252KV变电站GIS安装及调试 刘利平

252KV变电站GIS安装及调试

刘利平

[摘要] 本文阐述了252kVGIS变电站全密封组合电器的安装工艺、主要测试项目以及安装、测试过程中需要注意的细节，并有效地解决了技术难题。

[关键词] GIS组合电器 绝缘 SF6气体

缅甸达贡山镍矿项目220kV总降压变电站GIS（户内安装）用于缅甸达贡山镍矿220kV企业终端变电站的220kV配电系统，完成220kV受电和馈电功能，220kV采用“双母线接线”，共计9个间隔，分别为：2个进线间隔、2个测保间隔、1个母联间隔、4个出线间隔，其技术参数如下：

额定电压：252kV，额定频率：50Hz 额定电流：2000A，额定短路开断电流：50kA 主回路电压220±10%kV，50±0.2Hz 控制及辅助回路电压为DC220V

交流电压为AC380/220V（TN-S系统） 额定短时耐受电流：50kA(rms) 额定峰值耐受电流：125kA(peak) 额定短路持续时间：3s

上述设备包括：断路器、隔离开关、接地开关、电压互感器、电流互感器、避雷器、母线、进出线套管、就地控制柜、底座等等。 1 GIS安装工艺

图纸、方案、技术交底准备→工具、设备、材料落实→复测地基、划基准线→开箱检验、按顺序进场→块式结构就位→测回路电阻、CT试验→对接延伸筒体、套管→测本间隔回路电阻→块式结构对接，完成总装→断路器特性试验→充SF6气体→各气室水分处理→GIS检漏、水分测量→PT、避雷器试验→密度继电器压力校验→接地排与接地网连接→电缆敷设接线→开关联锁试验→装PT、避雷器及试验→气室水分处理，检漏→装密度继电器，检验信号→GIS整体耐压试验→GIS补漆等收尾工作。

2 安装准备工作 2.1 复测地基尺寸

依据土建交接地基图及电气条件图复测地基尺寸、间隔中心及母线中心尺寸、墙面开口高度及大小尺寸，方法如下：

（1）水准仪检查：复测相间标高误差，取最低点与最高点标高之差，现场实际测量最大误差为2mm(中国南网电网标准≤5mm)，合格；电器室内与室外套管基础误差，取同间隔基础标高对应室外套管基础标高之差，现场实际测量最大误差为6mm(中国南网电网标准≤10mm)，合格；全部基础埋件标高误差，现场实际测量最大误差为5mm(中国南网电网标准≤5mm)，合格。

（2）经纬仪检查：断路器各组中相x、y轴与电器室x、y轴线及其他设备x、y轴线现场实际测量最大误差为4mm(中国南网电网标准≤5mm)，合格；电器室y轴与室内外设备基础标高误差现场实际测量最大误差为5mm(中国南网电网标准≤5mm)，合格。 2.2 开箱检查

（1）用25t汽车吊拆除包装单元四周的包装钢板，核实设备数量及外观无损坏，然后对设备本体进行吹扫、除尘。

（2）观察压力表值并记录包装各单元各气室原充气的气体压力，检查过程中发现2#进线间隔靠近4#出线间隔方向对接气室压力为零，现场立即用真空泵将该气室内的N2抽去，并补充0.1MpaSF6气体进行检漏，发现漏点为密封圈偏离中心所致，经

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现场多方探讨，因所有对接气室均要放气至零表压，已为零气压的对接气室对设备安装并无影响，定为设备安装时再进行更换密封圈。

（3）用记号笔划出块式结构安装基准线，如图1 所示，横向以共箱母线中心线为基准线，纵向以LCP柜中心线为基准线。

3.1 准备工作

（1）清扫筒体上的灰尘、污垢，装配区域上方需用塑料薄膜覆盖，防止灰尘落入。

（2）施工人员需穿连体工作服，带塑料头套及尼龙手套。

（3）用粉尘计测量室内洁净度，应小于等于20点/分。

（4）GIS室室内均匀摆放6套湿度计，每半h记录数据，保证环境湿度在80%以下。 3.2 对接 （1）将母线筒体临时封板拆除，将导电杆用共箱母线支撑板支撑住如图2 所示，并检查母线密封面是否有划伤、赃物；用手电筒检查筒体内壁及A、B、C三相母线导体表面是否有尖角毛刺，用白洁布沿轴线方向进行打磨至表面光洁平滑，且不能损坏镀银层，涂少量导电油，非镀银面用360号砂纸将异常突出的部分磨平，然后用沾有高纯度工业酒精的白布擦拭干净；用强光手电检查A、B、C三相柱式、盆式绝缘子是否有损坏、沿面放电及杂物，用沾有无水酒精的无毛布擦拭三遍，清理干净。 图1 GIS典型块式结构 （4）将型号为LH-10Y-30的SF6气体回收装置及小车摆放到GIS室一侧，为SF6微水检测、气室充SF6气体等废气回收用。 （5）将SF6气体（50Kg/瓶）搬运至GIS室，用微量水份测定仪DWS-ⅡC进行微水测量，并记录数据，检查结果为1.9～2.1ppm（m/m），符合国家规范要求的8ppm（m/m）。 （6）将7个0.6Mpa指针式密度继电器及40个0.5Mpa指针式密度继电器送至云南省火电建设公司调试所校验。 2.3 GIS室安装条件 （1）设备进入GIS室前，地面用固化剂固化，形成干净无尘埃的封闭厂房。 （2）室内16t单梁行车已安装、调试完毕，能正常运行。 （3）室内照明、通风系统完善。 2.4 GIS设备就位 GIS设备采用厂房内16t单梁吊车起吊就位。其间隔就位顺序为先里后外。以最中间的间隔为中心，其块式结构中心线、母线中心线与地基间隔中心线、母线中心线对齐就位。 3 块式结构对接

