探讨电力系统中变电站GIS设备安装与调试

庞文轩

国网沂水县供电公司变电检修中心 山东 临沂276000

引言

变电站扩建工程GIS设备耐压实施方案,根据不同的GIS设备内部结构、扩建接驳方式、系统运行方式等客观条件,提出常规耐压结合同频同相耐压、通过运行设备充电等绝缘检测方案。在满足交接验收标准的前提下,采用技术手段最大限度规避带旧设备耐压,保障设备使用寿命,降低设备后期运行风险。

1 GIS设备常见故障类型

1.1 GIS可能出现的绝缘缺陷GIS耐压局放试验过程中,可能出现的绝缘缺陷有位置不固定的绝缘缺陷、位置固定的绝缘缺陷。位置不固定的绝缘缺陷主要由导电杂质和漂浮灰尘造成。位置固定的绝缘缺陷可能由安装错误、装配工具和零部件遗留在设备内部、电极表面的损伤、运输中的损坏造成零件脱落等原因造成。

1.2 缺陷定位 为进一步确认缺陷具体位置,使用莫克EC4000特高频局部放电定位功能对丁110表南刀闸A相局部放电缺陷进行定位。

2 变电站GIS设备调试

2.1 初步巡检 初步使用格鲁布PD74i多功能局部放电带电检测仪对该站GIS设备进行特高频局部放电带电检测巡检。GIS局放检测需要检测人员将传感器紧靠在GIS设备上,而工作现场很多测量点由于离地较高需要借助登高工具,此外,三相分箱式GIS设备结构空间不足,严重影响测试完成率。该110k V某站就属于三相分箱式结构,本次检测使用局放检测加长杆,其由两节(单节长1.6 m)可以组装的绝缘杆、万向节、局放探头固定器等组成,可完成最高5 m 处的局放检测工作,也可顾及狭小空间里难以触及的检测位置,大大提高工作效率。

2.2 部分开关与旧母线刀对接 间隔扩建部分开关与旧母线刀对接的连接方式是一种常见的不完整间隔扩建模式,通常出现在出线间隔,设备对接考虑母线刀气室同母线气室的结构,需满足对接部位气室零压,相邻气室降半压。一般情况下,对接部位母线刀联遍气室降为一个标准大气压,其相邻气室涉及旧设备母线气室及另一母线刀气室降半压,通过降半压的母线气室对应的母线停电能完成设备对接。设备对接后针对扩建部分开展绝缘测试,开关断口及主回路涉及的绝缘件需满足承受100%Ud,重点考虑接驳位置,如不涉及主绝缘件可在对接前完成100%Ud,对接后考虑采用空充24h方式测试,如对接面的绝缘件无法在对接前完成耐压测试,对接后务必通过母线停电在完成主回路电阻测试后开展100%Ud耐压试验。

2.3 加强设备设计选型 设计选型是设备全过程管理的第一个环节,正确选型是保证GIS满足使用条件和运行要求的前提,应该综合考虑检修维护需要和运行工况后确定产品的布置形式和主要计算参数。例如首先要决定GIS设备是室内安装布置,还是露天安装布置。早期由于经费原因,主流倾向于露天安装布置,节约土建成本,设备也能够承受露天环境,但是后期维护成本过高,综合成本反而高于室内布置的GIS设备。

2.4 控设备现场安装与交接试验GIS设备现场安装是产品安装的最后一道关键工序,现场安装质量的好坏直接决定产品运行可靠性的高低。首先要合理规划和控制好工程进度,避免与其他工程交叉进行。如果在土建工程和照明通风工程没有结束的情况下,为了赶工期而强行进行GIS设备安装工作,会使设备在安装过程中受到严重污染。其次保证现场清洁程度和环境温湿度,避免在安装过程中绝缘件受潮,外部的尘埃和杂物侵入设备内部。再次是加强安装人员技能培训和管控,防止安装人员不遵守工艺规程,导致安装存在漏装、错装、装配不到位的现象,例如屏蔽罩内部与导体间的间隙不均匀,会导致螺栓、垫圈出现没有装或紧固到位的情况。笔者经历过一次设备故障,就是由于在安装过程中安装人员没有紧固好吸附剂罩的螺丝,导致吸附剂金属罩直接掉到母线上,造成母线短路,幸运的是那段母线是空载,没有造成负荷损失。GIS设备现场交接试验是对现场安装质量的最终检查。很多GIS内部绝缘事故在很大程度上与设备安装质量密切相关,往往都是由于没有严格进行交接试验检查而发生的。

2.5 处置方案 针对以上特殊环境下产生的耐压试验问题,可考虑通过母联或分段等运行设备对试验间隔充电,或利用外部电缆接入GIS电缆仓外部施加试验电压的方式处置,但同规定交接试验标准有所差异,需结合系统、设备风险等实际情况综合考虑。通过外接电缆对扩建设备加压的绝缘检测方案,是在电缆完成电缆头制作后接入CSE气室,适用于物理格局受限无法安装试验工装、前期设备扩建时间太长、现有技术无法提供现场需求等特殊条件。参考电缆的耐压试验值及试验时间,无法同GIS完全匹配。以110kv设备为例,GIS的出厂试验值为相对地230kv,对应电压等级的电缆为127kv,二者存在偏差但远超过正常运行电压63kv,试验时间完全匹配,因此方案选择需结合多方因素综合评估。

结语

变电站扩建间隔中新旧GIS设备的对接方式繁多,耐压局放试验方案需结合接驳位置、绝缘件分布情况、系统允许的停电方案等因素综合考虑。除常规耐压方式外,随着区域负荷增长、系统网架结构不断完善,变电站主变及线路扩建工程在电网基建中占比逐渐增加,扩建工程同基建工程在GIS设备验收交接试验方案上存在极大差异。局部放电严重威胁GIS设备安全稳定运行,通过系统科学地应用特高频局放检测方法,可以有效地诊断局放缺陷类型与强度大小,进而为缺陷处理提供参考与支持,可以有效地提升状态检修工作的针对性,增强电网稳定性。