變電所電氣設(shè)備安裝質(zhì)量問(wèn)題及改進(jìn)措施探討

福建天宇建筑技術(shù)工程有限公司 溫貴鋒

1 變電所建設(shè)安裝工序

在變電所工程建設(shè)前，用戶(hù)應(yīng)委托有資質(zhì)的設(shè)計(jì)單位遵照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)與用戶(hù)的需求進(jìn)行設(shè)備的設(shè)計(jì)選型，并根據(jù)工程所在地供電企業(yè)的規(guī)定與要求辦理新增用電申請(qǐng)手續(xù)，待供電方案批準(zhǔn)后，方可組織變電所的建設(shè)工作。

常規(guī)降壓變電所建設(shè)安裝工序?yàn)椋合雀鶕?jù)施工圖紙配合土建進(jìn)行線(xiàn)管敷設(shè)、預(yù)埋件預(yù)埋等基礎(chǔ)施工，再進(jìn)行電氣設(shè)備安裝、電力電纜敷設(shè)、回路接通、檢查試驗(yàn)與調(diào)試等工作，最后通電試運(yùn)行正常后投入運(yùn)行。在變電所安裝工序中電氣設(shè)備安裝最為重要，所內(nèi)電氣設(shè)備的安裝包括降壓變壓器、高低壓斷路器、母線(xiàn)槽、成套配電柜、電力電纜及避雷器等設(shè)備安裝。為了對(duì)電氣設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行測(cè)量調(diào)整，控制、保護(hù)電氣設(shè)備，變電所還需要安裝有電壓電流互感器、繼電保護(hù)裝置及電力監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)備。這些設(shè)備結(jié)構(gòu)功能、安裝工序各不相同，安裝質(zhì)量要求嚴(yán)格，且各電氣設(shè)備通過(guò)母線(xiàn)、電纜、導(dǎo)線(xiàn)等進(jìn)行電氣連接，若設(shè)備的安裝連接質(zhì)量出現(xiàn)問(wèn)題，將直接影響變電所的安全運(yùn)行[1]。

2 變電所電氣設(shè)備安裝過(guò)程質(zhì)量問(wèn)題

2.1 設(shè)備土建基礎(chǔ)質(zhì)量問(wèn)題

設(shè)備安裝時(shí)基礎(chǔ)槽鋼水平度不符合安裝規(guī)范，造成柜體及硬母線(xiàn)對(duì)位連接困難；變壓器基礎(chǔ)預(yù)埋鋼板下方存在空鼓，致使設(shè)備抗震性和吸音性差，投運(yùn)后噪音加大；線(xiàn)管預(yù)埋時(shí)坡度不符要求、出口封堵不嚴(yán)密，導(dǎo)致電纜長(zhǎng)期浸水，絕緣電阻下降，嚴(yán)重時(shí)雨水流入變電所電纜溝內(nèi)造成設(shè)備故障損壞。另外在電纜敷設(shè)安裝時(shí)，預(yù)留孔洞、電纜井等未按設(shè)計(jì)及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際設(shè)置，將會(huì)造成電纜敷設(shè)施工困難、加劇電纜磨損、動(dòng)力電纜與控制電纜等不能分開(kāi)敷設(shè)等問(wèn)題，既留下質(zhì)量安全隱患，又不利于后期運(yùn)行維護(hù)。

