变电站GIS设备模块化安装技术创新.pdf

Gongyi yu Jishu工艺与技术变电站GIS设备模块化安装技术创新顾刘鱼（贵州送变电有限责任公司，贵州贵阳5 5 0 0 0 0)摘要：GIS设备安装工艺质量对变电站及电网的安全稳定运行有着举足轻重的作用，是电力施工企业质量控制的重点之一。鉴于此，结合设备安装要求及以往工程安装经验，将GIS设备组装工序进行逐步细分并把相似工艺提取出来，建立典型工艺模块和安装组合模块，探索总结出GIS设备模块化安装技术，可以大大提高工作效率。关键词：变电站；GIS设备；模块化；安装技术中图分类号：TM595D0l:10.19514/32-1628/tm.2023.20.024文献标志码：A文章编号：1 6 7 1-0 7 9 7(2 0 2 3)2 0-0 0 8 9-0 40引言气体绝缘全封闭组合电器（GasInsulatedSubstation，GIS)与散开式设备相比有着极大的优越性，目前国内9 0%以上的变电站采用了GIS设备。随着我国电力工业“西电东送”战略的实施及大规模新能源电站的逐步发展，GIS设备必然得到广泛应用。GIS设备安装工艺质量对变电站及电网的安全稳定运行有着举足轻重的作用，是电力施工企业质量控制的重点之一。GIS设备有着更多、更大及更重的单元组件，在安装工艺方面要求更高的清洁度和密封性能。根据这些特点，结合设备安装要求及以往工程安装经验，以保证设备安装质量为目标，对GIS设备安装全过程进行了科学细致的策划。在经过系统整合与施工实践后，探索总结出GIS设备模块化安装技术，可以大大提高工作效率。1施工准备1)组织图纸会检，认真审核设计院及制造厂家图纸，确保各接口一致。2)编制详细的施工措施，用于指导施工。3)编制质量检验计划，避免重要或关键工序的检验工作被遗漏。4)根据现场需要对设备进行开箱，开箱时严格执行开箱验收程序，做好开箱验收签证工作。5)认真进行SF。气体的验收及密度继电器的现场二次校验工作。6)复核土建专业给定的中心线及标高是否正确，并严格执行专业间交接验收程序，认真办理交接签证。7）将标高引至设备基础适当的位置，然后用记号笔在基础表面上将这些线标出，便于各安装单元就位组合工作中随时校核中心及标高。8)准备电烘箱、SF.气体回收装置等安装用设备及制作除尘间的材料。9)圈围施工场地，并沿场地周围搭设挡风墙。2CGIS设备组装2.1典型安装工艺模块将设备组装工序进行逐步细分并把相似工艺提取出来，建立以下典型工艺模块。2.1.1设备开箱设备开箱后应按照厂家要求进行外观检查，并将设备表面清理干净。2.1.2GIS筒内表面的处理工艺清除杂物，拧干沾有无水酒精的白绸布，用其将筒体内表面擦干净；安装人员进入GIS设备内部作业时应穿着防尘服，作业时设有专人监护，确保人身安全。2.1.3环氧树脂绝缘件表面的处理工艺安装单元内所有绝缘件表面都必须进行擦拭，盆式绝缘子从中心导体沿绝缘件表面向外旋转擦拭，支柱式绝缘子由上至下旋转擦拭。擦干净后还需用沾有无水酒精的干净白绸布采用同样的方法擦一遍。2.1.4法兰密封面的处理工艺用沾有法兰清洗液的白绸布从上至下将法兰外圆表面和所有螺孔除去油污，擦干净；用细砂纸或百洁布沿圆周方向轻砂金属密封面（槽）多遍。清洁标准为用新的白绸布擦拭金属密封面（槽），白绸布上不见明显变色。按照施工图纸规定的型号选择一个新的密封圈并作如下处理：首先核对密封圈的图号、规格是否符合当前装配的要求；认真检查密封圈外观质量，用手机电信息2 0 2 3 年第2 0 期总第7 1 6 期8 9工艺与技术Gongyi yu Jishu摸和眼看来判断，密封圈不应存在划伤、凸起、起泡等缺陷 2，用沾有无水酒精的白绸布擦拭干净；按照制造厂的规定涂抹密封胶后，立刻把密封圈放入经过清洁处理的密封槽内；法兰面处理完毕后及时套上防尘罩保护。