220kV全户内GIS变电站建设管理要点探讨

220kV全户内GIS变电站建设管理要点探讨

欧碧茹

广东电网有限责任公司茂名供电局

摘要：本文结合220kV全户内GIS变电站结构特点，对220kV全户内GIS变电站建设技术与管理要点进行分析与探讨，以供同仁参考。

关键词：220kV全户内GIS变电站；结构特点；建设技术；管理要点

一、前言

220kV全户内GIS变电站的电气设备布置既要求紧凑，又要求满足电气设备与建筑物的电气安全距离。电缆层内各个电压等级的电缆排列紧凑，应合理安排，避免强电和弱电电缆混放的情况发生。户内变电站的建设还应与周围环境相适应，变电站周围如果是人口稠密的住宅区应考虑使用选用无风冷自然散热的变压器，以降低变压器运行时的噪音污染。开关设备大多采用以SF6 做绝缘气体全封闭式组合电气GIS。以一个规模为3台主变，8回220kV出线，16回110 kV出线的变电站为例，按常规二列式变电站设计，占地面积约为26082m2。而采用全户内GIS方案后，占地面积是6200m2，不到常规方案的四分之一。在征地困难的地方特别是寸土寸金的城区采用全户内GIS方案有着绝对的优势。下面就对220kV全户内GIS变电站结构特点和建设技术与管理要点进行分析与探讨，以供同仁参考。

二、220kV全户内GIS变电站结构特点

  220kV全户内GIS主要为一栋高约27m，分三层布置的配电楼。其中一层布置lOkV配电室、1OkV无功补偿设备及主变压器；在二层布置110kV GIS及lOkV无功补偿设备，二层半布置主控室及休息室等辅助功能房间；220kV GIS布置在三层；配电楼下方为3m高的电缆层，整个变电站的电缆均从电缆层引出至站外。

    在配电楼的一侧设置一个吊物孔，从一楼直通至三楼，GIS配电户内配置有行车，行车能从一层直接吊装GIS设备到GIS室。并配置载货电梯，用来运输保护柜等设备。整个站区布置按功能分区，结构紧凑，维护方便。

三、220kV全户内GIS变电站建设技术要点

（1）全户内GIS变电站安装注意土建与电气配合。全户内GIS变电站的并联式电抗器、电容器主变等设备均布置在户内，全户内变电站土建施工和电气安装的交叉点较多，应充分考虑土建专业和电气专业的配合问题。特别是土建设计应充分考虑到，电气设备的尺寸及运输路径问题，设备就位须经过的门框尺寸应略大于设备尺寸。分布在一层以上的重型电气设备，应充分考虑土建结构主次梁承重重量和分布位置以及安装中的运输途径问题，如设备吊装平台与设备就位位置距离较远且户内无行吊，就给设备就位造成很大的困难。主变压器上部出线套管用SF6气体绝缘金属套管与GIS设备连接，设备对接的误差范围较小，对设备就位精度和土建预留洞口标高和水平位置提出了较高的要求，主变上部的套管吊装主要依靠土建预埋吊钩，吊钩位置应符合设备吊装力学特性，且倒链吊装高度空间应满足施工要求。在施工工序方面，因电气设备在就位的过程中，很难避免与户内地面摩擦磕碰，损坏户内地坪，所以说最好设备就位后再做户内地坪。

