220KV开关站GIS设备施工.doc

220KV开关站GIS设备施工技术1、 前言本施工技术编写以220KV变电所内GIS典型设计为蓝本进行技术总结，即云南某公司完善100kt/a电解铝220KV 变电整流所工程有252KV GIS组合电器12个间隔，即两回进线，5回供整流机组出线，2回供动力变压器出线，一个母联间隔及两个PT间隔。GIS采用的绝缘性能和灭弧性能的优异的六氟化硫（SF6）气体作为绝缘和灭弧介质，并将所有的高压电器元件密封在接地金属筒中，因此与传统敞开式配电装置相比，GIS 具有占地面积小、元件全部密封不受环境干扰、运行可靠性高、运行方便、检修周期长、维护工作量小、安装迅速、运行费用低、无电磁干扰等特点。GIS 技术成为本世纪高压电器的发展主流。2、 施工特点本技术工序完整、流程紧凑、用人和机械台班少，工期能够保证，与传统施工方法相比，省时省力，能够保证工期。并强调了在安装环节对设备的检查以及调试工作在安装的过程中实时进行，即在安装过程中就进行调整型操作实验。3、 适应范围适应于工矿企业中220KV电压等级及其以上的电压等级的开关站供电系统的进线及对220KV变电站内变压器的进线。4、 工艺原理本施工技术对GIS 安装、断路器安装、出线套筒安装、进出线PT、CT电气调试实验的施工步骤进行了程序化安排，对每个分项安装起始和结束控制在总体施工网络图的计划时间内，来进行施工进度和工程质量的控制。保证洁净度是GIS总装和现场安装过程中最首要的任务，密封性是GIS绝缘的关键，真空度的要求是总装和安装过程中的第三个控制因素，在进出线PT、CT安装程序强调了安装各环节对设备检查以及调试工作在安装过程中得实时进行，即在安装过程中进行调整型操作实验，安装结束后进行交接型实验。安装的总体顺序为依据GIS的设备特点和现场的位置情况，先进行GIS的基础支架安装，断路器安装、隔离开关、电流互感器、阀门、SF6气体密度监控器、吸附剂、可伸缩外壳这样一个流程来进行现场的一个组装。5、 施工工艺流程及操作要求 5.1施工准备5.1.1 熟悉安装图纸，了解安装位置，核对安装尺寸。5.1.2 土建工作已结束，土建预留埋件位置及尺寸、基础标高达到安装要求，并已办理验收交接签证。5.1.3 设备存放区域已准备妥当；5.1.4 现场清理工作，安装前户外存放设备应确保在恶劣天气下免受洪水、粉尘的污染。GIS安装时必须避免各种形式的污染，户外安装应有防尘、防潮措施，空气湿度80%。5.1.5工具设备，安装所需场所设备及工具准备齐全。5.2 安装前的检查5.2.1组合电器基础检查5.2.1.1 相邻基础埋件误差2mm,每间隔内部基础最高点和最低点在垂直方向上的误差小于5mm；5.2.1.2 相间标高误差5mm,同相标高误差2mm；5.2.1.3同相间x、y轴线误差1mm ；5.2.1.4相邻设备的基准相中心的纵向、轴向误差5mm。5.2.2 设备开箱检查5.2.2.1开箱检查完毕写出检查既要备查；5.2.2.2 核对GIS型号符合设计要求；5.2.2.3 GIS各部件、备件及专用工具应齐全无锈蚀和损伤变形；5.2.2.4 瓷件表面光滑，无裂纹，铸件无砂眼。5.3 GIS设备检查5.3.1 组合元件及附件，齐全，无损伤、锈蚀。5.3.2 绝缘部件清洁，无受潮、无变形。5.3.3元件接线端子及载流部分光洁、无锈蚀。5.3.4紧固螺栓齐全，无松动。5.3.5接地引线五锈蚀、损伤，且接地引线型号、规格等符合设计要求。5.3.6母线及气室筒内壁平整，无毛刺及无油污。5.3.7 SF6气体充注前检查5.3.7.1 充气前充气设备及管路检查，洁净，无水分、油污。5.3.7.2 充气前断路器内部真空度，符合制造厂规定。5.3.7.3密度继电器，报警、闭锁压力值按制造厂规定整定。5.3.7.4 SF6气体含水量，断路器室：150ppm（体积比） 其它元件：250ppm（体积比）.5.4 GIS设备安装5.4.1 GIS基础支架安装5.4.1.1支架外光检查，无机械损伤；5.4.1.2支架安装，固定螺栓牢固、接地良好、防腐层完整，安装时，按基础图确定好位置。5.4.2 断路器安装5.4.2.1 断路器为户外运行，单压吹气式、单断口、SF6气体绝缘。