母线定位销导电杆共箱母线支撑板 图2 母线托板和定位销安装示意图 （2）用16t单梁吊将母线过渡筒横平竖直地吊至块式结构母线筒体对接界面处，保持距离300mm。

（3）过渡母线的检查与块式结构检查方法相同，安装前测量伸缩节长度，误差在±5mm范围内。

（4）导电杆推入时尽量用人力，多个人一起推，禁止用“拧紧螺栓螺母”的办法硬压进去，避免损坏里面的部件。

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（5）将过渡母线筒体缓慢向块式结构对接面移动，距离大约50mm时，穿上定位销，同时观察密封圈的位置，最后穿上螺栓。紧固螺栓时，应先对角紧固，再全部紧固，紧固力矩如表1所示。若检漏中发现密封面某处漏气超过规定值，允许对这区域内的连接螺栓施加比表1所示高20%的力矩进行紧固。

表1 法兰周圈上的螺栓螺母拧紧力矩

螺栓的螺纹 扭紧力矩（N.m） M8 16 M10 30 M12 50 M14 85 M16 110 M20 220 （6）其他间隔的对接与上述方法相同。 4 避雷器、套管、电压互感器的安装 （1）避雷器的安装：打开避雷器绝缘盆子上端的保护帽，清洁处理避雷器绝缘子盆子、临时三通筒体及试验套管。将临时三通筒体与试验套管的装配时对接面合拢，旋入螺栓，两角均匀带力，使用力矩扳手拧紧螺栓；打开临时三通筒体侧盖板，用环绕导线连接套管和避雷器中心导体。 （2）套管的安装：利用吊车徐徐将套管吊到靠近分相管母筒体法兰对界面的位置，到达对接口500mm处停止；进行细微调整使其呈相对静止状态，拿去套管装配四通筒体法兰对接面的防尘罩及分相管母对接面的防尘罩，并检查对接面与密封圈表面是否清洁无异物；指挥吊车让套管装配四通筒体的导电杆缓缓接近分相管母对接面的电连接，通过吊车和人力让对接面合拢后立即插入定位销，然后全部旋入螺栓后拧紧。 （3）电压互感器的安装方法与避雷器相同。 5 水份处理及SF6气体充气 （1）采用真空包装的已活化的分子筛，将其放置分子框中，装配至手孔盖板上与本体密封，整个装配至装配完成时间不超过15min，且每相不少于4Kg。

（2）对气室抽真空4h，真空度60Pa以下；静止2h，再次抽真空，抽真空数据与上次对比，两次真空度相差≤10Pa，以此来确定气室是否有漏气现象。

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（3）抽完真空后停滞12h再抽真空40min，开始注入SF6气体，充气时选择干净无漏点的充气接头加过滤器、充气接管、三通接头等，充气前用SF6气体冲洗管路及接头，确保管路纯净。充气的方法为循环充气法，即用一瓶SF6气体充一个气室，当气室与气瓶压力相同时，取下气瓶，充下一个压力较小的气室，每瓶气体都依次循环注入气室，直到气室压力达到额定值，保证SF6气体充分利用。

（4）对于CT气室可先充高纯度氮气至额定压力，48h后进行检测，合格后放掉氮气再抽真空注入SF6气体至额定压力，并在24、48、72、96h后4次测量观察。 （5）对充好气的气室进行包扎检漏，用塑料薄膜将检测部位包扎好，形成可计算的几何图形，圆柱形或长方体。根据包扎品的外型体积V1（cm³），经过时间t(s)，体积变成V2（cm³），累积泄漏的SF6气体浓度C（ppm），C值由检漏仪的表读数查曲线得到。计算该处漏气率f的大小： f=0.1C（V2-V1）/t Pa cm³/s） 表2所示为列出的不同SF6气压下，某一处密封漏气率的允许值。 表2 GIS某处SF6气体漏气率的允许值 气室SF6气体额定气压值（MPa） 某处SF6漏气率的允许值（Pa cm³/s） 0.6 0.45 0.45 0.338 （6）注入SF6气体24h利用微水测量仪测量气室水份，保证气体在额定压力以上的条件下进行。方法为接通微水测量仪电源，接上气室连接管，缓慢调整测量仪出气阀达到标准要求，等稳定后，记录数据。一般断路器气室≤150ppm，其他气室≤250ppm。