變電所接地系統(tǒng)未按規(guī)范與設(shè)計(jì)要求施工。變電所的接地網(wǎng)上連接著全站高低壓電氣設(shè)備的接地線(xiàn)、電纜屏蔽接地、通信、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備接地，以及變電站維護(hù)檢修時(shí)的臨時(shí)接地等。若接地系統(tǒng)施工質(zhì)量不符合要求，如電纜溝內(nèi)、電纜橋架接地線(xiàn)數(shù)量不符合設(shè)計(jì)要求、接地電阻不合格、接地干支線(xiàn)焊接質(zhì)量差等問(wèn)題，將直接影響設(shè)備安全運(yùn)行。變電所接地電阻較大，在遭受雷擊或發(fā)生接地故障時(shí)會(huì)造成地電位異常升高；如變電所接地網(wǎng)的網(wǎng)格設(shè)計(jì)不合理，則可能造成接地系統(tǒng)電位分布不均，局部電位超過(guò)規(guī)定安全值的情況，會(huì)給運(yùn)行人員安全帶來(lái)威脅，還可能因反擊對(duì)電纜絕緣、低壓或二次設(shè)備造成損壞，甚至使高壓竄入控制保護(hù)系統(tǒng)與變電站監(jiān)控系統(tǒng)，發(fā)生誤動(dòng)、拒動(dòng)事故[2]。

2.2 干式變壓器的溫度控制系統(tǒng)安裝質(zhì)量問(wèn)題

干式變壓器的安全運(yùn)行和使用壽命，很大程度上取決于變壓器的繞組絕緣。而繞組溫度超過(guò)其絕緣耐受溫度致使絕緣破壞，是變壓器不能正常工作的主要原因之一。強(qiáng)迫風(fēng)冷干式變壓器溫度控制系統(tǒng)安裝時(shí)，風(fēng)機(jī)出口風(fēng)向不正確、繞組溫度測(cè)值不準(zhǔn)確與風(fēng)機(jī)控制設(shè)置不正確將會(huì)造成變壓器故障報(bào)警，甚至使用壽命縮短，因此干式變壓器的溫度控制系統(tǒng)安裝質(zhì)量是十分重要的。

2.3 高低壓成套配電柜安裝質(zhì)量問(wèn)題

高低壓成套配電柜內(nèi)部元件較多，在運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)不同程度的振動(dòng)或者碰撞，有可能會(huì)造成操作機(jī)構(gòu)松動(dòng)、隔板與軌道變形、觸頭接觸不良等問(wèn)題；高低壓成套配電柜安裝時(shí)，操作機(jī)構(gòu)調(diào)整不良會(huì)出現(xiàn)操作機(jī)構(gòu)卡澀，觸頭接觸不良將引起觸頭過(guò)熱、電弧等情況。另配電柜內(nèi)元器件端子接線(xiàn)松動(dòng)，將會(huì)造成測(cè)值不準(zhǔn)、控制斷線(xiàn)、繼電保護(hù)失效無(wú)法實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能等問(wèn)題。

2.4 設(shè)備電氣連接工藝不規(guī)范問(wèn)題

成套配電柜封閉母線(xiàn)對(duì)位連接時(shí)，特別是新舊柜母排安裝連接時(shí)母排垂直和水平度不符要求、孔位不對(duì)、上下錯(cuò)位等，將造成母排受力、投運(yùn)后噪音變大，嚴(yán)重時(shí)造成接頭發(fā)熱、電弧放電、母排燒毀等故障。另外，外部電纜接入配電柜時(shí)，電纜頭制作不規(guī)范造成電纜頭燒毀，接頭接觸不良引起接頭發(fā)熱等；以及繼電保護(hù)及控制裝置等二次設(shè)備導(dǎo)線(xiàn)連接時(shí)，接頭處理不規(guī)范，接線(xiàn)端子處多根導(dǎo)線(xiàn)壓接不牢等，會(huì)造成端子處火花放電、控制不可靠，嚴(yán)重時(shí)造成繼電保護(hù)拒動(dòng)，都會(huì)給設(shè)備安全可靠運(yùn)行留下質(zhì)量安全隱患。

2.5 繼電保護(hù)定值實(shí)際計(jì)算問(wèn)題

在設(shè)備調(diào)試投運(yùn)前，繼電保護(hù)定值計(jì)算過(guò)程中往往會(huì)遇到圖紙資料與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際不符、資料不全、TA 變比與實(shí)際不符、線(xiàn)路長(zhǎng)度與實(shí)際不符等情況；亦或是二次接線(xiàn)修改的圖紙變更工作不及時(shí)等，都會(huì)導(dǎo)致在保護(hù)定值計(jì)算過(guò)程中計(jì)算不準(zhǔn)確，造成繼電保護(hù)無(wú)法有效保護(hù)電氣設(shè)備。

