變電所電氣設備安裝質量問題及改進措施探討

福建天宇建筑技術工程有限公司 溫貴鋒

1 變電所建設安裝工序

在變電所工程建設前，用戶應委托有資質的設計單位遵照規范標準與用戶的需求進行設備的設計選型，并根據工程所在地供電企業的規定與要求辦理新增用電申請手續，待供電方案批準后，方可組織變電所的建設工作。

常規降壓變電所建設安裝工序為：先根據施工圖紙配合土建進行線管敷設、預埋件預埋等基礎施工，再進行電氣設備安裝、電力電纜敷設、回路接通、檢查試驗與調試等工作，最后通電試運行正常后投入運行。在變電所安裝工序中電氣設備安裝最為重要，所內電氣設備的安裝包括降壓變壓器、高低壓斷路器、母線槽、成套配電柜、電力電纜及避雷器等設備安裝。為了對電氣設備的運行參數進行測量調整，控制、保護電氣設備，變電所還需要安裝有電壓電流互感器、繼電保護裝置及電力監控系統等設備。這些設備結構功能、安裝工序各不相同，安裝質量要求嚴格，且各電氣設備通過母線、電纜、導線等進行電氣連接，若設備的安裝連接質量出現問題，將直接影響變電所的安全運行[1]。

2 變電所電氣設備安裝過程質量問題

2.1 設備土建基礎質量問題

設備安裝時基礎槽鋼水平度不符合安裝規范，造成柜體及硬母線對位連接困難；變壓器基礎預埋鋼板下方存在空鼓，致使設備抗震性和吸音性差，投運后噪音加大；線管預埋時坡度不符要求、出口封堵不嚴密，導致電纜長期浸水，絕緣電阻下降，嚴重時雨水流入變電所電纜溝內造成設備故障損壞。另外在電纜敷設安裝時，預留孔洞、電纜井等未按設計及現場實際設置，將會造成電纜敷設施工困難、加劇電纜磨損、動力電纜與控制電纜等不能分開敷設等問題，既留下質量安全隱患，又不利于后期運行維護。

變電所接地系統未按規范與設計要求施工。變電所的接地網上連接著全站高低壓電氣設備的接地線、電纜屏蔽接地、通信、計算機監控系統設備接地，以及變電站維護檢修時的臨時接地等。若接地系統施工質量不符合要求，如電纜溝內、電纜橋架接地線數量不符合設計要求、接地電阻不合格、接地干支線焊接質量差等問題，將直接影響設備安全運行。變電所接地電阻較大，在遭受雷擊或發生接地故障時會造成地電位異常升高；如變電所接地網的網格設計不合理，則可能造成接地系統電位分布不均，局部電位超過規定安全值的情況，會給運行人員安全帶來威脅，還可能因反擊對電纜絕緣、低壓或二次設備造成損壞，甚至使高壓竄入控制保護系統與變電站監控系統，發生誤動、拒動事故[2]。

2.2 干式變壓器的溫度控制系統安裝質量問題

干式變壓器的安全運行和使用壽命，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。強迫風冷干式變壓器溫度控制系統安裝時，風機出口風向不正確、繞組溫度測值不準確與風機控制設置不正確將會造成變壓器故障報警，甚至使用壽命縮短，因此干式變壓器的溫度控制系統安裝質量是十分重要的。

2.3 高低壓成套配電柜安裝質量問題

高低壓成套配電柜內部元件較多，在運輸過程中出現不同程度的振動或者碰撞，有可能會造成操作機構松動、隔板與軌道變形、觸頭接觸不良等問題；高低壓成套配電柜安裝時，操作機構調整不良會出現操作機構卡澀，觸頭接觸不良將引起觸頭過熱、電弧等情況。另配電柜內元器件端子接線松動，將會造成測值不準、控制斷線、繼電保護失效無法實現保護功能等問題。

2.4 設備電氣連接工藝不規范問題

成套配電柜封閉母線對位連接時，特別是新舊柜母排安裝連接時母排垂直和水平度不符要求、孔位不對、上下錯位等，將造成母排受力、投運后噪音變大，嚴重時造成接頭發熱、電弧放電、母排燒毀等故障。另外，外部電纜接入配電柜時，電纜頭制作不規范造成電纜頭燒毀，接頭接觸不良引起接頭發熱等；以及繼電保護及控制裝置等二次設備導線連接時，接頭處理不規范，接線端子處多根導線壓接不牢等，會造成端子處火花放電、控制不可靠，嚴重時造成繼電保護拒動，都會給設備安全可靠運行留下質量安全隱患。

2.5 繼電保護定值實際計算問題

在設備調試投運前，繼電保護定值計算過程中往往會遇到圖紙資料與現場實際不符、資料不全、TA 變比與實際不符、線路長度與實際不符等情況；亦或是二次接線修改的圖紙變更工作不及時等，都會導致在保護定值計算過程中計算不準確，造成繼電保護無法有效保護電氣設備。

