浅析电力系统中变电站GIS设备安装与调试

浅析电力系统中变电站 GIS设备安装与调试

陈少娜

广州市烨能咨询服务有限公司 广东广州 510630

摘 要：近年来，经济的发展，促进我国科技水平的提升。随着科学技术的进步，越来越多的技术和设备被应用于电力系统中，极大地提高了系统的安全性和稳定性。与其他电气设备不同，GIS设备占地面积小，运行过程中不会受到周围环境的影响，维护管理和检修的周期长，因此在变电站中的应用十分广泛。为了充分发挥GIS设备的功能，在安装时必须采用正确的安装方式和先进的调试技术，以提高GIS设备的安装质量，确保系统的稳定运行。本文就电力系统中变电站GIS设备安装与调试技术展开探讨。

关键词：电力系统；变电站；GIS设备；安装调试

1. GIS设备的优点

GIS设备是由电流互感器、避雷针、断路器、接地开关及母线等多个元件构成，密封在金属接地外壳中，与空气隔离，设备的各个部分处在独立气室中。其具有以下3种优势。

1.1 占地面积小

由于GIS设备内部所具有的SF6绝缘强度与电弧断开能力较强，所以设备外部的绝缘元件与断路器的体积较小。而且GIS设备结构较为紧凑，元件连接数量较少，为变电站节省了许多空间。比如：在110kV变电站中，GIS设备占地面积是一般设备的46%；在220kV变电站中，GIS设备占地面积是一般设备的37%，因其占地面积少，所以设备的安装周期较短。另外，GIS设备模块属于装配式设备，可以将其多个元件运输至变电站，进行自由拼装，因而施工较为便捷。

1.2 可靠性强

因为GIS设备元件为全封闭式，所以在设备运行时，外界的气候或空气湿度温度等因素不会对其造成影响。而且其接地性能好，变电站运行时所产生的电磁与辐射会被GIS设备的外壳屏蔽掉，不会受到干扰。另外，GIS设备要安装在固定预埋件上，所以具有较高的抗震性能。由于GIS设备能够遥控操作，具有电气与机械闭锁的功能，所以在对高压隔离开关进行开闭行为时，无需工作人员进入现场，安全性较高。

1.3 自动化运行效率高

因为GIS设备的性能良好，自动化运行水平较高，所以变电站能够实现无人值守或少人值守，有效地降低了有关人员的工作强度。另外，GIS设备的检修维修周期是8年，一般电气设备的检修周期是1年，因而减少了设备维修人员的工作量。相对于AIS设备，GIS具有更多的优势，GIS的占地面积小、运行稳定、维修工作量少且一次性投资多；而AIS的占地面积大、运行基本稳定、维修工作量多且一次性投资少。

二、电力系统中变电站GIS设备安装要点

2.1安装前的准备工作

为确保GIS设备的安装无误，必须要把握设备的设计和安装标准，并根据现场的实际情况制定科学详细的安装方案。与此同时，还需做好以下几项工作：①要求各施工小组熟悉安装图纸，对零部件的尺寸、安装部位等有一个明确的把控，避免实际安装过程中出现任何误差。②由施工项目负责人对现场的设备、机具的安全状态进行检查，完成施工场所的布置。在此期间，要重点检查组合电器、绝缘部件、紧固螺栓和母线的质量是否完好，并检测现场内的吊车、斗车等是否存在安全隐患，从多方面入手控制安全事故的发生。③要做好施工现场的清理工作，主要包括地沟、地坪等部位，并通过及时洒水达到防尘的效果。同时，工作人员需要严格控制导体的整个加工过程，避免空心体内的死角处留有残留物，为接下来的安装作业做好充足的准备。

