對土建基礎進行認真復核,保證標高控制在3mm之內,然后用墨斗標出斷路器中線,由于電流互感器和斷路器疊放,為保證斷路器準確就位,還需根據斷路器中線標出電流互感器中線,將橫縱軸線標示清晰。

b)設備到貨后,將斷路器按廠家編號和施工圖紙,確定其應在位置,并按所標出的中線進行就位。斷路器就位后,調整其水平高度,并用廠家提供的專用調整墊片進行調整,保證斷路器就位的精確性。

c)由于HGIS設備安裝過程需要防塵防潮,故施工盡量在無風干燥的天氣,并采取有效的防塵防潮措施。在斷路器就位之后,設備組裝之前,將所安裝間隔的基礎周圍用塑料布組建起環形的圍墻,遮擋風塵。不得在圍墻內從事其他施工。

d)陽泉500 kV變電站HGIS設備電流互感器和隔離開關都是疊放于斷路器之上,故安裝時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,將隔離開關吊起 (橫跨兩個斷路器的隔離開關,需要在事先焊制好的鐵架上進行對接、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接,需要將組裝好的隔離開關和電流互感器,一端用較長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,通過對倒鏈的長短調整來平衡所吊起的設備。在隔離開關的中間也用倒鏈和吊帶固定于吊鉤之上,用于調整豎直方向的平衡。在調整好平衡后,將連接好的電流互感器和隔離開關與斷路器進行對接固定(安裝跨越兩個斷路器的 “大跨橋”時,須通過倒鏈的調整使得兩個電流互感器有一定的高度差,以保證與斷路器的順利對接)。組裝設備套管支架和檢修平臺,最后將套管與套管底架組裝好后,通過導向桿吊裝入位,套管支架與套管底架相連接并固定。在設備組裝過程中,每一個密封蓋打開后,都必須用酒精、丙酮對其內部認真清潔處理,處理完尚不對接的口要用塑料袋進行密封。螺栓緊固時達到廠家提供的力矩值。

e)安裝完畢后對各個氣室更換干燥后的分子塞,再進行抽真空。抽真空時需按兩次進行,第一次抽真空時將氣室真空度抽到40 Pa時停止,靜置12 h后真空度變化在10 Pa內,然后繼續再抽達到廠家要求為止,否則對接觸面重新處理。

f)將試驗合格的SF6氣體注入氣室,檢漏合格后進行常規試驗和耐壓試驗,進行傳動前將設備按廠家要求用其所提供的膨脹螺栓進行鉆孔固定。按廠家要求通過注油閥對法蘭面進行硅膠的注入。

2.2 HGIS的現場試驗

在現場安裝完畢并充氣額定壓力后,進行現場試驗。主要是為了檢測在運輸過程中可能出現的損傷、腐蝕等,在安裝過程中可能出現的受潮、污染和安裝錯誤等;保證設備可靠運行,同時為以后的運行維護提供基本數據以便在運行中檢測和對比。現場試驗主要包括:表面檢查,SF6氣體的泄漏、微水測量和純度試驗,主、輔回路的耐壓試驗,主回路電阻、絕緣電阻測量,各元件的相關試驗等[3]。

a)設備在組裝后按最終圖紙和技術文件進行檢查,包括:HGIS是否正確組裝,銘牌資料是否正確,有無表面損傷,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后測量SF6氣體的含水量,斷路器氣室應小于150×10-6,其他氣室應小于250×10-6。用靈敏度不低于1×10-6(體積比)的氣體檢漏儀,檢查現場所有連接氣管是否有SF6氣體泄漏。

c)對主回路進行工頻耐壓試驗,能夠及時發現SF6氣體受潮、污物、自由金屬微粒子引起的絕緣擊穿。試驗應在整體組裝后的HGIS上進行,應在主回路對地間施加試驗電壓。

d)對主回路電阻測量,可以判斷導電部件的接觸面是否接觸良好;絕緣電阻測量,可以判斷絕緣是否足夠。

e)斷路器的試驗有機械操作試驗,檢查操作時有無異常情況,斷路器分合閘時間、速度滿足有關規程、規范和技術文件要求;儲能系統試驗,分合閘回路檢查,保證斷路器可靠動作。

f)隔離開關、接地開關主要進行機械操作試驗,保證可靠動作。

g)對電流互感器主要進行極性試驗,二次繞組電阻測量,變比試驗以及磁化特性試驗。

h)二次回路檢查,保證各信號正確,遠方操作正確、可靠。

當按規定所有試驗合格后,設備可以投入運行。

3 結束語

500 kV HGIS技術成熟、安全可靠;結構緊湊,占地面積小;土建基礎處理和電氣安裝簡單、方便;維護工作量少;試驗項目與GIS差異不大。在經濟不斷發展,土地資源日趨減少,供電形勢緊張的大環境下,應用HGIS取得了較好的經濟效益和社會效益。

[1] 黎斌.SF6高壓電器設計 [M].北京:機械工業出版社,1998:22-37.

[2] 李建基.高壓開關設備實用技術 [M].北京:中國電力出版社,2002:103-109.

[3] 陳偉根.電氣設備絕緣的狀態檢修技術 [M].北京:中國電力出版社,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年畢業于太原電力高等專科學校發配電專業,工程師,從事變電站安裝與調試施工技術管理工作;

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