3 變電所電氣設備安裝過程中的改進措施

3.1 設備土建基礎質量問題改進措施

設備就位前應根據設備土建基礎施工圖紙及相關規范組織對土建基礎進行驗收，對線管預埋、基礎型鋼等預埋件進行隱蔽工程驗收。基礎型鋼預埋安裝允許偏差應符合規范要求，露出最終地面高度宜為10mm,但手車式柜體的基礎型鋼露出地面的高度應按產品技術說明書執行，基礎型鋼的兩端與接地干線應焊接牢固；變壓器基礎鋼板預埋時除應對鋼板幾何尺寸、位置、標高檢查驗收外，可在鋼板上開透氣孔，以使鋼板與混凝土基礎接觸緊密，避免鋼板下方存在空鼓現象，同時應控制混凝土澆筑質量，確保基礎強度符合要求，避免設備振動、噪音超標的現象發生。

線管預埋前需認真核對設計敷設路徑，明確定位樁，按設計開挖尺寸和長度劃線或繃線進行土方開挖。在電纜排管敷設時，按設計要求進行溝底基層處理、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不小于以下數值：人行道為500mm；一般地區為700mm。在電纜排管直線距離超過50m 處、排管轉彎處、分支處都要設置排管電纜井，排管通向電纜井應有不小于0.1%的坡度，以便管內的水流入電纜井內，電纜井應滲排水良好，避免電纜長期浸水。電纜自電纜溝引進隧道、工作井和建筑物時，要穿在管中，并將管口堵塞嚴密，防止水流入變電所內。同時應檢查核對預留孔洞、電纜井等是否符合設計圖紙與規范要求，并結合實際充分考慮施工及后期維護等問題，若設計預留孔洞、電纜井不符現場實際情況，或是存在加大電纜磨損、動力電纜與控制電纜等不能分開敷設等問題，應及時提出設計變更方案，避免留下質量安全隱患。

變電所的接地網施工時，接地體、接地干線、接地支線的型號規格、敷設安裝、焊接工藝以及接地線的數量應符合設計圖紙與規范要求，并及時做好隱蔽工程驗收記錄。接地扁鋼搭接焊接時，其搭接長度為扁鋼寬度的兩倍，并有三個鄰邊施焊；若采用圓鋼，其搭接長度為圓鋼直徑的6倍，并在兩面施焊，焊接必須牢固無虛焊。若不宜焊接，可用螺栓連接，但應進行除銹處理。接地支線與電氣設備接地點連接時，接頭應采用接線端子螺栓連接，并用防松螺帽或防松墊片。

每個電氣裝置的接地應以單獨的接地線與接地支線相連接，不得在一條接地線中串接幾個需要接地的電氣裝置。在接地體施工結束后，應及時測量接地電阻，接地電阻應符合規范標準要求，電氣設備獨立接地體的接地電阻應小4Ω，共用接地體的接地電阻應小于1Ω。接地裝置安裝完畢后，應對各接地干線和支線的外露部分，以及電氣設備的接地部分進行外觀檢查，檢查各接地線的焊接或螺栓連接是否接牢，檢查完后應在接地線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安裝質量改進措施

干式變壓器的溫度控制系統控制原理為通過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，溫控器通過把該阻值信號轉換成電壓信號，再通過濾波、A/D 等電路和一系列算法算出它所反映的溫度值。一方面通過面板顯示其通道號及其溫度值；另一方面通過邏輯算法，當該溫度超過設定值時，發出相應的控制輸出，指令風機啟停、報警或跳閘等。變壓器溫度控制系統安裝時，首先應根據產品技術說明書對風機通電試運轉并確保其風向正確、運行正常。并對Pt100（鉑電阻）或PTC（熱敏電阻）、溫控器顯示值、控制值進行校驗核對，確保測值準確、顯示、控制正確。當耐壓試驗時，應注意取出溫度傳感器，防止高壓擊穿溫度傳感器，試驗結束后及時將傳感器歸位。

3.3 高低壓成套配電柜安裝質量問題改進措施

高低壓配電柜在運輸過程中應做好保護，運到現場后，應組織開箱檢查，檢查設備有無變形、掉漆現象，儀表部件是否齊全，備品備件、說明書等有無缺損，并做好開箱驗收記錄。高低壓配電柜安裝時根據施工圖的布置，按順序將開關柜放在基礎型鋼上，成列柜體宜從中部開始向兩邊安裝，柜體安裝允許偏差應符合規范要求。柜體就位連接后，應根據配電柜出廠圖紙對內部緊固件再次緊固及檢查，尤其是開關觸頭處。

