110 kV共箱型GIS母线气室改造

刘继坤

（重庆钢铁股份有限公司，重庆401258）

供用电

110 kV共箱型GIS母线气室改造

刘继坤

（重庆钢铁股份有限公司，重庆401258）

随着GIS设备大量运用于电力系统，在设计上存在的问题日益显露在运行过程中。阐述了共箱型GIS设备设计上的不足、整改方法以及整改后相序的核对，为GIS母线改造提供了切实可行的改造方案。

GIS；共箱型；母线；改造

1 引言

某220 kV电站110 kV系统主接线为双母双分段，采用全共箱型GIS，共有GIS间隔30个。此类型GIS的结构特点是母线刀闸与母线共用一个气室，而在原有设计中每一段母线气室较少，母线气室较大。针对GIS母线发生故障影响范围大、检修时间长的问题，本文提出通过增加母线气室，让每一个间隔形成一个气室，从而达到缩小事故影响范围的目的。

图1 出线单元接线

2 现有GIS母线气室及110 kV出线间隔设计上存在的问题

该电站110 kV系统采用的是双母双分段结构，包含30个间隔。为全共箱结构，母线上的刀闸和母线在结构上共气室，母线隔离开关采用三工位隔离开关，即母线隔离开关与母线刀闸接地开关采用同一套操作机构（配置双电机实现分合操作），三工位隔离开关的特点可有效地实现隔离开关与接地开关的机械联锁。如图1所示，其中1511及1512刀闸与母线同气室。1512与15130为三工位隔离开关。

由于母线气室较少，在运行中发现问题如下（以110 kVⅠ、Ⅱ段母线为例）：

在110 kVⅠ、Ⅱ段母线上共有间隔15个。由图2可知一旦某个间隔（改造前三个出线间隔在同一母线气室内）发生母线事故（如1#间隔在110 kVⅠ段母线上的设备发生短路故障），由于该间隔的两副母线刀闸至断路器的引流线将双母刀闸静触头连通，致使本间隔无法通过110 kVⅡ母送电。并且由于SF6气体在电弧作用下劣化，使1#间隔所在段母线气室内的间隔2、间隔3均无法送电，从而造成故障范围扩大。

事故发生的同时一旦发生GIS外壳爆裂SF6气体及大量电弧分解物的外泄将严重威胁运行人员的人身安全，并造成大面积的环境污染。由于母线的气室较大，最长达8m，往往造成检修周期过长，严重影响用户用电。

3GIS母线气室改造思路

根据110kV母线气室现有结构存在的问题，认为要减少母线故障对用户供电的影响，必须在母线上增加气室，将每个间隔的双母线刀闸单独构成一个气室（如图2）。

图2 改进后的母线气室

改造后，如果第一个间隔110kVⅠ母发生故障，受其影响的为本段母线上的其他间隔，但是因每个间隔在气室上是独立的，那么无故障的其他两个间隔可以通过110kVⅡ母送电。这样就缩小了故障的影响范围。

4 整改方案

4.1GIS一次设备的整改方案

本次改造的方案是将母线上原有的贯通式的盘式绝缘子，更换为隔断式的盘式绝缘子，并在增加的每个气室加装密度继电器。

4.2GIS二次报警系统的整改方案

根据厂家提供的二次信号回路的图纸，发现新增的SF6密度继电器的压力接点直接并联在原有的密度继电器的触点上，来启动中间继电器线圈。如图3所示。

图3 报警回路原理图

以中间继电器K2为例，由图上可以看出，不管是KD1还是KD3所代表的气室压力降低，报警灯GP2均会点亮，但是此回路不能很直观地具体到气压降的气室，针对此种情况作出如下改进：

通过增加中间继电器的方式将每一个气室的报警信号独立出来，这样就能够很明确地分辨出气体压力降低的气室，见图4。

图4 改进后的报警回路

5 实施步骤

母线气室改造过程需在设备检修状态下进行，对改造的各个环节应严格控制，尤其是检漏、二次信号改造、微水及SF6气体成分分析测量等环节。

母线上拆下的导电杆、更换用的盘式绝缘子等零部件均要用塑料布密封好，GIS检修过程中应严格保证GIS各元件的清洁度。同时加强GIS变电站开关室内环境的清洁，严控设备改进过程中的工作洁净度，防止微粒及粉尘等异物进入设备内部。本次对某220 kV变电站110 kVGIS母线进行改造，具体实施步骤如下：

（1）某220 kV GIS变电站110 kV母线（110 kVⅢ、Ⅳ母和Ⅰ、Ⅱ分别进行）退出运行并转为检修状态，并将110 kV母线气室内SF6气体回收至零表压。

（2）压缩母线管上的膨胀节，更换原有的贯通式盘式绝缘子为隔断式，并在安装期间逐一对每副母线刀闸进行电动分合两次后，测量断口间的直流电阻，单相值不得大于15μΩ。

（3）安装新增气室所需的密度继电器，按二次原理及接线图对110 kV母线的密度继电器表线进行连接和确认，实现密度继电器的信号能准确地与汇控柜光子牌、监控系统后台光子牌一一对应的功能。并对母线上新增的密度继电器压力降低报警和相应的复位值进行检验与核对。

（4）安装完成后，对110 kV母线气室抽真空、气室真空满足相关要求后，注入合格的SF6气体至额定表压。

（5）对110 kV母线气室的盘式绝缘子、新增母线密度继电器、波纹管等处进行检漏，并测漏气室内微水和SF6气体成分。

（6）做工频耐压试验，核定相序，恢复GIS设备的运行。

6 试验及相序检测方案

6.1 现场试验

按照国家标准或行业标准执行一次侧的相关试验。

6.2 母线相序检测方案

为平衡系统的感抗值，110 kV母线需换相，母线在换相导体前后在空间上的排列如图5所示。从图5可以看出母线在M-M横截面N-N横截面处母线均成等边三角形，但相序却发生变化。如果换相导体在母线改造过程中装设的方向与装配图不符，那么就可能存在母线相序的错乱，因此在母线改造后有必要对母线电压进行核相。

图5 母线横截面所处的相序情况

本次改造完成后对母线的核相采用的是站内两组PT核对相位，因该站在投运时已核准了母线PT低压侧接线相序，故在对母线充电后，仅需要用电压表测量改造完成的母线和运行母线PT柜上A、B、C相之间的电压值，就能够判定母线PT到换相导体之间母线的相位关系。

6.3 出线相序的检测方案

从图6中可以看出该站母线PT所处的位置（9、10间隔）处于换相导体的区域，重新安装母线后，其仅能保证母线PT所在无换相导体的母线段的相序的正确性。

换相导体之后母线电压的相位是否发生变化就不能通过母线PT来确定，同时该站110 kV出线间隔均装设单相线路PT，故也不能通过线路PT和母线PT来确定出线间隔电压相序的正确性，故需在利用下级电站的母线PT进行核相。

M odification of the Air Chamber of 110 kV Comm on-box Type GIS Bus

LIU Jikun
（Chongqing Iron&Steel Co.,Ltd.,Chongqing 401258,China）

With GIS equipment being widely applied in electric systems,problems in the design have become more and more obvious during operation process.Shortcomings in the design of common-box type GIS equipment,corrective methods and the phase sequence check after rectification are presented,to provide practical program for modification of GIS bus.

GIS;common-box type;BUS;modification

TM56

B

1006-6764(2015)08-0001-03