2.1.5导电连接及法兰对接缓慢移动法兰接近导向棒，同时将导电杆推入电连接内，推入时使用人力，不要用“紧螺栓”硬压的办法，防止损坏绝缘子。当法兰引入导向棒剩一小空隙时，将对接面挂导电杆的绳子抽出。拧入固定法兰的螺栓，并使用力矩扳手按对角线方向来回均匀初拧紧。拆掉导向棒，拧入剩余螺栓。检查设备及法兰外观并复核设备中心及标高无误后进行螺栓的最终紧固。按制造厂家规定的力矩进行验收后，在螺栓头及法兰之间用记号笔画一条细线，表示已经紧固完成。2.1.6设备临时固定工艺在一个安装单元安装完成后，需精确核对设备中心及标高，确定无误后立即进行临时固定，临时固定还应遵守以下规定：1)基础支撑下方应使用专用调节垫板垫实，不得有悬空现象，垫板不得超过三块。2)采用点焊固定时，应对称施焊，并将焊点均匀布置在基础底板的一周，牢固地将基础底板与预埋件焊接在一起。2.1.7气室干燥处理及充入SF。气体工艺1)气室干燥处理流程如下：将跟随运输的分子筛取出放入烘箱内烘烤3 h，温度控制在3 5 0 左右。取出烘烤完毕的分子筛立即装入气室内部并封闭气室。对气室进行抽真空，当真空度小于2 5 Pa后再连续抽1 h。停掉真空泵，关闭阀门，保持真空不小于1 2 h。保持真空期间应每小时记录一次真空度，并对气室进行初步检漏。真空保持及初步检漏工作结束后继续抽真空不小于0.5 h。充入微水小于1 0 1 0 的高纯氮气，静止2 4 h后测量微水，合格后充入SF。气体，若不合格需循环这一流程。2)充入SF。气体工艺流程如下：当气室干燥处理合格后将内部的氮气排出。根据装配图纸，安装导气管及密度表等附件。更换正式的分子筛并立即封闭气室。对气室进行抽真空，当真空度小于2 5 Pa后再连续抽1 h。充入合格的SF。气体至0.1 5 MPa，充气前应对充气管路进行干燥处理，并使用过滤器防止SF。气瓶内的杂质吹入GIS气室内部。静止2 4 h后测量微水，合格后可以充入SF气体至额定气压，若不合格则需继续进行干燥处理。2.1.8GIS设备接地1)GIS设备外壳及附近所有的金属构件都应可靠接地；GIS设备法兰间必须安装专用导流排，端部三相母线外壳之间必须安装汇流排（短路排）。2)GIS设备外壳接地可以选用电缆、铜排、铝排等多种方式，其截面积必须符合设计要求，当使用接地电缆连接时必须压接电缆端子，与设备和地网可靠相连。3)所有接地点都应有明显的接地标志。4)接线端子用螺栓与接地网可靠连接，并用力矩扳手紧固后做标记。5)接线端子与接地线应做好防腐处理。2.1.9密封性试验检漏通常有抽真空检漏、利用肥皂泡沫检漏、检漏仪检漏、观察密度表检漏和包扎检漏等方法，这些方法都有各自的特点和优缺点，在GIS检漏时应根据现场实际情况选取2 4 种方法综合使用，互补优缺点，多次检查，以免遗漏。2.2典典型安装组合模块2.2.1迷断路器安装及与CT对接先使用调节垫片将预埋件上表面水平高度差调整为零，用起重机将断路器吊起离地少许，用倒链将断路器调整呈水平状态，然后将断路器对准中心后落下。对断路器进行点检及设备打开作业。将断路器的支架底板与地基预埋件使用点焊工艺临时固定。CT与断路器对接应按照以下步骤进行：1)在断路器将要对接的地方安装防尘间，CT包装单元吊入防尘间内，对CT进行点检及设备打开作业。2)若带有波纹管，调整波纹管上下左右四处的长度，使之与设计相符。3)将筒体内部清扫干净。4)对即将连接的两个法兰面进行处理，开始CT和断路器的法兰对接工作。5)依次进行断路器的临时固定、干燥处理及充入SF6气体、设备接地、气室检漏工作。2.2.2隔离开关安装及与CT对接1)CT侧的对接准备：对CT进行点检及打开作业，分别对CT的内表面、导体及法兰密封面进行清90机电信息2 0 2 3 年第2 0 期总第7 1 6 期Gongyi yu Jishu工艺与技术理。把清理干净的导电杆放入CT筒体内，使用人力将导电杆插入断路器侧的电连接内，并根据设计要求控制其插入深度。