仙居电站地面GIS新增单元主要施工要点控制

邵珠芬

摘  要：结合仙居抽水蓄能电站500kV电气主接线变更设计，地面GIS新增单元施工，从施工安全、成品保护、SF6气体回收、GIS组装、抽真空处理、SF6气体充注及现场交流耐压试验等方面阐述了主要施工要点控制，为GIS组合电器改造工程施工提供可借鉴的经验。

关键词：GIS新增單元;主要施工控制要点;现场交流耐压试验;局部放电测量

中图分类号：TM63         文献标志码：A         文章编号：2095-2945（2019）33-0123-02

Abstract： Combining improved design of 500kV main electrical connection for Xianju pumped storage power with added unit GIS construction on the ground， this paper expounds the key construction points control from various aspects including construction safety， finished product protection， SF6 gas recycling， GIS assembly， vacuum treatment， SF6 gas filling and site alternsting current withstand voltage test etc. Through the relevant analysis， it further provides referential experience for following GIS electrical engineering reconstruction. Keywords： GIS added unit; key construction control points; site alternsting current withstand voltage test; partial discharge measurement

1 概述

仙居抽水蓄能电站位于浙江省仙居县湫山乡境内，地处浙南负荷中心。安装4台375MW混流可逆式水轮发电机组，电站总装机容量为1500MW，为日调节纯抽水蓄能电站，以500kV一级电压等级接入浙江电网，在电网中承担调峰、填谷、调频、调相和事故备用等任务，工程枢纽建筑物主要由上水库、输水系统、地下厂房、地面开关站及下水库等组成，为一等大（1）型工程。

电站500kV设备分别布置在地下厂房主变洞、500kV出线洞和地面GIS室，其中电站500kV GIS设备包括地面GIS和地下GIS两部分，GIS设备由山东泰开高压开关有限公司生产，设备主要参数为额定电压550kV，额定电流2500A，额定频率50Hz，额定峰值耐受电流160kA，额定短时耐受电流63kA。

2 地面500kV GIS新增单元情况

仙居抽水蓄能电站地面500kV GIS一期接线形式为内桥接线，主要设备有二个出线间隔，一个桥开关间隔及相关电气设备，于2015年11月初安装完成并带电投入运行。为进一步提高电站电气主接线可靠性，减少变压器侧设备故障对500kV系统运行的影响，华东勘测设计院对仙居电站500kV电气主接线变更的必要性和可行性进行分析，经多方案比对，水电水利规划设计总院审核，最终确定浙江仙居电站500kV主接线由内桥接线形式变更为单母线分段接线，2016年3月具体实施。主要涉及工程量有拆除地面500kV GIS原两回高压电缆进线侧至桥母线侧GIS管母线，设备支架，检修平台等相关配套设备。地面500kV GIS新增单元开关间隔二个，电压互感器六只，其中四只布置于原桥母线A、C相两侧，另两只布置于二个进线间隔B相，其中每个新增单元开关间隔包括断路器一组，隔离开关一组，快速接地开关一组，检修接地开关一组，电流互感器六组。

3 地面500kV GIS新增单元施工工艺流程

施工准备→场地布置及成品保护→设备基础制作安装→SF6气体回收、设备拆除→断路器间隔就位→设备组装、安装→附件安装→吸附剂更换、抽真空、SF6充注→气室微水测量、气室检漏→耐压及局放试验等→验收

4 主要施工控制要点

4.1 施工安全

4.1.1 本工程施工难度较大，不安全因素较多，安装前必须组织施工人员进行详细技术交底和安全交底，施工人员充分清楚施工内容、危险点危险源等。

4.1.2 严格执行工作票制度，施工前必须确认地面500kV GIS已处于停运状态，地面500kV GIS已处于无电状态，相关开关处于断开位置，相关接地开关处于合闸位置，接地线已挂设完成，地面GIS动力电源和控制电源全部切除，隔离带和安全围栏正确设置。

4.1.3 隔离点检查合格并悬挂警示标志，隔离点相关操作手柄、钥匙、专用工器具等专人统一管理。

4.1.4 地面500kV GIS室内设备较多，空间受限，施工前要统筹安排好施工顺序，确定好吊装程序，吊装工作由专业人员统一指挥。

4.1.5 地面GIS室通风设备良好，保持室内通风畅通;回收SF6气体、拆除GIS设备及GIS设备充装气体时，要安排专人对SF6气体进行实时监测。

4.2 成品保护

施工前对室内地面和墙面保护，对其他断路器间隔、母线和盘柜等机电设备进行防尘防撞等保护，对易损探头和表计等采用泡沫塑料进行整体保护。

4.3 SF6气体回收

列出要回收SF6气体气室清单并在相应设备上清楚标记，使用两台带SF6气体回收装置的真空泵回收SF6气体，回收的SF6气体全部装入标准气瓶。需要拆除的GIS设备气室内气体全部回收，其相邻气室SF6气体排至0.2Mpa压力。

4.4 GIS组装质量控制

4.4.1 按断路器单元-CT单元-隔離开关单元-电压互感器单元-母线单元安装顺序进行。组装中必须保证元件表面洁净、无杂物，盆式绝缘子清洁、无裂纹，母线外观清洁，无氧化物、划痕及凸凹不平;母线安装时检查条状触指光洁、无锈蚀、无划痕，触头座清洁、无划痕;法兰连接时，检查元件内部应清洁、无杂物，密封垫（圈）完好、清洁、无变形，密封槽及法兰面光洁、无伤痕;设备清洁需用无水酒精或丙酮，绝缘部件表面清洁必须使用洁净无毛纸或不掉毛棉布蘸无水酒精或丙酮进行清洁。

