变电站电气设备安装工程中的技术要点分析

2024-05-16黎涛

中国设备工程 2024年9期

黎涛

（贵州开磷集团股份有限公司矿肥公司，贵州贵阳 550302）

目前，我国随着社会经济的快速发展，用电需求与要求也在不断提高，而变电站作为电网中电能转换与分配的枢纽，其安装与调试工作质量，对变电站运行具有很大影响。因此，为了确保变电站的稳定运行，必须充分重视电气设备安装技术和工艺的要点，规范各个环节的工作。

1 变电站电气工程概述

变电站电气工程是指为了安全、稳定和高效地传输和分配电能而进行的工程设计和建设。变电站是电力系统中的一个重要环节，它起着将输电线路的高压电能降低为适合用户使用的低压电能的作用。在变电站电气工程中，主要包括以下几个方面的内容。

（1）输电线路接入。变电站是电力系统的接口，将输电线路与电力系统连接起来。在电气工程中，需要考虑输电线路的电压等级、电流容量、线路长度等因素，以确保连接的稳定和可靠。

（2）变电设备。变电站中的主要设备包括变压器、断路器、隔离开关、电容器等。这些设备的选择和配置需要根据电力系统的需求来确定，以保证电能的传输和分配的高效性和安全性。

（3）保护系统。变电站电气工程中的一个重要组成部分是保护系统。保护系统的主要功能是在电力系统发生故障或异常情况时，及时切断故障电路，保护设备和人员的安全。保护系统通常包括过电流保护、差动保护、接地保护等。

（4）控制系统。变电站的控制系统是对电力系统进行监测和控制的关键。控制系统可以实时监测电力系统的状态，如电流、电压、功率等，并对设备进行远程控制和调节，以确保电力系统的稳定运行。

（5）辅助设施。变电站电气工程中还包括一些辅助设施的设计和建设，如照明系统、通信系统、消防系统等。这些设施的存在可以提供良好的工作环境和安全保障，确保变电站的正常运行。

2 变电站电气设备安装工程中的常见问题

变电站电气设备安装工程中的常见问题是指在变电站电气设备安装过程中经常出现的一些问题。这些问题可能会影响设备的正常运行，甚至对人身安全造成威胁。常见问题最主如下。

（1）设备安装位置选择不当。变电站电气设备的安装位置应该根据设备的特点和要求进行选择，例如，高压设备应安装在通风良好的地方，低压设备应安装在易于维护的位置。如果安装位置选择不当，可能会导致设备过热、冷却不良等问题。

（2）设备接地不良。在变电站电气设备安装中，设备的接地是非常重要的，它能够确保设备正常运行和人身安全。如果设备接地不良，可能会导致电流泄漏、设备故障甚至触电事故。因此，必须确保设备接地良好，接地电阻符合标准要求。

（3）设备间距设置不当。根据电气设备的规范要求，设备间距应该符合安全距离要求，以防止设备之间的短路和火灾等问题。如果设备间距设置不当，可能会导致设备故障、火灾等安全隐患。

（4）设备连接不牢固。在变电站电气设备安装过程中，设备连接的牢固性是非常重要的，它能够确保设备正常运行。如果设备连接不牢固，可能会导致电气连接松动、电流过载等问题。

（5）设备绝缘不良。在变电站电气设备安装过程中，设备的绝缘是保证设备正常运行的关键因素。如果设备绝缘不良，可能会导致设备漏电、电压不稳定等问题。

3 变电站电气设备安装工程的技术要点

3.1 工程概况

大水工业园区与矿山片区110kV变电站使用年限过长，导致运行的故障率增加，影响供配电质量影响供配电质量的同时还影响化肥生产，因此对高压柜的保护装置进行改造更换工作，由于新老保护装置不能直接匹配对接，经过查阅相关资料，并通过多次实验，最终完成了老园区高配室中变压器，电机、互感器保护装置的升级改造与安装，为生产部门提供了更好的供电质量，减少供电故障的发生。