3 變電所電氣設(shè)備安裝過(guò)程中的改進(jìn)措施

3.1 設(shè)備土建基礎(chǔ)質(zhì)量問(wèn)題改進(jìn)措施

設(shè)備就位前應(yīng)根據(jù)設(shè)備土建基礎(chǔ)施工圖紙及相關(guān)規(guī)范組織對(duì)土建基礎(chǔ)進(jìn)行驗(yàn)收，對(duì)線(xiàn)管預(yù)埋、基礎(chǔ)型鋼等預(yù)埋件進(jìn)行隱蔽工程驗(yàn)收。基礎(chǔ)型鋼預(yù)埋安裝允許偏差應(yīng)符合規(guī)范要求，露出最終地面高度宜為10mm,但手車(chē)式柜體的基礎(chǔ)型鋼露出地面的高度應(yīng)按產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明書(shū)執(zhí)行，基礎(chǔ)型鋼的兩端與接地干線(xiàn)應(yīng)焊接牢固；變壓器基礎(chǔ)鋼板預(yù)埋時(shí)除應(yīng)對(duì)鋼板幾何尺寸、位置、標(biāo)高檢查驗(yàn)收外，可在鋼板上開(kāi)透氣孔，以使鋼板與混凝土基礎(chǔ)接觸緊密，避免鋼板下方存在空鼓現(xiàn)象，同時(shí)應(yīng)控制混凝土澆筑質(zhì)量，確保基礎(chǔ)強(qiáng)度符合要求，避免設(shè)備振動(dòng)、噪音超標(biāo)的現(xiàn)象發(fā)生。

線(xiàn)管預(yù)埋前需認(rèn)真核對(duì)設(shè)計(jì)敷設(shè)路徑，明確定位樁，按設(shè)計(jì)開(kāi)挖尺寸和長(zhǎng)度劃線(xiàn)或繃線(xiàn)進(jìn)行土方開(kāi)挖。在電纜排管敷設(shè)時(shí)，按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行溝底基層處理、管端口處理、包封、夯土回填。埋入地下的排管頂部至地面的距離應(yīng)不小于以下數(shù)值：人行道為500mm；一般地區(qū)為700mm。在電纜排管直線(xiàn)距離超過(guò)50m 處、排管轉(zhuǎn)彎處、分支處都要設(shè)置排管電纜井，排管通向電纜井應(yīng)有不小于0.1%的坡度，以便管內(nèi)的水流入電纜井內(nèi)，電纜井應(yīng)滲排水良好，避免電纜長(zhǎng)期浸水。電纜自電纜溝引進(jìn)隧道、工作井和建筑物時(shí)，要穿在管中，并將管口堵塞嚴(yán)密，防止水流入變電所內(nèi)。同時(shí)應(yīng)檢查核對(duì)預(yù)留孔洞、電纜井等是否符合設(shè)計(jì)圖紙與規(guī)范要求，并結(jié)合實(shí)際充分考慮施工及后期維護(hù)等問(wèn)題，若設(shè)計(jì)預(yù)留孔洞、電纜井不符現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，或是存在加大電纜磨損、動(dòng)力電纜與控制電纜等不能分開(kāi)敷設(shè)等問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)提出設(shè)計(jì)變更方案，避免留下質(zhì)量安全隱患。