5.4.2.2每级配用一台液压碟簧操动机构，可单极操作，也可三级电气联动操作。5.4.2.3 断路器能实现远方、就地的单相或三相合分及自动重合闸等操作。5.4.2.4 断路器在GIS的主母线及母线隔离开关就位后，再安装断路器。5.4.3 断路器安装顺序 用起重机将断路器吊起，并缓慢向CT移动，待确认三相导体均已正确插入断路器的梅花触头且O型圈正确装入密封槽内后，使断路器的侧口法兰与CT内屏蔽法兰靠上，并用螺栓联接，将机构箱固定在底架之上。5.4.4隔离开关安装5.4.4.1隔离开关由三个标准装配单元组成，并且配有一台气动、电动或弹簧操动机构。5.4.4.2隔离开关的所有带电部件（如动、静触头等）均安装在金属壳体中，隔离开关具有一套分、合闸装置，由气动、电动或弹簧操动机构进行操作。5.4.4.3装在壳体中隔离开关动触头是经过绝缘棒及密封轴伸出来经过连接机构与操动机构连接，每一壳体中充有一定压力的SF6气体，在采用气动操动机构时，操作用气与断路器及接地开关用的压缩空气来自同一气源。5.4.5 电流互感器安装5.4.5.1电流互感器是环形铁芯型变换器，铁芯之间在电和磁方面是绝缘的。5.4.5.2电流互感器的变比可通过第二个绕组的不同分接头得到。5.4.5.3电流互感器专门用于电流的保护和测量，该元件的任何其他使用都是禁止的，也不符合其目的。5.4.5.4电流互感器切勿在打开二次绕组的情况下操作，这样会引起导致飞弧的高空载电压，不使用铁芯的绕组必须短路。 5.4.5.5因为是纯静态元件，电流互感器不需要任何维修。5.4.6 阀门安装 阀门用于SF6气体填充、清空和隔间的充满，以及检查气体的质量（湿度、酸度、纯度等）5.4.7 SF6气体密度监控器安装 SF6气体密度监控器采用表计合一的结构，表计内部装双金属片进行温度补偿，能直观监视气压变化（-20 60范围内，误差为2.5%，可以不必修正环境温度对SF6气压影响，直接充入额定气压的SF6气体）。5.4.8 吸附剂5.4.8.1吸附剂用于去除SF6和其分解气态产物中的水分。5.4.8.2吸附剂在存储期间须加外包装，以免存储时吸收水分。5.4.8.3吸附剂必须在每次打开SF6气体外壳后予以更换。5.4.9可伸缩外壳 伸缩节可以吸收因温度变化及结构和安装误差引起的导体应力变化。正常情况下，伸缩节的寿命达到伸缩节循环次数为10000次，伸缩节沿轴内的伸缩范围（水平：5mm/m ,垂直：3mm/m ）。5.5 GIS中SF6气体5.5.1隔室 其外壳充填SF6气体的GIS分成几个气体密封隔室。这样安排有几个好处：a. 如果电站，一个单元间隔要更改或一个部件要取代，整个电站不需要排气，不受影响的气室可以保持在SF6的压力下，电站的一部分可以保持供电。b. 万一SF6泄漏，只有一个气室受影响，并且泄漏能很方便地被检测出。每个隔室都备有一个压力开关。c. 一般的内部故障不会影响到相邻的气室。5.5.2 SF6压力5.5.2.1 国际单位：帕斯卡：帕。实用单位：兆帕。5.5.2.2用于GIS的SF6气体压力：0.5兆帕。5.5.2.3用于断路器的SF6气体压力：0.6兆帕。5.5.2.4最小运行表压断路器气室0.5MPa，其余为0.4MPa.5.6 GIS导线连接及接地5.6.1 导线连接5.6.1.1 用钢丝刷将接线板的接触面刷出金属光亮并略微打毛，清理干净，薄薄涂一层导电膏；5.6.1.2 螺栓紧固可靠，力矩符合要求；5.6.1.3导线连接后不应使端子受额外应力；5.6.1.4设备线夹和充气套管上部端子连接时放在端子的上方，和下部端子连接时放在端子的下方。5.6.2接地5.6.2.1 GIS基础应与主接地网可靠连接，焊接与螺接点施工严格按照图纸及有关规范进行。5.6.2.2 设备的接地线按设计要求和接地网可靠连接，接地必须可靠，接触良好。接地线接触面应清洁，并涂有导电膏。GIS设备接地线必须保证其连续性、完整性。5.7 GIS气体检查调整5.7.1 GIS系统SF6气体的微水检测 设备安装前、安装过程中及安装后都需要测试SF6气体的含水量。若任何过程中测试的SF6含水量超过规范标准及设备厂家技术要求，都需对SF6气体进行处理，处理合格后方可进行下一道工序施工。SF6气体的含水量的测试及处理工作应由专业人员进行。