利用筒体法兰最上面的两个孔装挂绳，调节挂绳，使导电杆外圆至法兰孔边的距离相等。2)隔离开关的对接准备：清扫隔离开关及支撑架至干净无尘，将支撑架装在隔离开关下面。将隔离开关吊入防尘间内，按照工艺要求进行隔离开关的点检及打开工作。对隔离开关的导体、绝缘件表面和即将连接的法兰面进行处理。进行隔离开关和CT的法兰对接工作。2.2.3隔离开关与母线对接将母线支撑预先安装在设备基础上面，并调节支撑到缩短状态。根据安装图纸将母线要对接的一端伸入防尘间内，进行母线点检及设备打开工作。打开隔离开关即将连接的盖板，调整电连接及母线导体的尺寸至符合装配图纸要求。对隔离开关及母线的导体、绝缘件表面和即将连接的法兰面进行处理。完成隔离开关和母线的法兰对接工作，并对母线进行临时固定。2.2.4母线安装及母线之间对接为了提高工作效率，缩短高空作业时间，可以将高位母线的几段母线预先在地面对接好，成一整体，再吊到规定位置上安装。将母线支撑预先安装在设备基础上面，并调节支撑到缩短状态。高位母线的支撑需根据工艺要求进行临时固定。进行母线点检及打开工作。对母线的内表面、导体、绝缘件表面和即将连接法兰面进行处理。进行母线之间的对接工作。依据装配图纸复核母线的中心、标高及支撑的水平、垂直度，调整支撑架至最佳位置，并保证滑动支撑的轴向自由滑动。在装配母线伸缩节时可以微调伸缩节来修正母线的轴向及径向误差，但不得超过伸缩节允许的调节范围，调整完成后立即紧固所有拉杆螺栓。2.2.5套管底座安装及与母线对接1)在需安装套管底座的母线接口处安装防尘间，并将套管底座的支撑架清理干净后吊入除尘室，依据装配图纸安装。2）拆开母线端部盖板。3）对母线的内表面、导体、绝缘件表面和即将连接法兰面进行处理，完毕后套上密封罩。4)将高压套管底座清理干净吊入防尘间内，对套管底座进行点检及打开工作。5)对套管底座的内表面、导体、绝缘件表面和即将连接法兰面进行处理。6)用水平尺检查高压套管底座的法兰面X、Y方向，并调节高压套管底座的调节垫板和螺栓，使之呈水平状态。7)完成套管底座和母线的法兰对接工作。8）对套管底座和母线的支撑架进行临时固定。9)进行母线的干燥处理并充入SF。气体，进行设备接地及气室检漏工作。2.2.6高压套管安装1）检查套管。（1)安装放置套管的水平工作架，把套管吊到水平工作架上。(2)检查套管内气压，确定设备密封良好。（3)排出套管的氮气，并用湿布把套管外擦净，检查套管外观有无损伤。（4）拆去包装盖，检查导电杆、屏蔽套、中间绝缘子有无损伤及是否对中。2）把套管从水平状态吊成垂直状态并进行卫生清理。（1）在套管的顶端装设防倾倒专用工装，再利用吊车将套管从水平状态吊成垂直状态。清扫套管内部。认真清理导体及绝缘件表面，并按照相关规定进行套管的交接试验工作。（2）彻底清理法兰密封面。（3）在套管连接口套上防尘罩。3）高压套管与套管底座对接。（1）打开套管底座的上部法兰。（2)复检套管底座内部的电连接尺寸，将内部清理干净。（3)利用起重机和手拉葫芦徐徐地将套管靠近高压套管底座。（4)到达对接口上方约700mm处停下，进行细微调整，使套管呈垂直状态。（5）先拿去套管的防尘罩，然后拿掉高压套管底座的防尘罩，注意防止防尘罩上的灰尘落入高压套管底座内部。（6)检查高压套管底座对接面和密封圈表面是否清洁无异物和灰尘。（7)把导向棒插入套管法兰对角线的两个螺孔内。（8)让套管的中心导体缓慢接近高压套管底座的电连接，同时将导向棒引入高压套管底座法兰的螺孔内，并注意套管顶部接线板的方向应朝进线侧。（9)导电杆靠套管自重进入电连接里。不要用“拧紧螺栓”的办法硬压进去，以防止损坏里面的部件。（1 0)最后靠套管自重，使套管的法兰与高压套管底座的法兰贴在一起，完成法兰间的对接工作。（1 1)精确调整高压套管的垂直度，按照厂家要求将高压套管底座与底座支撑架紧固。