變電所的接地網(wǎng)施工時(shí)，接地體、接地干線(xiàn)、接地支線(xiàn)的型號(hào)規(guī)格、敷設(shè)安裝、焊接工藝以及接地線(xiàn)的數(shù)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)圖紙與規(guī)范要求，并及時(shí)做好隱蔽工程驗(yàn)收記錄。接地扁鋼搭接焊接時(shí)，其搭接長(zhǎng)度為扁鋼寬度的兩倍，并有三個(gè)鄰邊施焊；若采用圓鋼，其搭接長(zhǎng)度為圓鋼直徑的6倍，并在兩面施焊，焊接必須牢固無(wú)虛焊。若不宜焊接，可用螺栓連接，但應(yīng)進(jìn)行除銹處理。接地支線(xiàn)與電氣設(shè)備接地點(diǎn)連接時(shí)，接頭應(yīng)采用接線(xiàn)端子螺栓連接，并用防松螺帽或防松墊片。

每個(gè)電氣裝置的接地應(yīng)以單獨(dú)的接地線(xiàn)與接地支線(xiàn)相連接，不得在一條接地線(xiàn)中串接幾個(gè)需要接地的電氣裝置。在接地體施工結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)測(cè)量接地電阻，接地電阻應(yīng)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)要求，電氣設(shè)備獨(dú)立接地體的接地電阻應(yīng)小4Ω，共用接地體的接地電阻應(yīng)小于1Ω。接地裝置安裝完畢后，應(yīng)對(duì)各接地干線(xiàn)和支線(xiàn)的外露部分，以及電氣設(shè)備的接地部分進(jìn)行外觀(guān)檢查，檢查各接地線(xiàn)的焊接或螺栓連接是否接牢，檢查完后應(yīng)在接地線(xiàn)的表面涂上綠黃顏色的防銹漆[3]。

3.2 干式變壓器溫度控制系統(tǒng)安裝質(zhì)量改進(jìn)措施

干式變壓器的溫度控制系統(tǒng)控制原理為通過(guò)Pt100（鉑電阻）或PTC（熱敏電阻）采集變壓器繞組及鐵芯溫度，溫度的變化引起它們阻值的變化，溫控器通過(guò)把該阻值信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再通過(guò)濾波、A/D 等電路和一系列算法算出它所反映的溫度值。一方面通過(guò)面板顯示其通道號(hào)及其溫度值；另一方面通過(guò)邏輯算法，當(dāng)該溫度超過(guò)設(shè)定值時(shí)，發(fā)出相應(yīng)的控制輸出，指令風(fēng)機(jī)啟停、報(bào)警或跳閘等。變壓器溫度控制系統(tǒng)安裝時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明書(shū)對(duì)風(fēng)機(jī)通電試運(yùn)轉(zhuǎn)并確保其風(fēng)向正確、運(yùn)行正常。并對(duì)Pt100（鉑電阻）或PTC（熱敏電阻）、溫控器顯示值、控制值進(jìn)行校驗(yàn)核對(duì)，確保測(cè)值準(zhǔn)確、顯示、控制正確。當(dāng)耐壓試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)注意取出溫度傳感器，防止高壓擊穿溫度傳感器，試驗(yàn)結(jié)束后及時(shí)將傳感器歸位。

3.3 高低壓成套配電柜安裝質(zhì)量問(wèn)題改進(jìn)措施

高低壓配電柜在運(yùn)輸過(guò)程中應(yīng)做好保護(hù)，運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)組織開(kāi)箱檢查，檢查設(shè)備有無(wú)變形、掉漆現(xiàn)象，儀表部件是否齊全，備品備件、說(shuō)明書(shū)等有無(wú)缺損，并做好開(kāi)箱驗(yàn)收記錄。高低壓配電柜安裝時(shí)根據(jù)施工圖的布置，按順序?qū)㈤_(kāi)關(guān)柜放在基礎(chǔ)型鋼上，成列柜體宜從中部開(kāi)始向兩邊安裝，柜體安裝允許偏差應(yīng)符合規(guī)范要求。柜體就位連接后，應(yīng)根據(jù)配電柜出廠(chǎng)圖紙對(duì)內(nèi)部緊固件再次緊固及檢查，尤其是開(kāi)關(guān)觸頭處。

