變電站HGIS設備現場安裝調試技術探析

吳智軍

【摘要】隨著我國電力行業的發展和社會用電需求量的不斷增加，高壓電網規模不斷擴大，高壓變電站數量越來越多。鑒于高壓變電站建設對占地面積和環境的影響，輕量化、小型化已成為高壓開關未來的發展方向，符合其要求的HGIS高壓開關設備也因此在變電站主開關設備選型中得到了廣泛應用。

【關鍵詞】變電站 ?HGIS設備 ?安裝調試

HGIS是一種基于AIS和GIS之上的新型高壓開關設備，其結構以及功能用途與GIS基本相同，但外置式的母線設計使整體布局更加簡潔、緊湊，具有安裝及維護檢修方便，運行可靠性高的優點，因而在安裝調試及使用維護中更具優勢。隨著我國電力行業的發展和社會用電需求量的不斷增加，高壓電網規模不斷擴大，高壓變電站數量越來越多。鑒于高壓變電站建設對占地面積和環境的影響，輕量化、小型化已成為高壓開關未來的發展方向，符合其要求的HGIS高壓開關設備也因此在變電站主開關設備選型中得到了廣泛應用。本文對HGIS高壓開關設備的組成及技術特點進行了簡要分析，對設備的安裝調試以及一些注意問題進行了探討。

一、設備的組成

HGIS是在GIS復合型開關的基礎上改進而來的。早在上世紀六十年代。GIS技術就已經在電氣設備中廣泛應用。但由于GIS母線造價昂貴，而且采用密閉式設計，因此一旦出現故障的話很難修復，同時也不便于后期擴建。基于以上原因，綜合應用了GIS技術與敞開式母線設計的HGIS應運而生。HGIS主要包括刀閘、開關，所屬的一次、二次設備，用于密封絕緣的SF氣體系統以及運行監測裝置。由于HGIS采用了3CB結構，因而對于采用典型500kV半斷路器接線變電站的占地面積，有利于節省土地資源。以比較常見的500kV HGIS為例，該設備采用了穩定性更好地新型OM液壓操作，一次設備采用單相全封閉方式，以導電性好、接地可靠的鋁制金屬外殼作為保護套管，同時充入SF6氣體作為主絕緣，并由監控裝置按照氣隔單元對SF6氣體狀態進行監控。SF氣體系統在每個氣隔單元中均設有壓力表、氣體填充口、SF6配管等，上述部件組成了完整的HGIS系統設備。

二、HGIS變電站的安裝操作

（一）安裝前準備

安裝前首先要檢查地基及預埋地腳螺栓是否穩定牢靠，螺栓螺紋是否清晰完整;如果地腳螺栓采用二次澆筑方式則要檢查預留孔，并將孔內雜物清理干凈。

（二）吊裝作業

第二步是吊裝作業，分別支架吊裝和本體吊裝。先進行支架吊裝，吊裝前檢查基礎并劃線，以保證吊裝和后續安裝作業的精度。然后將匯控箱安裝在支架上然后整體吊裝到各格的地基上，將支架與地腳螺栓緊固;然后采用測量工具檢查支腿上部的幾個安裝板是否在同一水平面，可采取調平措施保證安裝板的水平。為減少設備使用時的震動，在支架安裝調整之后需將支腿底板與基礎之間的空隙填實。支架吊裝和緊固完畢后，進行本體吊裝，三相本體可采用整體吊裝的方式安裝在公用底座上。吊裝時要找準支腿頂板與本體底座上的安裝孔，找準兩者的對應位置然后緩慢下降，將本體上的安裝孔插入地腳螺栓，同時套入平墊和彈墊，最后用螺母與力矩扳手緊固。本體準確就位并與底座緊固后撤去吊具。

（三）安裝斷路器和隔離開關傳動桿

隔離開關在安裝前一般處于合閘位置，并在調整法蘭處用鎖板固定。隔離開關傳動桿安裝前首先將調整法蘭上的所有固定連桿、鎖板及固定傳動桿的綁縛繩予以拆除;然后調整轉動法蘭，使三相觸頭皆處在接地合閘位置，調整結束后擰緊螺釘固定。調整法蘭固定后，安裝連桿萬向節并用開口銷加以固定，將操作機構拐臂置于上行程終端位置后手動操作到隔離開關線路合閘位置，期間注意觀察觸頭位置是否有變化，如有變化則需固定后繼續調整。在全部觸頭調整至合適位置之后，通過定位銷孔在法蘭上配鉆孔，并打入漲銷，擰緊連桿萬向節的備緊螺母。

（四）連接電纜，充入保護氣

設備本體及斷路器、隔離開關等安裝就位后，敷設并連接低壓電纜，并布設地線。匯控箱箱體、操作機構等部件的外殼接地線引接到相應的接地螺栓上，緊固牢靠。HGIS與GIS同樣都采用SF6作為保護氣，采用了自動封閉的充氣接頭以避免漏氣。充氣時只需插入并固定好充氣管接頭，打開減壓閥閥門即可充氣。觀察壓力表達到額定壓力值時，關閉減壓閥，拆下接頭，擰緊保護冒，即完成充氣操作。0.6 MPa下的SF6氣體液化溫度是-25℃，為避免SF6出現低溫液化，可按一定比例加入CF4。

三、設備的調試

設備調試主要包括測量主回路電阻、檢查控制回路絕緣、操作檢查以及氣密性檢查等。設備調試前首先各部分螺栓是否擰緊，接地是否牢靠有效，SF6氣體壓力是否在規定范圍內，設備外殼是否有變形、破損。SF6氣體泄露是HGIS最為多發的故障問題，除了充氣后的壓力和漏點測試檢查外，充氣一周后應再次對SF6氣體壓力、含水量等進行檢測，壓力有顯著下降的說明存在泄露，可繼續用SF6氣體測漏儀查找漏點。在SF6氣體額定壓力下進行斷路器、接地開關等的合-分檢查;通過切換轉換開關檢查各種狀態下的聯鎖情況。在所有的高壓試驗通過之后進行局部放電檢查，其目的是發現設備構造或是制造工藝的缺陷，比如絕緣混入雜質，導體間虛接，絕緣內部局部電場強度過高等。測量時應注意控制背景噪音的干擾，以免影響讀數。

四、結語

HGIS設備結構簡單，占地面積小，施工安裝、運行維護乃至后期的擴建改造都比較方便，雖然價格偏高，但與其它的傳統設備相比仍具有很大的優勢。在變電站無人值守的發展趨勢下，具有集成化的HGIS設備將成為未來變電站建設的首選。

參考文獻：

[1]劉紅太，丁凱.500kV HGIS變電站的現場安裝調試[J].高電壓技術，2007，（4）：185-187.

[2]陳柱梁.試析HGIS變電站的現場安裝調試[J].企業技術開發，2014，（33）：9-10.