4.4.2 连接螺栓拆除时沿圆周方向对角松动，紧固螺栓时对角紧固。紧固螺栓使用力矩扳手紧固，紧固力矩值应符合制造厂和规范要求。

4.5 吸附剂更换

在完成全部GIS气室单元安装对接后，即可对气室进行更换吸附剂、抽真空工作。

从密封装置取出吸附剂到装入隔室的时间越短越好，如一个隔室有多处吸附剂安装，宜分组同时施工;吸附剂装入吸附剂罩后不宜装得过满，应留有适当空隙余量，防止吸附剂吸水后将吸附剂罩撑坏;封盖前必须由专人对开口处的内腔进行最后清洁处理工作，防止异物掉入;吸附剂装入产品后，要尽可能快的开始抽真空工作。

4.6 抽真空处理

GIS是以SF6气体作为绝缘介质的，要保持SF6气体的化学、物理性能不变，必须使气体中水分的含量控制在规定的数值之内，因此需要对GIS气室进行抽真空，使其压力值抽至133Pa以下。抽真空处理必须严格按制造厂技术要求进行。

真空度达到133Pa时开始计算时间，维持真空泵继续运转至少0.5小时以上;停泵并与泵隔离，静置0.5小时后读取真空度A，再静置5小时后读取真空度B，要求B-A≤67Pa才算合格，否则要检测泄漏点。真空泵要专人负责，做到人走泵停，杜绝因误操作等而导致真空泵油倒灌入产品内部。

4.7 充注SF6气体

充注前对每瓶SF6气体都要进行微水含量测定，微水含量满足不大于8ppm标准要求;并按规范要求对其中三瓶SF6气体送检，经国网浙江省电力公司电力科学研究院检验，其SF6纯度、酸度、水分、矿物油、可水解氟化物、生物毒性等10项指标均满足《工业六氟化硫》（GB/T12022-2014）要求。

充气时应使用减压阀，充气时应先关闭减压阀，打开气瓶阀门，再打开减压阀进行充气。充气时压力不宜过高，应使压力表指针不抖动缓慢上升为宜，应防止液态气体充注入开关内。在充入气体至额定值后关闭阀门，在停止充气1h后观察表压，如压力下降则应重新补气至规定值。充气设备和管路应洁净，无水分、油污等杂质;充气管与电气设备连接前，应先用SF6气体对管道进行冲洗，去除减压阀内的空气和水分。

4.8 GIS气室微水含量检查

在GIS各气室充入SF6气体静置24h后对微水含量进行测量。现场采用SF6气体微水检测仪对涉及的50个气室逐一监测检测，实测断路器室微水含量42～69uL/L，满足产品和规范要求（不大于150uL/L），其他气室微水含量66～100uL/L，满足产品和规范要求（不大于250uL/L）。

5 现场交流耐压试验及局部放电测量

在完成密封性试验、SF6气体微含水量测试、封闭式组合电器内各元件的调试、内装开关类设备的操动试验、气体密度继电器、压力表和压力动作阀的检查等所有常规试验项目并试验全部合格后进行现场交流耐压试验。

本工程中的GIS新增单元本体出厂交流耐压值为740kV，按《关于加强气体绝缘金属封闭开关设备全过程管理重点措施》的通知（国家电网生 [2011]1223号）文及GIS设备采购合同要求之规定“GIS现场交接试验中交流耐压值不低于出厂值的90%”，故该GIS现场耐压试验值为666kV，在此电压下，持续时间1分钟。试验电压由500kV GIS侧出线1套管注入，试验按A、B、C三相逐相进行。500kV GIS新增单元现场交流耐压试验加压按Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ阶段进行，在Ⅳ阶段进行局部放电测量，加压程序如下：

第Ⅰ阶段：零启升压，于1min时刻升压至Ⅰ段老炼试验电压317.5kV，持续时间5min。

第Ⅱ阶段：从Ⅰ段老炼试验电压升高电压，于7min时刻升压至Ⅱ段老炼试验电压550.0kV，持续时间3min。

第Ⅲ阶段：从Ⅱ段老炼试验电压再次升高电压，于11min时刻升压至Ⅲ段耐压试验电压666.0kV，持续时间1min。

第Ⅳ阶段：从Ⅲ段试验电压即666.0kV降低电压，于13min时刻降压至第Ⅳ阶段试验电压381kV，持续时间30min，于44min时刻降压至0，切断试验电源。

试验结论：GIS扩建间隔各部位在各阶段试验电压下无异常现象发生，全部通过666kV持续时间1分钟的交流耐压试验;在进行交流耐压的第Ⅳ阶段对断路器气室、隔离开关气室、电压互感器气室及电流互感器气室共计30个气室进行了局部放电量测量，未见异常。

6 结束语

自2016年4月底仙居抽水蓄能电站地面GIS新增单元施工完成正式投入运行至今，设备运行稳定正常。仙居抽水蓄能电站电气主接线由内桥接线方式变更为单母线分段接线方式后，提高了电站利用效率，减少了变压器侧设备故障对500kV系统运行的影响，进一步提高了电站电气主接线可靠性，增加了电站运行灵活性。

参考文献：

[1]王勤.电力系统中变电站GIS设备安装与调试[J].中国新技术新产品，2011（21）：142-143.

[2]李仕晰，LIShixi.向家坝右岸500kVGIS安装与监理[J].水力发电，2014，40（1）：49-52.

[3]戴轩，刘唐贤.官地500kVGIS设备安装工艺探讨[J].水电站机电技术，2017（1）：42-46.