探討電力系統中變電站GIS設備安裝與調試

龐文軒

國網沂水縣供電公司變電檢修中心 山東 臨沂276000

引言

變電站擴建工程GIS設備耐壓實施方案,根據不同的GIS設備內部結構、擴建接駁方式、系統運行方式等客觀條件,提出常規耐壓結合同頻同相耐壓、通過運行設備充電等絕緣檢測方案。在滿足交接驗收標準的前提下,采用技術手段最大限度規避帶舊設備耐壓,保障設備使用壽命,降低設備后期運行風險。

1 GIS設備常見故障類型

1.1 GIS可能出現的絕緣缺陷GIS耐壓局放試驗過程中,可能出現的絕緣缺陷有位置不固定的絕緣缺陷、位置固定的絕緣缺陷。位置不固定的絕緣缺陷主要由導電雜質和漂浮灰塵造成。位置固定的絕緣缺陷可能由安裝錯誤、裝配工具和零部件遺留在設備內部、電極表面的損傷、運輸中的損壞造成零件脫落等原因造成。

1.2 缺陷定位 為進一步確認缺陷具體位置,使用莫克EC4000特高頻局部放電定位功能對丁110表南刀閘A相局部放電缺陷進行定位。

2 變電站GIS設備調試

2.1 初步巡檢 初步使用格魯布PD74i多功能局部放電帶電檢測儀對該站GIS設備進行特高頻局部放電帶電檢測巡檢。GIS局放檢測需要檢測人員將傳感器緊靠在GIS設備上,而工作現場很多測量點由于離地較高需要借助登高工具,此外,三相分箱式GIS設備結構空間不足,嚴重影響測試完成率。該110k V某站就屬于三相分箱式結構,本次檢測使用局放檢測加長桿,其由兩節(單節長1.6 m)可以組裝的絕緣桿、萬向節、局放探頭固定器等組成,可完成最高5 m 處的局放檢測工作,也可顧及狹小空間里難以觸及的檢測位置,大大提高工作效率。

2.2 部分開關與舊母線刀對接 間隔擴建部分開關與舊母線刀對接的連接方式是一種常見的不完整間隔擴建模式,通常出現在出線間隔,設備對接考慮母線刀氣室同母線氣室的結構,需滿足對接部位氣室零壓,相鄰氣室降半壓。一般情況下,對接部位母線刀聯遍氣室降為一個標準大氣壓,其相鄰氣室涉及舊設備母線氣室及另一母線刀氣室降半壓,通過降半壓的母線氣室對應的母線停電能完成設備對接。設備對接后針對擴建部分開展絕緣測試,開關斷口及主回路涉及的絕緣件需滿足承受100%Ud,重點考慮接駁位置,如不涉及主絕緣件可在對接前完成100%Ud,對接后考慮采用空充24h方式測試,如對接面的絕緣件無法在對接前完成耐壓測試,對接后務必通過母線停電在完成主回路電阻測試后開展100%Ud耐壓試驗。

2.3 加強設備設計選型 設計選型是設備全過程管理的第一個環節,正確選型是保證GIS滿足使用條件和運行要求的前提,應該綜合考慮檢修維護需要和運行工況后確定產品的布置形式和主要計算參數。例如首先要決定GIS設備是室內安裝布置,還是露天安裝布置。早期由于經費原因,主流傾向于露天安裝布置,節約土建成本,設備也能夠承受露天環境,但是后期維護成本過高,綜合成本反而高于室內布置的GIS設備。

2.4 控設備現場安裝與交接試驗GIS設備現場安裝是產品安裝的最后一道關鍵工序,現場安裝質量的好壞直接決定產品運行可靠性的高低。首先要合理規劃和控制好工程進度,避免與其他工程交叉進行。如果在土建工程和照明通風工程沒有結束的情況下,為了趕工期而強行進行GIS設備安裝工作,會使設備在安裝過程中受到嚴重污染。其次保證現場清潔程度和環境溫濕度,避免在安裝過程中絕緣件受潮,外部的塵埃和雜物侵入設備內部。再次是加強安裝人員技能培訓和管控,防止安裝人員不遵守工藝規程,導致安裝存在漏裝、錯裝、裝配不到位的現象,例如屏蔽罩內部與導體間的間隙不均勻,會導致螺栓、墊圈出現沒有裝或緊固到位的情況。筆者經歷過一次設備故障,就是由于在安裝過程中安裝人員沒有緊固好吸附劑罩的螺絲,導致吸附劑金屬罩直接掉到母線上,造成母線短路,幸運的是那段母線是空載,沒有造成負荷損失。GIS設備現場交接試驗是對現場安裝質量的最終檢查。很多GIS內部絕緣事故在很大程度上與設備安裝質量密切相關,往往都是由于沒有嚴格進行交接試驗檢查而發生的。

2.5 處置方案 針對以上特殊環境下產生的耐壓試驗問題,可考慮通過母聯或分段等運行設備對試驗間隔充電,或利用外部電纜接入GIS電纜倉外部施加試驗電壓的方式處置,但同規定交接試驗標準有所差異,需結合系統、設備風險等實際情況綜合考慮。通過外接電纜對擴建設備加壓的絕緣檢測方案,是在電纜完成電纜頭制作后接入CSE氣室,適用于物理格局受限無法安裝試驗工裝、前期設備擴建時間太長、現有技術無法提供現場需求等特殊條件。參考電纜的耐壓試驗值及試驗時間,無法同GIS完全匹配。以110kv設備為例,GIS的出廠試驗值為相對地230kv,對應電壓等級的電纜為127kv,二者存在偏差但遠超過正常運行電壓63kv,試驗時間完全匹配,因此方案選擇需結合多方因素綜合評估。

結語

變電站擴建間隔中新舊GIS設備的對接方式繁多,耐壓局放試驗方案需結合接駁位置、絕緣件分布情況、系統允許的停電方案等因素綜合考慮。除常規耐壓方式外,隨著區域負荷增長、系統網架結構不斷完善,變電站主變及線路擴建工程在電網基建中占比逐漸增加,擴建工程同基建工程在GIS設備驗收交接試驗方案上存在極大差異。局部放電嚴重威脅GIS設備安全穩定運行,通過系統科學地應用特高頻局放檢測方法,可以有效地診斷局放缺陷類型與強度大小,進而為缺陷處理提供參考與支持,可以有效地提升狀態檢修工作的針對性,增強電網穩定性。