2.2控制气室真空度

控制气室的真空度，主要是对气室内的水分、温度进行控制。为了保证GIS设备的绝缘性能良好，需要重点调控气室内SF6气体的温度，期间工作人员应借助专业的充注管道将SF6气体注入气室内部，同时还需要保证充气管路和设备的清洁度，连接部位无渗漏的情况发生。在此之后，应检测充气口的密封性，确保充气口完全处于密封状态。另外，在GIS设备的使用阶段，偶尔会出现断电所导致的泵油倒吸情况，针对这一问题，则要求工作人员在管路中安装好逆止阀，并安排专门的工作人员进行监管，以防实际运行中出现任何问题。与此同时，应按照GIS设备使用说明书上的相关要求来启用真空泵，将气室内气体的压强、温度控制在标准范围内。

2.3 基础支架的安装和模块拼装

对于基础支架的安装，工作人员首先要对支架的外观进行检查，观察是否存在破损、弯折等的质量问题，保证支架完全符合GIS设备的安装标准之后，再实施安装。另外，应检测固定螺栓的牢固性是否合格，螺栓的接地性能必须与支架的安装要求相符，并具备完整的防腐层。在进行模块拼装时，主要涉及断路器、电流互感器、隔离开关、阀门、SF6气体密度检测装置的安装，期间工作人员要按照设备的安装说明进行操作，避免出现遗漏或颠倒安装顺序的情况。在结束模块拼装后，要利用吸附剂将各设备和零部件中的水分清除出去，然后再安装可伸缩金属外壳，防止残留水分导致设备生锈或腐烂。

2.4 法兰和二次电缆的连接

在连接法兰的过程中，重点是密封面和“0”型面的处理。在具体的工作阶段，若密封面的表面有划伤，或者出现轻微的破损，那么可以利用磨砂纸进行磨光处理，之后完成表面的清理工作，再实施安装。而对于“0”型面的处理，同样需要保证表面的平整度和清洁度，安装时需要完全将“0”型圈压入密封槽当中，并确保压实的均匀性，以免影响到后续GIS设备的实用效果。在整个拼接过程中，要确保密封胶无移位的情况，法兰面的整洁程度也必须符合安装标准，否则很有可能出现不得不返工的情况。二次电缆在GIS设备运行中发挥着至关重要的作用，是变电站GIS设备不可缺少的组成部分。在进行二次电缆的连接时，必须保证变电站中各设备之间的信息互动性良好，原因在于二次电缆的连接方式主要是依靠信号传输和信号反馈，由此保证设备的正常运行。

三、电力系统中变电站GIS设备调试技术分析

3.1测试一次回路的直流电阻

为了对电力系统中变电站GIS设备内部各个连接头安装是否正确进行确定，保证连接部分接触的良好性，在变电站GIS设备安装工作结束后进行一次回路直流电阻测试，从而及时发现系统问题。采用直流压降法来对一次回路的直流电阻进行科学测试，测试发现，一次回路电压为100A，其误差小于百分之三。在测量过程中为了避免接线方式错误，及时对电流出线内侧电压进行了测试，从而确定了被测回路电压测量线的正确位置，从而最大限度避免了误差产生。根据出厂试验报告提供的各个模块直流电阻值，并依据实际测量范围，认真分析模块类型以及数量累加。将现场测量数据和实际累加值进行比较，同时得出：现场测量数据不应超过产品技术条件规定值的1.3倍。

3.2气密性试验

通过对GIS设备的气室、阀门、表计、法兰接口等部位的密封性进行检测，发现设备的安装工艺存在一定的问题，针对这方面对整个连接过程进行全面的分析和反思，由此设计出变电站GIS设备气密性定性检测试验方案。在实际的试验环节，首先向设备内部充气，再缓慢移动检漏探头，保证检漏探头完全顺延着设备的连接口匀速移动。在此过程中，一旦检漏探头检测出接口处存在气体泄漏的隐患或现象，会在第一时间发出警报，提醒工作人员针对该部位展开更详细的检测和观察。对于检漏探头的使用，要求工作人员将该检测仪器的移动速度控制在12mm/s。在实践中，为保证GIS设备在电力系统中切实发挥出作用，开展气密性试验是必要的，同时也要注意对气密性试验中的气体泄漏问题进行严格的控制，如可使用塑料薄膜包扎好捡漏部位，以避免气体外泄。

