GIS设备的安装和调试

1、36 电气工程应用 2009. 2GI S 设备的安装和调试中国石化集团第四建设公司 天津大港 (300270 卞洪磊 【 摘 要 】 本人有幸参与了公司所承建的茂名 100万吨 /年乙烯改扩建工程 110kV 升压站和 110k V 新建总变电站两个总变电站的建设 。 两站使用的电气设备均为 ABB 公司的 GI S 设备 , 在施工过程 中 , 总结了一些经验 。 本文详细地阐述了 GI S 设备的安装和调试过程 , 具有很强的应用性和实 践性 。 ABB 公司的 GI S 产品外壳选用了抗腐蚀性强的铝合金材料 , 具有体积小 安全性高 、 质 量轻的特点 。 为了保证 GI S , 必须

2、 对其进行严格的质量控制和必要的试验 。 细节 。 【 关键词 】 GI S 1. GI S 设备 , 就是气体绝缘金属封闭开关设备 。 GI S 的安装要求现场环境比较严格 , 具体有以下几点 :土建施工符合图纸要求 , 主要包括开孔位置 、 预 埋件是否符合设计 ; 地面平整度 、 清洁度 ; 墙面及天 花板的清洁度 ; 门窗以及通风设备 (户内 的完整 、 现场物料的管理与安全 ; 有无行车 、 吊车 、 吊钩 ; 货物 进场方便性以及吊装的方便性 ; 采光 /照明的合理性 以及备用 (临时 电源 。2. 货物的开箱与验收现场货物的开箱与验收必须要 ABB 的现场工 程师在现场 , 并且

3、要按照 ABB 公司提供的货物运输 单编号和装箱清单进行清点 , 在非安装需要时 , 不允 许打开任何单元上的气阀 , 对于长期不安装的设备 , 应按照 ABB 公司提供的 操作手册 产品的保管与 储存条件要求 , 重新包装和储存 。3. GI S 设备的安装3. 1GI S 现场安装流程GI S 应严格安装流程进行安装 , 这样才能保质保量地达到一次性安装合格的目的 , 具体做法为 :画 地面轴线 、 间隔就位 、 模块拼装 、 气室抽真空 、 气室冲 SF6气体 、 二次电缆敷设 、 接线 。3. 2安装前的清洁首先 , 在打开气室之前 , 用吸尘器彻底清洗安装 区域 ; 其次清洁 GI

4、S 部件 , 清洁所有要安装的金属部 件和密封面 , 比如 , 法兰的密封面和“ O ” 型槽 , 导体 连接面 , 连接体以及保护罩等 。 注意在清洗时 , 要选 用工业乙醇 (99. 7% 和不起绒毛的棉布 。3. 3法兰的连接法兰的连接分密封面和“ O ” 型面两种 , 当密封 面有擦伤或类似损伤的情况 , 需要用细砂纸磨光擦 伤处 , 然后清洁密封面后才能进行安装 。 “ O ” 型面 安装前必须清洁 , 安装时将“ O ” 型圈均匀压入密封 槽 。3. 4气室充气气室在充气前必须将气室抽真空 。通常情况 下 , 一个模块为一个独立的气室 。 在模块拼接后 , 应 立即对气室抽真空 。

5、气室真空处理完后 , 向气室内 充 SF 6气体 ; 先充至 150K PA , 待所有气室都已充到 150K PA (第一次捡漏 , 再充到额定压力 (断路器气安装 、 运行及维护 电气工程应用 2009. 237 室 700K PA , 其他气室 500K PA 。压力以当前温度换 算压力值为准 , 需要注意的是在全部安装工作完成 以前 , 禁止将各气室的 SF 6压力充至额定压力 !4. GI S 设备的调试4. 1一次回路直流电阻试验为了检验 GI S 内导体的连接接头安装是否正 确 , 各个连接部分接触是否良好 , 能否满足额定的载 流要求 , 所以在 GI S 安装结束后 , 需要

6、进行一次回路 直流电阻试验 , 以便尽早发现并解决问题 。采用直 流压降法测量 , 电流为 100A, 误差为 ±3%。测量 时 , 应注意接线方式带来的误差 , 电压测量线应在电 流输出线的内侧 , 且电压测量线应接在被测回路正 确的位置 , 否则将产生较大的测量误差 。根据出厂 试验报告所提供的各种模块直流电阻值 , 量范围所包含模块类型 , 定值的 1. 2倍 4. 2SF 6气体密度继电器效验效验 SF 6气体密度继电器节点接触是否良好 ; 接点与压力的关系 ;4. 3气密性试验为了检查设备气室的接头 、 阀门 、 表计 、 法兰面 接口等部位的密封性 , 发现安装工艺或密封