5.7.2 充入SF6气体，GIS充气由厂家技术人员在现场指导；5.7.2.1 抽真空至133Pa以后，让真空泵继续运转30min以上，以减少壳体内的潮气；5.7.2.2 抽完真空后，关闭供气阀门，测量气体间隔的真空度；放置4h后的真空度不得超过133Pa；如真空度下降133Pa以上，要重新抽真空到133Pa以下，并继续抽真空30min，然后重复真空泄漏检查，以确定是否存在有漏气点还是存在水分。5.7.2.3壳体内充SF6气体至额定气压，检查密度继电器界值开关。5.7.2.4 稳定12h后，检查间隔内压力。5.7.2.5 检查现场组件的密封性。5.7.2.6 稳定3-8天后，测量SF6的湿度。5.7.3 SF6气体泄漏试验在装配现场用塑料薄膜将壳体上法兰连接部位包封起来，充入额定压力SF6气体搁置4h以上，用SF6检测仪测量包容区内SF6含量。5.7.4 SF6含水量检查5.7.4.1 新鲜SF6气体中含水量标准要求应不大于15ppm（重量比）（相当于体积比为120ppm）.5.7.4.2 设备内SF6气体的含水量应在气体充入48h后进行测量。5.7.4.3 判定标准：断路器气室：应小于150ppm（V/V）;其它气室：应小于250ppm（V/V）.5.7.5 开关设备操作的检查5.7.5.1用肉眼检查隔离开关和接地开关的完整性：运动处的标记、位置指示器。5.7.5.2只能用填充了额定相对压力的SF6气体的开关设备对断路器进行操作。5.7.5.3 检查铭牌上速率是否与图纸上一致。5.7.5.4 通过电流互感器二次终端对地之间持续1min施加200V，来检查绝缘程度。5.7.5.5检查电压互感器一次绕组对地、一次绕组对二次绕组和二次绕组对地的绝缘电阻。5.8 GIS实验 GIS实验包括元件实验、主回路电阻测量、SF6气体微小含量和检漏实验以及交流耐压实验等。5.8.1 主回路电阻实验 GIS 各元件安装完成后，一般在抽正空充SF6气体之前进行主回路的电阻测量。测量主回路电阻，可以检查主回路中联结和触头接触情况，应采用直流降压测量，测试电流小于100A。若GIS有进出线套管，可利用进出线套管注入测量电流进行测量。若GIS接地开关导电杆外壳绝缘，引到金属外壳外部以后再接地，测量时可将活动接地片打开，利用回路上得两组接地开关导电杆关合到测量回路上进行测量。若接地开关导电杆与外壳不能绝缘分隔时，可先测量导体与外壳的并联电阻R0和外壳的直流电阻R1，然后换算回路电阻R。 基于直流压降时，可采用直流电源、分流器和毫伏表测量回路电阻，也可采用回路电阻测量仪来进行测量。二者基本原理一致，测量时应注意接线的方式带来的误差，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。 在GIS母线较长间隔较多，并且有多路进出线的情况下，应尽可能分段测量，以便有效地找到缺陷的部位。现场测量的数据应与出厂实验数据比较，当被测回路各相长度相同时，测得的各相数据应相同或接近。5.8.2 GIS现场交流耐压实验5.8.2.1 被试品要求 GIS应完全安装好，SF6气体充气到额定密度，已完成主回路电阻测量、各元件实验以及SF6气体微水含量和检漏实验。所有电流互感器二次绕组断路接地，电压互感器二次绕组并接地。 交流耐压实验前，应将下列设备和GIS隔离开来： a 高压电缆和架空线 b 电力变压器和大多数电磁式电压互感器（若采用调频式串联谐振耐压实验装置，实验回路经频率计算不会引起磁饱和，且耐压标准一样，也可以与主回路一起做耐压） c 避雷器和保护火花间隙5.8.2.2 实验电压的加压方法 实验电压应施加到每相导体和外壳之间，每次一相，其它非试相的导体应与接地外壳相连，实验电压一般由进出线套管加进去，实验过程中应使GIS每个部件都至少施加一次实验电压，同时，为避免在同一部位多次承受电压而导致绝缘老化，实验电压应尽能分别由几个部位施加。5.8.2.3 交流耐压 a 主回路工频1min耐压试验 为了防止安装上的失误，确保GIS安全运行，设备安装完毕后，主回路（对地和断口间）的工频电压试验，耐受试验电压为0.8460KV、1min 。 b二次回路工频2KV 1min耐压试验 控制回路和辅助回路对地应进行工频电压试验，耐受试验电压为2kv 、1min 。6 材料与设备6.