3.3微水含量测量

为了确保气体纯度以及绝缘性特征，需要及时对气体质量进行科学检测。使用微水测量仪来对各个气室内气体的微水含量作出测量，并规定电力系统变电站设备内部微水含量必须要达到以下要求：断路器安装后，气室不得大于150PPM，同时在运行中不得大于300PPM；其他气室，在修检之后不得大于250PPM，同时在运行不得大于500PPM，确保每个气室额定压力24h后才能进行测量。

3.4避雷器的检测

因为实际的自然状况的限制，无法通过避雷器对实际的真实雷电状况进行检测，可以采用人工加压的形式进行雷电电压的检测，这种形式的质量检查无法保证搬运过程中损伤的出现，因此在对实际的避雷针指示器观察的基础上，如果有相关的问题产生，需要及时处理、返修等。

3.5 电缆检测、远程控制以及联调检测

在完成设备安装之后，将GIS设备和电源电缆连接，之后通过电压完成试验测定，完成调试之后，根据实际的安装形式，对实际的调试环节进行控制，保证良好的内线连接形式，通过电流电压对远程调控的灵敏性进行判断，保证测试环节的次数维持在3次之内，之后对各个连锁的功能部件进行调试。

4. 有效控制GIS设备安装质量的方式

4.1安装环境工艺控制措施

在安装GIS变电设备的时候，会受到周围环境中水分和杂质的影响，所以，安装之前最重要的步骤之一就是控制安装设备周围的环境。在安装GIS变电设备的时候，要确保周围的环境中没有风沙以及雨雪，空气中的湿度也不能太高，至少要小于80%，同时，所使用的清洁剂、密封胶以及擦拭材料也得达到应用的标准。如果安装的环境是在户外，风速不宜过大，小于三级最好，在安装之前，要对安装的场地进行清洁，如果空气中有扬尘，则安装的环境就不符合要求。如果想要尽力的减少外界环境对安装过程的影响，就可以在安装之前对场地进行屏蔽。母管内膛作业时，一定要让专业的技术人员来进行，工作时要穿戴好帽子、口罩以及无扣连体工作服，要注意的是，作业人员要记录好所使用的工具，作业结束后，要对工具的数量进行清点，以防止工具遗落在内膛。完成内膛的工作之后，要用吸尘器对内膛及时的清理，防止质量较小的杂物留在其中。

4.2单元安装工艺控制措施

在固定好母管之后，将未安装的单元放在距离母管2000mm的地方，然后按照生产厂家的图示松开制动螺栓，然后再将两个对接法兰封盖打开，对接面要保证光滑，没有划痕以及其他缺陷；要保证支持绝缘子以及盆式绝缘子没有任何裂纹，也没有闪络的痕迹，内膛也不可以有细小的粉尘以及焊渣，导体以及其内壁也应该光滑，无尖端以及毛刺。

为了防止母管的自身重力造成其变形，就要在母管与出线套管连接前，为套管设置临时支撑。户外的湿度相对室内来说较大，且空气内有较多的灰尘，为了防止受到户外环境的影响，在接口前，接头应该使用胶纸封好。连接插件的触头要与插口正对，插入的深度要达到标准。在安装电压互感器之前，要进行交流耐压的试验，且避雷器的安装要在完成工频耐压工作之后进行。

4. 结束语

综上所述，GIS设备的正确安装与调试是保证电网能否顺利运行的重要前提。调试是对安装的进一步检测，通过对比调试数据与规定数据来判断安装是否正确。因此，安装工作人员必须在科学合理安装方案的指导下，做到细心、耐心地完成所有安装任务与调试任务，从而保证GIS设备能够顺利投入使用，以保证电网输出电力的有效性，从而减少安全隐患，方便人们生产生活。

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