7、材料所 存在的问题 , 需要用 HALOTECK 检漏仪对安装完毕 的 GI S 进行定性检漏试验 , 设备充气后 , 将检漏仪探 头沿着设备各连接口表面缓慢移动 , 根据仪器读数 或其声光报警信号判断接口的气体泄露情况 。 对气 路管道的各连接处必须细致检查 , 一般探头移动速 度 10MM /S左右为宜 。 GI S 安装过程中或安装结束 后 , 对每个有密封件的地方进行两次定性检查 。4. 4微水含量测量为保证 SF 6气体的纯度和绝缘特性 , 必须对 SF 6气体的质量作相应的检测 , 需要用微水检漏仪 DP19对各气室进行 SF 6气体微水含量的测量 。我国电力行业标准 DL /T5

8、96-1996中对微水含量规 定如下 : 断路器灭弧室气室 :新装及大修后不大于 150PP M , 运行中不大于 300PP M; 其他气室 :新装及大修后不大于 250PP M , 运行中不大于 500PP M;每个气室充至额定标称压力 24小时后进行测量 , 并 可根据环境湿度 、 气室压力折算成 PP M (注 :PP M 均 为体积比 。4. 5接地检查根据一次接地图纸检查 GI S 接地位置是否正 确 , 接地是否良好 。4. 6PT 、 CT 检查及特性试验CT 、 PT 的变比 、 级性应于标称参数一致 ; CT 伏安特性应于出厂报告无明显差别 。4. 7避雷器检查GI S 避

9、雷器与常规避雷器在结构上存在较大的差别 , 加之现场条件限制 , ; 因此 , , 只是 , 厂家在避雷器上特别设计 /撞击指示器 , 如果指示器动作 , 则整个 避雷器返厂检查 。4. 8断路器特性试验 、 隔离开关和接地开关操作试验断路器的试验必须符合下面的要求 : 采用 500V 兆欧表 , 测量辅助回路和控制回路的绝缘电阻 , 绝缘值不低于 2M; ABB 公司断路器动作时 间技术规定如下 :合闸时间 <65m s, 合闸不同期 3m s; 分闸时间 <35m s, 分闸不同期 3m s; 断路器操动机构合闸操作试验电压范围为 :85%-110%Un; 断路器操动机构分闸操

10、作试验在其线圈端扭处测得的电压大于额定值的 65%, 当此电压小于额定 值的 30%时 , 不应分闸 ; 断路器防跳功能要正确 。零压起马达储满能时间 :小于 60m s 。隔离开关动作时马达电流 :合 、 分闸时约 1. 3A 。 快速接地刀动作时马达电流 :合 、 分闸时约 1. 5A 。检查所有操作机构的机械及电气性能以及一次 储能完成后完成 OCO 操作程序 。4. 9二次回路试验检查各回路接线是否正确 , 接线端子是否牢固 , 绝缘是否良好 , 各元件工作是否正常 , 各种闭锁 、 连 锁功能是否满足设计要求 。4. 10一次回路绝缘检查及交流耐压试验安装 、 运行及维护38 电气工

11、程应用 2009. 2GI S 在运输过程中的机械振动 、 撞击等可能导致 GI S 元件或组装件内部紧固件松动或相对位移 。 安装过程中 , 在联结 、 密封等工艺处理方面可能失 误 , 导致电极表面刮伤或安装错位引起电极表面缺 陷 ; 空气中悬浮的尘埃 、 导电微粒杂质和毛刺等在安 装现场又难以彻底清理 ; 国内外还曾出现将安装工 具遗忘在 GI S 内的情况 。 这些缺陷如未在设备投运 前检查出来 , 将引发绝缘事故 。4. 10. 1试验前的检查 根据 HSE 施工方案做好 GI S 工频耐压前的 警戒工作 , 做好试验人员及现场人员的人身安全措 施的检查和监督 ; PT 和避雷器不与

12、 GI S 一起进行此项试验 , 退 出电压互感器和避雷器 ; 24已经完成 ; , , SF6气 体微水含量和检漏试验 , 检查所有电流互感器二次 回路是否短接接地 , 一定要确保电流互感器二次绕 组短接接地 ; 收集 GI S 控制柜操作钥匙 、 GI S 操作手柄 , 由 专人保管 , 以便防止误操作 。4. 10. 2试验标准和试验方法耐压试验值采用出厂试验标准的 80%或按照 厂家产品的技术要求 (我公司在茂名乙烯升压站和 新变电站试验耐压值为 184K V , 试验时间 1分钟 。 如果 GI S 的每一部件均已按选定的完整试验程序耐 受规定的试验电压而无击穿放电 , 则认为整个