3.2 安装前的准备工作

变电站电气设备安装工程会涉及土建工程，需要两个工程进行交叉作业。因此，需要两个部门进行协调沟通，并充分准备相关施工材料与施工器具，确保工程进度不受影响。首先，土建与电气安装人员需要联合审计土建施工图纸以及电气安装图纸，对两者之间可能产生冲突的施工部位进行协商改正，明确变电站的设计意图以及相关标准。其次，在相关设备进场后，电气设备安装技术人员需要根据设备文件，对设备数量、型号等进行检查，确保与设计图纸保持一致。最后，在正式开始变电站电气设备安装前，需要与土建施工方进行交流，明确基础设施是否符合变电站电气设备安装条件。

3.3 变压器安装技术要点

变压器（Transformer）：变压器是变电站中最重要的设备之一。它用于将高压电能转换为低压电能，以便传输和分配电能。变压器通常分为两种类型：功率变压器和配电变压器。功率变压器用于传输大量电能，而配电变压器用于将电能分配到家庭和工业用户。其安装质量对于变电站运行质量有着直接影响。因此，需要对其安装过程进行全过程把控，其安装技术要点如下。

首先，在变压器达到施工现场后，需要对其外观质量进行详细检查，确保变压器设备无零件脱落、损伤、变形等情况。另外，需要安装技术人员与厂家驻场售后人员、安全监理人员等联合检查变压器运输冲击记录，为了确保变压器使用过程中，能够有效防止雷击事故，需要确保运输冲击加速度小于3g，确认无误后，在完成变压器安装后方可拆下冲击记录仪。

其次，为了能够确保变压器及其零部件运输中不出现磕碰，通常将变压器附属零部件与变压器分开运输。在零部件入场后，同样需要对其质量进行检查，零部件的检查需要严格按照随箱清单核对数量与种类，同时也需要检查零部件是否出现磕碰损伤，另外，需要注意的是，当零部件中包含温度计、压力释放器、瓦斯继电器等精密零件时，需要将这些精密零件尽快送检，以确保其功能准确性。所有设备检查无误后，便可进行变压器安装。

再次，需要对安装完毕后的变压器进行真空注油测试。需要注意的是，在注油测试前，需要检查新油质量，各项参数合格后才能够注入变压器主体。在注油前，还需要确保变压器内部处于真空状态，该状态可以通过使用干燥真空机来实现。真空过程不能够中断，并且真空维持时间需要在厂家设定值以上，确保变压器主体的质量。同时，也需要注意变压器主体的密封状态。在真空注油时，为了能够排除附于变压器内部以及油箱内残留气体，需要从油箱下部油阀注油，但是在日常保养维护时，需要补充储油箱油量，以此来保障变压器主体的绝缘性。随后进行为期至少1d的热油循环处理。

3.4 断路器安装技术要点

断路器（Circuit Breaker）：断路器是用于控制电路的开关设备。它能够快速切断电路，在电力系统发生故障时保护设备和人员安全。断路器通常分为高压断路器和低压断路器。高压断路器用于变电站的高压侧，而低压断路器用于低压侧。

首先，为确保断路器安装的稳定性，需要对水泥地基础进行检查以及安装预埋螺栓。开始时，施工人员需对水泥底座基础留孔进行清理，随后按照图纸规定的尺寸画好中心线。接下来，采用角铁进行模架建造，依据开关底座和相应距离来制作模具。一旦模架建好后，连接地脚螺丝，然后使用水平尺检验并调整模架的水平度，垫实并临时固定。地脚螺丝需要根据厂家说明书调整，一般螺杆露出长度为3～5牙，相间水平高差及左右偏差确保在4mm以内。同时，同相间距误差在1mm以内。然后使用标号在C30以上的混凝土灌入模具中，然后保养至少7天。