手車(chē)式高壓開(kāi)關(guān)柜、抽屜式低壓開(kāi)關(guān)柜還應(yīng)對(duì)操作機(jī)構(gòu)進(jìn)行手動(dòng)操作檢查，確保手車(chē)、抽屜推拉靈活輕便，無(wú)卡阻、碰撞現(xiàn)象；手車(chē)、抽屜的機(jī)械聯(lián)鎖或電氣聯(lián)鎖裝置動(dòng)作正確可靠，保證斷路器分閘后，隔離觸頭才能分開(kāi)；手車(chē)、抽屜與柜體間的接地觸頭接觸緊密，當(dāng)手車(chē)、抽屜推入時(shí)，手車(chē)、抽屜的接地觸頭比主觸頭先接觸，拉出時(shí)接地觸頭應(yīng)后斷開(kāi)；開(kāi)關(guān)動(dòng)觸頭與靜觸頭的中心線(xiàn)一致，觸頭接觸緊密，若存在不符質(zhì)量驗(yàn)收要求問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)配合廠(chǎng)家調(diào)整到位。還應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)與設(shè)備廠(chǎng)家圖紙，對(duì)配電柜內(nèi)元器件、二次接線(xiàn)回路進(jìn)行逐臺(tái)核對(duì)檢查與接線(xiàn)端子緊固，使用500V 等級(jí)絕緣測(cè)試儀表進(jìn)行絕緣測(cè)試，測(cè)試結(jié)果要求大于1MΩ。

3.4 設(shè)備電氣連接工藝不規(guī)范改進(jìn)措施

室內(nèi)的變配電柜連接宜采用封閉母線(xiàn)，一般按照設(shè)計(jì)要求向設(shè)備廠(chǎng)家配套訂制采購(gòu)。新舊柜連接封閉母線(xiàn)訂制前，須根據(jù)廠(chǎng)家要求精確測(cè)量母排尺寸與開(kāi)孔位置，并繪制詳細(xì)的施工草圖或深化設(shè)計(jì)圖，避免母線(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)切割加工，影響安裝質(zhì)量。

封閉母線(xiàn)連接固定前應(yīng)檢查其外觀(guān)無(wú)損傷、變形；母線(xiàn)搭接面或靜觸頭應(yīng)平整、鍍層干凈完整；端頭封罩、螺栓、插接單元等部件齊全、分類(lèi)清晰、標(biāo)識(shí)明確。母線(xiàn)連接孔的位置及孔徑的大小和數(shù)量都必須符合規(guī)定。螺孔間中心距離的誤差，允許為±0.5mm，螺孔的直徑不應(yīng)大于螺栓直徑1mm。母線(xiàn)連接時(shí)，應(yīng)在保持清潔的接觸面上涂以電力復(fù)合脂后，采用規(guī)定規(guī)格的螺栓固定牢固。當(dāng)母線(xiàn)平置時(shí)，螺栓應(yīng)由下向上穿，在其余情況下，螺母應(yīng)置于維護(hù)側(cè)，螺栓連接的母線(xiàn)兩外側(cè)均應(yīng)有平墊圈，相鄰螺栓墊圈間應(yīng)有3mm 以上的凈距，螺母?jìng)?cè)應(yīng)裝有彈簧墊圈或鎖緊螺母。母線(xiàn)的螺栓連接必須采用力矩扳手緊固，緊固力矩值符合產(chǎn)品技術(shù)說(shuō)明書(shū)的要求。封閉母線(xiàn)連接后水平度和垂直度偏差不宜大于0.15%；動(dòng)力母線(xiàn)全長(zhǎng)最大偏差不宜大于20mm；照明母線(xiàn)全長(zhǎng)水平最大偏差不應(yīng)大于5mm,全長(zhǎng)垂直最大偏差不應(yīng)大于10mm。母線(xiàn)與設(shè)備連接前，封閉母線(xiàn)應(yīng)可靠接地，對(duì)母線(xiàn)進(jìn)行絕緣電阻的測(cè)試與耐壓試驗(yàn)，低壓母線(xiàn)絕緣電阻測(cè)試不得低于0.5MΩ；高壓母線(xiàn)絕緣電阻測(cè)試不得低于20MΩ。

