變電站HGIS設備現場安裝調試及試驗常見問題分析與對策

國網寧夏電力有限公司建設分公司 黃曉揚

復合型開關的發展歷程是空氣絕緣開關-斷路器-斷路器+隔離/接地開關-斷路器+隔離/接地開關+母線，1960年GIS 技術在電氣設備中已得到了應用，極大地提升了設備運行整體可靠性。此外變電站HGIS 設備技術的應用幫助設備體積進一步縮小，占地面積也隨之降低。在西方國家由于GIS 造價較高往往應用范圍會受到一定的限制，而變電站HGIS 設備在使用過程中采用了單斷口斷路器，不僅可以節約分壓電容，同時也能幫助變電站HGIS設備其他部件數量減少。未來這一發展方向能幫助部件實現更加可靠化的發展，與雙斷口斷路器相比較運行安全性與可靠性得以提升，因此也降低了整體維護工作量。

1 設備構成情況探討

本文主要針對于變電站HGIS 設備進行探討，這種設備從歸屬上來講屬于先進水平單斷口斷路器，操作過程中各方面的結構屬于新型OM 型液壓操作結構。未來發展過程中憑借這一優勢可消除運行過程中液體的氣泡，對于操作系統的整體性能有著關鍵的意義。在這一系統中還使用了防慢分簧片，其作用在于運行過程中能保護液壓機結構失壓情況下斷路器也能進行自動分閘。無論是自動分閘還是合閘操作過程中的動力都是液壓動力，這一操作源頭上避免了彈簧出現疲勞的現象。

變電站HGIS 設備一般來說為全封閉單相操作方式，這一設備需要位于具有良好導電性鋁制金屬中、使用可靠的接地外科內部。變電站HGIS 設備中主絕緣系統需使用具有壓力的SF6氣體，這一氣體能夠成為導電體，從而完成對地的主絕緣。一般來說SF6氣體分為兩部分，一部分作用在于監控，另一部分則成為氣隔單元。在運行過程中氣隔單元中的每一個單元都需使用氣密盆式絕緣子，且將之分為數個互相隔絕的氣室。但站在電路角度這些氣室往往又能進行互相通電。監控部分中的SF6氣體屬于可監控的氣體狀態，通過對氣體的觀察來實現對電路的監控。

變電站運行過程中，變電站HGIS 設備還對套管結構進行了優化。本文主要研究方向是套管結構中的中空結構。中空結構與套管本體一樣，在使用的過程中絕緣介質與刀閘氣室相互連通。在變電站運行的過程中這一技術能消除火災隱患，避免設備過分老化，其對于工作人員來說意味著絕緣維護的工作量大幅度降低，同時也能夠降低成本消耗。

在當下我國變電站發展的過程中，變電站HGIS設備刀閘與開關沒有完全封裝在殼體中，這兩部分通過伸縮節來進行連接。在一般的情況下，使用這一技術之后整體機械強度會比金屬殼體強度要低一些，性能也會隨之受到影響。在變電站HGIS 設備運行過程中，SF6氣體能夠根據氣隔單元的運行情況來進行實時監控，同時需注意的是，這種監控發生在各自的監控裝置內部，與LCP 電氣信號相連接。運行過程中每一個氣隔單元中都有一套元件，其中包括壓力表溫度補償氣體開關、氣體填充口、慢泄孔、自封接頭、SF6配管，以上部件共同組成了整體系統。

2 變電站HGIS 設備安裝作業

在變電站建設的過程中，變電站HGIS 設備能縮短整體建設工期。變電站的安裝作業一般完整的整串周期為40d，但使用變電站HGIS 設備后能縮短在24d 之內。變電站HGIS 設備在安裝與調試過程中基本流程為：首先進行前期準備，這一步驟中包括基礎檢查、劃中心線。其次需要進行開箱，這一步驟主要的作用也是表示暫時就位，在此過程中的主要步驟有：對接作業、安裝套管、更換吸附劑、檢查遺留物件、抽取真空、注入SF6氣體。再次則是需要進行匯控柜的安裝，鋪設電纜、接線、現場交接實驗、安裝驗收、消缺、運行。

變電站HGIS 設備在運行過程中還需對設備場地進行嚴格的要求，保證其基礎高差能控制在3mm 之內，要求工作人員能嚴格檢查間距，保證設備中心線能夠與本體對接[1]。一般安裝變電站HGIS 設備主要的難點就在于進行對接，因此需在安裝前事先明確對接流程：首先需根據中心線的位置來安裝單個CB 單元，保證本體安放就位后需檢查其水平狀態，保證處于水平；其次在安裝過程中需將基礎支教焊接牢靠，同時與另一個CB 單元進行對接，依次安裝其他單元。