其次，通过使用吊线锤检查支架竖直度，确保三相支架保持同一水平高度，可以通过调整地脚螺母来实现。确保相间水平误差在4mm以内。如果下部螺母和基础之间存在间隙，则使用间隙垫圈进行填充，以最小化间隙。紧固时需拧紧下部螺母并压紧间隙垫圈。最后，使用300～350Nm力矩扳手将上部螺母拧紧以紧固支架。

然后，附件的安装。为了便于安装弹簧机构，需要拆下所有各相断路器的合-分指示牌和保护盖，这样就能够清楚地观察到机构传动箱了。完成操作机构的安装和调整后，可以使用300Nm的力矩扳手来拧紧断路器支柱与支架之间的连接螺栓，确保机构及拉杆的安装质量。

最后，为确保断路器的绝缘性，在正式使用前，需要在其中注入额定压力的六氟化硫气体，并且静置一定时间，时间的长短取决于相关规程。随后进行捡漏、微水等功能测试。

3.5 隔离开关安装技术要点

隔离开关（Isolator）：隔离开关是一种用于隔离电路的开关设备。它与断路器不同，不具备切断电路的能力，仅用于隔离电源或设备，以便进行检修和维护工作。隔离开关通常用于变电站的高压侧。首先，相关技术人员需要根据施工设计标准检查土建基础的高度，明确中心位置是否符合安装的需求，若土建基础尺寸不合格相关标准，需要与土建施工单位进行沟通，促使其及时整改。工人会利用起重机将已组装好的隔离开关和瓷瓶支架安装在设备基础上。接着，他们按照厂家出厂装配序号连接隔离开关的电动和手动操作机构、水平连杆、垂直连杆以及静触头等组件。完成连接后，他们手动进行粗调整，以确保分合闸位置和各项指标参数符合厂家的规范要求。随后，他们接入电源并进行细调整，以微调分合闸位置和分合过程中的各项指标参数，并接上设备连线和二次接线进行微调整和二次回路检查（包括电源、控制和信号等）。最后，他们会涂上适当的润滑剂以保护转动部件，再涂上相应的防氧化剂或防过热油脂，并且紧固所有连接螺栓。

3.6 保护装置安装技术要点

变电站保护装置包括电流互感器、电压互感器以及安全装置等。电流互感器（Current Transformer）用于测量电流。它将高压电流变换为低压电流，以便测量和保护设备。电流互感器通常用于变电站的高压侧。电压互感器（Voltage Transformer）用于测量电压。它将高压电压变换为低压电压，以便测量和保护设备。电压互感器通常用于变电站的高压侧。安全装置（Protection Relay）用于保护电气设备免受过载、短路和电故障等电力系统故障的影响。它可以监测电流、电压和功率等参数，并根据预设的保护逻辑切断电路或发出警报。一方面，需要检查到货设备的尺寸是否符合设计要求，包括位置、尺寸和预埋铁板。如果预埋铁板不符合要求，必须向设计人员征求确认并进行整改。同时，根据实际物理结构大小，核对设计图纸的底座加工尺寸，如果没有错误则按图纸规格加工设备底座，如果有误差则需要进行整改，按实际设备尺寸征求设计人员的确认并进行整改加工。基于给出的设计图纸和设备操作要求，在安装设备之前，必须先固定安装设备基础底座。在移载整个设备过程中，需严格把握螺栓固定力度并选用适当的吊具。对于没有分节的设备，要依据出厂序列号严格进行分节吊装以避免混淆。同时，对于超重、超大和超高的设备，在吊离地面约50～100mm后需观察设备及吊具的受力和平衡状态，并确认一切正常后再继续吊装和安装。之后，还需进行设备垂直度调整及固定。最后，还需重新检查各项参数，例如，设备垂直度、电流互感器极性、接线板朝向、避雷器的喷口方向及设备距离地面的高度等。