外部引入電纜與配電柜連接時(shí)，應(yīng)先檢查電纜絕緣狀況，電氣性能試驗(yàn)應(yīng)符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。電纜終端頭附件規(guī)格應(yīng)與電纜一致，零部件應(yīng)齊全無(wú)損傷，絕緣材料不得受潮，密封材料不得失效；電纜通過(guò)零序電流互感器時(shí)，接地點(diǎn)在互感器以下時(shí)，接地線(xiàn)應(yīng)直接接地；接地點(diǎn)在互感器以上時(shí)，接地線(xiàn)應(yīng)穿過(guò)互感器接地；電纜終端頭和電纜接頭制作必須連續(xù)進(jìn)行，應(yīng)絕緣良好、密封防潮，有機(jī)械保護(hù)等措施，確保電纜頭制作質(zhì)量滿(mǎn)足規(guī)范要求。

二次設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格按施工接線(xiàn)圖與工藝標(biāo)準(zhǔn)接線(xiàn)。線(xiàn)纜敷設(shè)前，應(yīng)做電纜外觀(guān)及電氣導(dǎo)通檢查，用兆歐表測(cè)量絕緣電阻，其電阻值不小于0.5MΩ。導(dǎo)線(xiàn)與元器件間采用螺栓連接、插接、焊接或壓接等均應(yīng)牢固可靠，元器件上不接線(xiàn)的端子螺絲也應(yīng)擰緊；盤(pán)、柜內(nèi)的導(dǎo)線(xiàn)不應(yīng)有接頭,導(dǎo)線(xiàn)芯線(xiàn)應(yīng)無(wú)損傷；每個(gè)接線(xiàn)端子的每側(cè)接線(xiàn)宜為1根,不得超過(guò)2根。對(duì)于插接式端子,不同截面的兩根導(dǎo)線(xiàn)不得接在同一端子上；對(duì)于螺栓連接端子,當(dāng)接兩根導(dǎo)線(xiàn)時(shí),中間應(yīng)加平墊片。線(xiàn)路敷設(shè)完畢，應(yīng)進(jìn)行校驗(yàn)及標(biāo)號(hào)，并再次做外觀(guān)導(dǎo)通檢查。

3.5 繼電保護(hù)定值實(shí)際計(jì)算問(wèn)題的改進(jìn)措施

繼電保護(hù)定值計(jì)算應(yīng)首先做好基礎(chǔ)資料的收集工作，提供資料單位應(yīng)為其提供資料的正確性負(fù)責(zé)，定值計(jì)算人員應(yīng)與設(shè)計(jì)人員、廠(chǎng)家技術(shù)人員、現(xiàn)場(chǎng)繼保調(diào)試人員等加強(qiáng)溝通交流。針對(duì)不同的工程內(nèi)容、不同的定值計(jì)算工作，提供計(jì)算所需資料清單列表，以便工程組織單位盡快提供全部資料。二次接線(xiàn)修改后的變更圖紙應(yīng)及時(shí)通知定值計(jì)算人員，確保定值計(jì)算符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際。其次，應(yīng)加強(qiáng)繼電保護(hù)定值單的執(zhí)行與管理工作，避免發(fā)生繼電保護(hù)誤整定與誤投退的情況發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)變電所的電氣設(shè)備安裝過(guò)程中的質(zhì)量問(wèn)題，安裝人員不僅需要重視電氣設(shè)備進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)及后期維護(hù)問(wèn)題，嚴(yán)格遵守設(shè)備安裝工序與工藝標(biāo)準(zhǔn)，而且需要不斷加強(qiáng)完善安裝過(guò)程的質(zhì)量控制工作，預(yù)防電氣設(shè)備故障、安全質(zhì)量問(wèn)題,為變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行奠定基礎(chǔ)。