一般情況下由于現場安裝條件較為有限，因此在安裝對接過程中需使用手動葫蘆、吊車，并需在被牽拉單元的基礎層面上涂一層黃油，保證能夠潤滑。在對接過程中起吊機、牽拉葫蘆的作用在于能夠控制對接中的速度與方向。在對接結束后需使用法蘭進行連接，擰緊螺栓，將第二個CB 本體焊接牢固。對接前需檢察接口尺寸問題，保證對接前徹底清理本體、法蘭、絕緣子之間的灰塵。對接完成后，在起吊過程中需關注套管接線端子板橫向施加的作用力，同時嚴格控制縱向受力，否則將會對套管造成損傷。而對于對接法蘭，需使用丙酮或酒精仔細擦拭。絕緣子需使用清潔紙沾酒精擦拭，干燥劑放入本體內部兩小時后需密封，干燥劑為一次用品不可循環使用。

抽取真空過程中主回路不能施加電壓，同時還需使用安全可靠的措施來保證ES 合上。抽真空管路的過程中需保證連接正確，使用帶電磁閥真空泵，避免出現斷電后真空泵內油和水銀吸入設備中。在氣壓降低到133Pa 后，需保證在半小時內完成抽取作業[2]。

3 變電站HGIS 設備交接試驗、驗收作業的探討

在變電站HGIS 設備交接過程中需遵守相關標準，保證交接過程中能使用廠家數據。檢查外觀過程中需密切關注套管端子排方向的正確性、氣室壓力的正常、本體支腳焊接是否處于正常狀態、套管及本體是否處于光滑狀態、連接處螺栓力矩數值是否處于正常情況等。而在現場試驗過程中主要要求如下：

首先需檢查回路，需根據設計圖紙來進行連接，同時還需檢查運行過程中匯控柜以及操作箱的實際情況；其次運行過程中需檢查主回路電阻，保證誤差值能控制在一定范圍內；再次在運行過程中需檢查SF6氣體是否處于密閉狀態，一般來說主要方法在于使用檢查儀器來檢查連接部位或使用塑料膜包裹住接頭，然后在檢查過程中需測試報警回路，主要需檢查SF6氣體壓力數值。一般來說CB 低壓報警數值為0.55MPa，低氣壓閉鎖的數值應為0.50MPa。隨后需測試絕緣電阻，耐壓試驗前需測試單元電阻數值是否超過1000歐姆，同時需控制、輔助二次回路，保證電阻數值能超過2歐姆。在測試過程中需測試電氣、液壓兩大輔助系統，同時使用匯控柜來就地或遠程情況下進行操作。此外還需對SF6氣體進行微水測試，保證氣體純度符合要求。一般來說需根據生產廠家的氣體檢測報告來進行測試，要求氣體純度超過97%。測試的過程中需保證工頻耐壓，同時在SF6氣壓下要求能夠保證主回路與地間的電壓處于穩定狀態，持續一分鐘時間。

如在現場安裝過程中無法開展輔助回路工頻電壓試驗，可使用測試絕緣代替工頻電壓實驗。測試過程中，保證操作性能情況下可使用電動分、合各自五次，手動分、合各自保持兩次，觀察跳閘線圈能否處于均勻動作。在測試過程中需保證兩側電阻相同、溫度穩定、線圈電阻變化不超過5%，溫度適中維持在穩定狀態。其中在運行過程中的分閘線圈需保證最低動作電壓超過33V。在測試的過程中測試時間需維持在70～87毫秒之間，三相不一致的時間不超過4毫秒[3]。

對于一個完整的室外變電站HGIS 設備來說，橫向尺寸需與傳統設備保持一致，縱向層面則可優化縮短166m，壓縮比例超過50%。之所以能夠取得這樣的成效，主要原因是運行過程中變電站HGIS設備屬于積木式布置，同時變電站HGIS 設備可標準化、規?；a。而主設備在運行過程中無需支架，僅需基礎就能夠工作，這降低了施工難度，縮短了施工工程量。即使在惡劣天氣條件下完整的安裝調試也能小于24d，而傳統設備在最好的情況下也會超過35d。在一般運行的過程中，刀閘出現事故的頻率要遠超開關出現事故的頻率，使用變電站HGIS 設備后能維持運行過程中的安全性。而在設備價格方面變電站HGIS 設備也擁有較大優勢，可節約變電站整體投資。但由于將多種設備集成于變電站HGIS 設備中，因此要求現場開關能進行不斷檢查，從而保護母線，防止出現較大的安全事故。

4 結語

變電站HGIS 設備在運行過程中擁有很多優勢：占地面積小、安裝周期短、性能可靠、維護量小。與傳統設備相比變電站HGIS 設備在產品與投資兩方面具有較大優勢及價值，值得進行進一步推廣。但由于當下變電站在發展過程中正在向無人化發展，因此對于電力設備提出了更高要求。伴隨著未來電網建設工程要求越發緊張，因此變電站需向集成化與緊湊化方向進行發展，這對于后期維護的工作量縮短有著重要意義，能夠為變電站設備的進一步發展提供良好的參考價值。