13、GI S 通过试验 。试验电压应施加到每相导体和外壳之 间 , 每次一相 , 其他非试品相的导体应与接地的外壳 相连 , 试验电压一般由进线套管加进去 , 试验过程中 应使 GI S 每个部件都至少施加一次试验电压 。同 时 , 为避免在同一部位多次承受电压而导致绝缘老 化 , 试验电压应尽可能分别由几个部位施加 。现场 一般仅做相对地交流耐压 , 如果断路器和隔离开关 的断口在运输 、 安装过程中受到损坏 , 或已经过解 体 , 应做断口耐压试验 , 耐压值与相对地交流耐压值 可取同一数值 , 若 GI S 整体电容量较大 , 耐压试验可分段进行 。4. 10. 3交流耐压试验程序GI S

14、现场交流耐压试验的第一阶段是“ 老练净化 ” , 其目的是清除 GI S 内部可能存在的导电颗粒 或非导电颗粒 。 这些颗粒可能是由于安装时清理不 净 , 或是多次操作后产生的金属碎屑 , 或是紧固件的 切削碎屑和电极表面的毛刺而形成的 。 “ 老练净 化 ” 可使可能存在的导电微粒移动到低电场区或颗 粒陷阱中和烧蚀电极表面的毛刺 , 使其不再对绝缘 起危害作用 。我公司在茂名乙烯 110kV 升压站和 110k V 新变电站老练试验耐压值为 110kV, 时间 5分钟 。 第二阶段是耐压试验 , 184k V , 时 间是 分钟 S, 并做好相应气室的气体 , 24小时后进 行 , 试验电压

15、从对侧的电缆头加入 。试验标准由电 缆厂商提供 , 我公司在茂名乙烯 110K V 升压站和 110K V 新变电站电缆试验耐压值为 109K V , 时间 5分钟 。4. 12GI S 与远方控制及联调试验在所有二次回路接线完成后 , 按照设计图纸的 要求以及实现的功能逐个回路进行试验 , 首先是就 地调试 , 确保 GI S 内部连接线的正确 。然后是远方 控制 , 现场施加电流和电压远方应有显示 , 确定遥测 功能的可靠性 。最后确认遥控 、 遥信功能 。 GI S 的 不同元件之间设置的各种连锁应进行不少于 3次的 试验 , 以检验其功能是否可靠正确 。现场应验证以 下连锁功能特性 :

16、接地开关与有关隔离开关的相互 连锁 ; 接地开关与有关电压互感器相互连锁 ; 隔离开 关与有关断路器的相互连锁等 。5. 结束语GI S 设备能否投运 , 能否安全运行 , 必须要依照试验数据去判断 , 试验方法的正确和试验仪器的准 确都会影响试验数据的可信度 。因此 , 学习 、 掌握 、 积累一定的安装和调试 GI S 的经验对从事电气施工 的人来说是很有必要的 。 本文大量篇幅介绍 GI S 的 调试细节 , 其目的就是探讨如何才能 (下转 41页 安装 、 运行及维护 电气工程应用 2009. 241 励磁涌流 。励磁涌流衰减很快 , 一般经 0. 5s, 其值 可衰减到额定电流 0.

17、 25 0. 5倍以下 , 对配电系统 来说 , 其励磁涌流为线路所带变压器涌流之和 , 其值 会大于该线路继保整定值 (按躲过最大负荷电流整 定的定时过电流保护动作值一般会小于配电系统的 励磁涌流 。 这也正是为什在检查线路和设备正常 情况下 , 合闸不成功的原因 。整改措施 :1 将重合闸后加速退出运行 , 此方 法以延迟动作时间来躲过励磁涌流 , 但线路定时限过流保护时限必须取的较短 , 而且应以电流速断保 护能保证全线速断灵敏度为宜 ; 2 提高定时过电流 保护动作值 , 按躲过线路变压器励磁涌流来整定 , 根 据方法 2进行了整改 , 运行正常 。参考文献1张宇辉 电力系统微型计算机

18、继电保护 中国电力出版社 .(上接 38页 到比较准确的试验数据以及判断合格的方法 。 参考文献1李建明 、 朱康 2001.2陈化钢 北京 :水利水电出版社 1999.3-2006/T596-1996电力设备预防性1997.5ABB公司 GI S 设备现场操作手册 .(上接 48页 变压器运行在高效率状态下 , 那么在深夜空载状态 下 , 效率就很低了 。变压器越节能 , 意味着 Po 越小 , 为了达到运行高效率 , 负载率 变得非常小 , 如果有 朝一日 , Po 趋近于零 , 那么为了高效率 , 岂不选取一 台无穷大容量的变压器了 , 看起来有点荒唐了 。一般说来 , 计算负荷约为变压器容量的 75%-90%。 由于一般计算容量偏大 , 实际运行时 , 很多变压器处于半载状态 。8. 灯具安装高度大于 2. 8m 时 , 金属外壳不接地 有人认为 , 当灯具高度大于 2. 8m 时 , 由于