（2）电缆安装技术要点。各电压等级的电缆均从电缆层引出站外。其中220kV电缆一般为2-4回，110kV电缆12-16回，lOkV电缆18-30回。根据电缆的回数，一般220kV电缆设置1条2.0mx2.0m的电缆沟，110kV电缆设置2条2.0mx1.5m的电缆沟，1OkV电缆设置2条1.2mx1.Om的电缆沟。电缆层内，lOkV及以上电压等级的电缆均采用地面支架敷设至电缆沟人口；低电压等级的电缆采用电缆桥架敷设，电缆桥架用膨胀螺栓和吊架固定在天花板上。为避免电缆受损，电缆敷设的弯曲半径不能小于电缆外径的20倍。另外电缆接头前应对电缆加热调直，有些施工人员在施工时，认为电缆没有弯曲就不加热，其实这个观点是不正确的。电缆应加热调直有两个原因：一是消除电缆内因放缆时扭曲而产生的机械应力；二是消除电缆投运后因绝缘热收缩而导致的尺寸变化。所以电缆接头前必须对电缆加热调直。最后，为了保证电缆可靠投运和安全运行，须对电缆进行交流耐压试验，检验电缆本体质量和电缆接头的安装质量。按照标准要求，试验电压为1.4U0时间为1h。现场试验时在电抗器顶端加装了均压罩，并在整个试验回路的连接导线外加装了半径为80mm的波纹管，从而增加了连接导线的线径。以减少谐振回路的损耗对试验回路的Q值的影响。利用变频谐振装置对电缆进行耐压试验大大降低了试验设备的容量，十分适合现场试验。同时利用变频谐振装置使其试验频率在一定范围内可调，试验电抗器通过串、并联组合，其电感也可调，大大增加了试验装置的灵活性、实用性。

（3）防雷接地技术要点。全户内GIS变电站的防雷在整站敷设一个主接地网，且围绕配电装置楼敷设环形接地装置，所有埋地金属管道均与主接地网连接。每层楼均在楼板内布置均压带，均压带与楼顶避雷带及主接地网连接，形成一个笼状结构。在GIS配电室、主控制室、继电器室、通信机房内敷设一圈环形接地母线，与均压带可靠连接，户内的接地线引接至环形接地母线上。GIS的接地点及预埋件均应和环形接地母线两点连接，GIS设备下面的钢筋也应焊接后与环形接地母线连接。考虑到变电站面积小及材料的耐腐蚀性要求，接地材料可采用铜排，接地网的连接采用放热焊接。根据要求，接地电阻需要做到0.5Ω以下，由于占地面积小，在土壤电阻率较大的地方很难做到。通常采用离子接地棒或接地深井作为降阻措施，有条件的地方还可以做外引地网，但外引地网的表面需做硬化处理，以免短路导致地网跨步电势和接触电势升高伤害到人。

四、220kV全户内GIS变电站建设施工管理要点
（1）加强设备、材料出厂和入场验收。对主变、220kV GIS、35kV GIS等关键设备安排专业技术人员参加设备出厂前的试验和验收；所有入场的设备和关键材料，根据电力行业标准进行100%的交接试验，保证设备、材料性能可靠，质量符合要求。杜绝了不合格物资进入施工现场，从工程质量的源头把好关。 
（2）严格合同管理。对施工单位的项目经理、工程技术人员、主要工种的特种作业人员及监理单位的总监和监理人员的资质进行严格核查，确保人员到位，管理水平、技术力量满足工程所需。对个别业务能力差、责任心不强的监理和施工人员，及时通知乙方单位予以更换，确保监理和施工技术人员满足要求，确保工程质量优良。 
（3）严格过程质量控制，针对220kV输变电线路工程作业点多、线长、时间跨度大的实际情况，2个项目组管理人员24小时盯在施工现场，随时跟踪现场每道工序的施工质量，组织监理、施工单位持续开展质量检查活动。督促参建各方及时解决现场质量问题，及时制止违反操作规范的质量行为。

五、结语

   总之，全户内GIS变电站建设占地面积小，结构紧凑，是城市内变电站建设的趋势。但由于全户内GIS变电站建筑的结构相对复杂，电缆敷设比较麻烦。因此，在全户内GIS变电站设计时就应考虑电缆通道，根据建筑的结构，电缆竖井设在建筑中部的柱子之间。电气设备吊装的吊物孔的位置要根据进站公路的位置调整，以便于GIS的运输和吊装。另外电气设备在安装时，就和土建工程配合施工，预留好位置，以便电气设备的安装不受影响；并加强安装过程的质量管理，保证项目建设质量。

参考文献

[1]电力工程设计手册-变电站设计[S]北京：中国电力出版社
[2]DL/T5352-2018 高压配电装置设计规范[S]北京：国家能源局
[3]DL/T5218-2012 220kV～750kV变电站设计技术规程[S]北京：国家能源局