（7）在充SF6气体及检测气体泄漏时，用SF6

气体回收装置回收残余气体，确保安全。 6 GIS一次局部装配、二次配线装配

（1）GIS将密度继电器、带电显示器按照厂家图纸装配好，设备本体利用铜排接地。

（2）依据厂家图纸，进行汇控柜二次环网电缆线、二次连锁线的装配及检查；进行密度计电器二次线的装配及检查；进行电压互感器的二次线的检查；带电显示器二次线的装配及检查。 7 GIS的整体固定

GIS设备安装及调试完成后，经过几次分、合闸冲击，使GIS各个块式结构处于最佳位置，再将块式结构基础型钢与混凝土内预埋件焊接牢固。 8 GIS调试

8.1 主回路电阻测量

块式结构对接过程中，分别对每相进行分段回路电阻试验，对接全部完成后，进行GIS整个回路电阻试验，要求符合厂家规定值。 8.2 CT变比、极性和伏安特性试验 CT气室冲完SF6气体且合格后，即可进行此项试验，严禁CT气室在真空状态下进行绝缘试验，以免损坏线圈。

8.3 控制回路和辅助回路绝缘试验

导电部分对地，耐压2000V，加压时间为1s；电机绕组、继电器线圈和接触器线圈对地，耐压1000V，加压时间为1s。试验前，电流互感器的二次绕组应短路并与地断开，电压互感器的二次绕组应开路。试验后恢复正常状态。 8.4 GIS高压开关电动操作试验

（1）汇控柜通电后，首先用数字万用表量取总电源端子排，检测总电源极性和电压量是否满足二次图纸要求。

（2）汇控柜小型断路器依次投入并检查：检查电源回路是否正常、检查控制回路是否正常、检查信号回路是否正常、检查电机电源回路是否正常。汇控柜面板检查：分合闸指示灯、分合闸操作开关、远/近控、联锁/解锁钥匙开关、计数器。检查汇控柜分合闸操作：断路器就地操作、隔离开关就地操作、接地开关就地操作、断路器液压机构启动与停止、断路器气压闭锁操作。

（3）就地-远方操作：汇控柜面板上都有“就地-远方”手柄，选择“远方”方式时，就地控制无效；选择“就地”方式时，远方控制无效。

（4）旁路-联锁操作：GIS断路器、隔离开关、电动机构都具有旁路-联锁操作方式，在汇控柜面板上能实现操作手柄进行手动分、合闸，选择操作时在二次回路中实现旁路和联锁控制的切换，选择“旁路”方式时，联锁控制无效；选择“联锁”方式时，旁路控制无效。

（5）防误操作及防跳回路功能正确：当SF6

气体密度降至接近最小运行密度时发出信号，断路器应闭锁或强制开断，现场在密度继电器插头进行信号调试；防带负荷拉、合隔离开关；防线路带电时和接地开关；具有防跳跃装置。

（6）远动操作，各种联锁、控制、报警、计数信号等，主控室信号与就地信号对接一致。 8.5 断路器特性试验

（1）分、合闸时间，分、合闸同期性：

分闸时间：25±4ms（DC220V） 28±4ms （DC110V）

合闸时间：60±10ms 分/合闸同期性：≤3ms/≤5ms （2）速度的测量

一般采用旋转测速方法，通过外拐臂转角和时间算出分闸、合闸速度，其定义：

分闸速度：从刚分到刚分点后100mm(35°)行程内的平均速度为10±1m/s。

合闸速度：从刚合点到刚合点前43mm(15°)行程内的平均速度为4.6±0.5m/s。

测速在开关同步合格后，额定操作油压、气压和电压下进行。每台只抽一相。 8.6 电压互感器试验

包含电压互感器的极性、变比测量；伏安特性测量；一次耐压（三倍频）试验；二次绕组和剩余绕组对地耐压试验；直流电阻测量；角差、比差；误差测定试验等，耐压试验需另加过渡筒体和试验套管。

8.7 避雷器的试验

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采用直流1mA参考电压测量、75%直流参考电压下漏电流测量、主绝缘和地端绝缘电阻、密封试验、局部放电测量等。这些试验需加装三通筒体和试验套管（三通筒体、电连接和试验套管等），且试验时避雷器充入额定气压SF6气体。 8.8 GIS整体耐压试验

对252kVGIS加压方法为： 145kV为5min，252kV为3min，316kV为1min，加压过程图如图3所示。

如试验过程中发生放电，允许再试一次。耐压完成后，CT二次端子的短接线应拆除，二次线恢复正常。

图3 GIS工频耐压加压过程图

9 参考文献 （1）六氟化硫电气设备中绝缘气体湿度测量方法 DL/T 506-2007 （2）六氟化硫电气设备运行、试验及检修人员安全防护细则 DL/T 639-1997（2005复审） （3）电气装置安装工程高压电器施工及验收规范 GB J147-1990 10 结语

GIS设备安装及调试共投入安装人员13人，调试人员5人，历经45天工期，GIS全密封组合电器一次受电成功。GIS技术目前已广泛应用于电力系统中，熟练掌握GIS的安装、调试技术，是十五冶施工人员面对电建市场需要学习的一项重要技术。

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