（1 2）进行套机电信息2 0 2 3 年第2 0 期总第7 1 6 期9 1工艺与技术Gongyi yu Jishu管底座的干燥处理并充入SF。气体，进行设备接地及气室检漏工作。2.3典型工艺模块和安装组合模块组合按照电气主接线图的设计要求将典型工艺模块和安装组合模块进行关联组合。3交流耐压实验1)设备组合工作已经全部结束，SF。气体已充至额定压力，且微水检测合格，用于连接PT及避雷器的三通也已施工完毕，用于连接PT及避雷器的法兰处已安装临时保压罩。2)交流耐压试验应在交接试验及单体调试完成后进行。3)交流耐压试验由电科院进行，施工单位负责配合，应注意做好设备的监护及CT二次线的短接工作。4PT及避雷器安装1)在即将装配PT或避雷器的GIS三通部位安装防尘间。2)回收该处内部SF。气体，注入干燥空气或氮气至零表压。3)拆下GIS三通对接口的临时保压罩，取下临时屏蔽头检查内部电连接是否正常。4)对GIS三通的筒体内部、导体表面、绝缘件表面及即将对接的法兰面进行处理。5）将支撑架外表面清理干净，吊入防尘间里装好并调整到缩短状态。6)把PT或避雷器呈水平状态吊入防尘间，检查PT或避雷器并拆下其端部盖板。7)对PT和避雷器进行现场验收及交接试验。8）对PT或避雷器的导体表面、绝缘件表面及即将对接的法兰面进行处理。9)连同支撑架平移PT或避雷器，使PT或避雷器与GIS三通对接。1 0)进行PT或避雷器的临时固定、干燥处理及充气、设备接地、气室检漏等工艺操作。5GIS设备安装注意事项1)执行“一卡一单”制度，即安装施工时，应按照“工艺卡”操作，一个工序完成后经过验收会签，方可进入下一步工序；检查验收时填写“质量检查验收单”采用边验收边填写的办法现场会签。2)在施工过程中应注意对GIS设备的防护，防止设备被刮伤、蹭漆现象；严禁在设备上摆放物料，也不允许使用GIS设备的机构箱、端子箱或汇控柜等电气箱、柜作为工具箱放置工具、材料等物品。3）在设备吊装时应采用尼龙吊绳或套有橡胶管的钢丝绳，且吊具与设备可能相接触部位应采取保护措施，防止吊绳或吊具损伤设备。4)GIS设备的机构箱、端子箱或汇控柜等电气箱、柜门应及时关闭，在多雨、潮湿的天气应按规定打开空间加热器。5）高压套管在安装后应该缠绕胶板，或使用原包装保护。6)环氧树脂绝缘件表面清理时严禁来回擦拭，以免脏的无毛纸污染已擦净的表面。另外，不得直接用手接触GIS内部绝缘件。7)进行GIS设备内表面、导体及环氧树脂绝缘件清理时，应做到随清理随组装，若当天未能组装，第二天需重新清理。8)每天的工作结束后，都应认真检查GIS设备的所有开口是否使用原运输堵板封好，GIS设备内部是不允许长时间暴露在空气中的，严禁GIS设备“口”过夜。9)除尘间内的工器具应登记造册，带进及带出GIS设备内部的物品均要有记录，防止有物品遗漏在GIS设备内部。1 0）进入GIS设备内部时应穿着防尘服，严禁携带钥匙、手机等无关物品入内。1 1)施工单位应严格执行三级验收制度，即班组自检、项目部复检和公司验收，验收合格后及时按相关规定报监理及业主验收。6结束语通过GIS设备模块化施工技术，按照科学的方案、统一的标准执行，可以实现现场质量安装、质量工艺控制及劳动效率的优化组合，使GIS设备的安装质量得到明显的提高，有效降低因施工因素导致的GIS系统运行发生故障的可能性，为变电站及电网长期安全稳定运行提供了保障，具有良好的社会经济效益。参考文献1裴纯福，段义平，张向华.7 5 0 kVGIS设备安装模块化施工技术研究 C/2013年火电机组建设质量控制技术研讨会论文集，2 0 1 3:3 1 0-3 1 4.2徐伏刚，魏魏，张海宾.浅谈GIS组合电器装配质量控制J.科技与企业,2 0 1 3(7):2 7.收稿日期：2 0 2 3-0 6-1 9作者简介：顾刘鱼（1 9 8 8 一），男，湖北宜城人，工程师，从事输变电工程施工工作。92机电信息2 0 2 3 年第2 0 期总第7 1 6 期