手車式高壓開關柜、抽屜式低壓開關柜還應對操作機構進行手動操作檢查，確保手車、抽屜推拉靈活輕便，無卡阻、碰撞現象；手車、抽屜的機械聯鎖或電氣聯鎖裝置動作正確可靠，保證斷路器分閘后，隔離觸頭才能分開；手車、抽屜與柜體間的接地觸頭接觸緊密，當手車、抽屜推入時，手車、抽屜的接地觸頭比主觸頭先接觸，拉出時接地觸頭應后斷開；開關動觸頭與靜觸頭的中心線一致，觸頭接觸緊密，若存在不符質量驗收要求問題，應及時配合廠家調整到位。還應根據設計與設備廠家圖紙，對配電柜內元器件、二次接線回路進行逐臺核對檢查與接線端子緊固，使用500V 等級絕緣測試儀表進行絕緣測試，測試結果要求大于1MΩ。

3.4 設備電氣連接工藝不規范改進措施

室內的變配電柜連接宜采用封閉母線，一般按照設計要求向設備廠家配套訂制采購。新舊柜連接封閉母線訂制前，須根據廠家要求精確測量母排尺寸與開孔位置，并繪制詳細的施工草圖或深化設計圖，避免母線現場切割加工，影響安裝質量。

封閉母線連接固定前應檢查其外觀無損傷、變形；母線搭接面或靜觸頭應平整、鍍層干凈完整；端頭封罩、螺栓、插接單元等部件齊全、分類清晰、標識明確。母線連接孔的位置及孔徑的大小和數量都必須符合規定。螺孔間中心距離的誤差，允許為±0.5mm，螺孔的直徑不應大于螺栓直徑1mm。母線連接時，應在保持清潔的接觸面上涂以電力復合脂后，采用規定規格的螺栓固定牢固。當母線平置時，螺栓應由下向上穿，在其余情況下，螺母應置于維護側，螺栓連接的母線兩外側均應有平墊圈，相鄰螺栓墊圈間應有3mm 以上的凈距，螺母側應裝有彈簧墊圈或鎖緊螺母。母線的螺栓連接必須采用力矩扳手緊固，緊固力矩值符合產品技術說明書的要求。封閉母線連接后水平度和垂直度偏差不宜大于0.15%；動力母線全長最大偏差不宜大于20mm；照明母線全長水平最大偏差不應大于5mm,全長垂直最大偏差不應大于10mm。母線與設備連接前，封閉母線應可靠接地，對母線進行絕緣電阻的測試與耐壓試驗，低壓母線絕緣電阻測試不得低于0.5MΩ；高壓母線絕緣電阻測試不得低于20MΩ。

外部引入電纜與配電柜連接時，應先檢查電纜絕緣狀況，電氣性能試驗應符合規范標準。電纜終端頭附件規格應與電纜一致，零部件應齊全無損傷，絕緣材料不得受潮，密封材料不得失效；電纜通過零序電流互感器時，接地點在互感器以下時，接地線應直接接地；接地點在互感器以上時，接地線應穿過互感器接地；電纜終端頭和電纜接頭制作必須連續進行，應絕緣良好、密封防潮，有機械保護等措施，確保電纜頭制作質量滿足規范要求。

二次設備應嚴格按施工接線圖與工藝標準接線。線纜敷設前，應做電纜外觀及電氣導通檢查，用兆歐表測量絕緣電阻，其電阻值不小于0.5MΩ。導線與元器件間采用螺栓連接、插接、焊接或壓接等均應牢固可靠，元器件上不接線的端子螺絲也應擰緊；盤、柜內的導線不應有接頭,導線芯線應無損傷；每個接線端子的每側接線宜為1根,不得超過2根。對于插接式端子,不同截面的兩根導線不得接在同一端子上；對于螺栓連接端子,當接兩根導線時,中間應加平墊片。線路敷設完畢，應進行校驗及標號，并再次做外觀導通檢查。

3.5 繼電保護定值實際計算問題的改進措施

繼電保護定值計算應首先做好基礎資料的收集工作，提供資料單位應為其提供資料的正確性負責，定值計算人員應與設計人員、廠家技術人員、現場繼保調試人員等加強溝通交流。針對不同的工程內容、不同的定值計算工作，提供計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。二次接線修改后的變更圖紙應及時通知定值計算人員，確保定值計算符合現場實際。其次，應加強繼電保護定值單的執行與管理工作，避免發生繼電保護誤整定與誤投退的情況發生。

4 結語

針對變電所的電氣設備安裝過程中的質量問題，安裝人員不僅需要重視電氣設備進場檢驗及后期維護問題，嚴格遵守設備安裝工序與工藝標準，而且需要不斷加強完善安裝過程的質量控制工作，預防電氣設備故障、安全質量問題,為變電站安全穩定運行奠定基礎。