500 kV变电站紧凑型组合式高压开关的安装

王 凯,田小文

(山西省送变电工程公司,山西太原 030006)

500 kV变电站紧凑型组合式高压开关的安装

王 凯,田小文

(山西省送变电工程公司,山西太原 030006)

结合山西省第一座500 kV变电站紧凑型组合式高压开关设备的建设,分析了500 kV紧凑型组合式高压开关的结构和技术特点。针对紧凑型组合式高压开关 产品紧凑、小型化、占地少 ,技术性能优越,适用性强的特点,现场安装明显缩短了各设备间连接线距离,节省了各设备的布置尺寸。试验结果表明具有较好的经济效益和社会效益,具有很好的推广价值。

紧凑型组合式高压开关;结构;安装;试验

0 引言

阳泉500 kV变电站新建工程500 kV配电装置的接线方式为一个半断路器接线,设备采用新东北电气 (沈阳)高压开关有限公司的紧凑型组合式高压开关设备HGIS(Half Gas Insulator Switch)型组合电器,工程本期4出线2组变压器,装设1个完整串和 4个不完整串。到目前为止,阳泉500 kV变电站是山西唯一一个500 kV设备选型采用HGIS的变电站。HGIS的使用,使变电站的占地面积缩小了,配电装置更为整齐简洁,大大缩短了施工周期,同时,也减少了运行维护的工作量,取得了较好的经济效益和社会效益。

1 HGIS的结构特点和优点

HGIS将高压元件高度集成 ,使高压开关设备更加紧凑。

1.1 HGIS的结构特点

HGIS的结构与全金属封闭组合电器G IS(Gas Insulator Switch)的结构基本相同,但它不含母线,是由断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关、电流互感器等元件组成,可按不同的主接线及平面布置的要求将有关元件联成一体,并封闭于金属壳体内,充SF6气体绝缘组成的封闭组合电器。它与敞开式开关设备相比,把高压设备集成为一个模块,节省了占地面积,提高了设备可靠性;与GIS设备相比,省略了封闭母线,节省了投资费用[1]。

1.2 HGIS的主要优点

HGIS使变电站高压设备布置更加合理,安装、调试简便,运行可靠。

1.2.1 HGIS的可靠性高

与敞开设备相比,HGIS主要设备全部密封在SF6气室内,运行时不受外界气象条件影响,抗地震、耐污能力很强;检修周期长,可以实现少(免)维护;从使用性能方面考虑,具有GIS的主要优点。而HGIS的密封环节比GIS少很多,密封系统的泄漏机率小,维护更简单。阳泉地区污染比较严重,应用HGIS更能够充分发挥它的可靠性高的优点[2]。

1.2.2 HGIS比常规设备占地面积少

HGIS设备能够实现变电站的小型化、紧凑化,减少占地面积,相对于GIS设备,它的占地面积相对大些,但是GIS造价过高,另外还存在GIS设备与多回架空出线配合需要加长母线长度,扩建和预留不便等问题,而采用HGIS则是解决这些问题较好方案之一[2]。

1.2.3 HGIS安装方便

HGIS设备采用模块化设计理念,其每个气室单元均在工厂组装、调试、密封,现场安装工作量较小,而且土建基础简单,现场安装方便。

2 HGIS的现场安装和试验

阳泉500 kV变电站的HGIS设备采用叠放方式,从下到上按叠放次序依次为:断路器、电流互感器、隔离开关。本工程HGIS封闭式组合电器没有封闭式母线,母线位于户外,从管母线引至套管相连接。断路器采用ABB的液压弹簧机构,它将金属弹簧机械储能的优点与液体的力的传送和能量转换优点相结合,具有极好地抗磨损性和高质量的液压缓冲系统。同时HGIS采用新型全六氟化硫密封三工位隔离/接地开关,并且使用新型触指,使隔离开关与接地开关结构合二为一,动触头公用,变直动操作为转动,且公用一个操动机构,从而解决了隔离开关经常出现的诸多问题。

2.1 HGIS现场安装

a)对土建基础进行认真复核,保证标高控制在3mm之内,然后用墨斗标出断路器中线,由于电流互感器和断路器叠放,为保证断路器准确就位,还需根据断路器中线标出电流互感器中线,将横纵轴线标示清晰。

b)设备到货后,将断路器按厂家编号和施工图纸,确定其应在位置,并按所标出的中线进行就位。断路器就位后,调整其水平高度,并用厂家提供的专用调整垫片进行调整,保证断路器就位的精确性。

c)由于HGIS设备安装过程需要防尘防潮,故施工尽量在无风干燥的天气,并采取有效的防尘防潮措施。在断路器就位之后,设备组装之前,将所安装间隔的基础周围用塑料布组建起环形的围墙,遮挡风尘。不得在围墙内从事其他施工。

d)阳泉500 kV变电站HGIS设备电流互感器和隔离开关都是叠放于断路器之上,故安装时先将电流互感器正立于地面,打开密封盖用酒精、丙酮清洁后,将隔离开关吊起 (横跨两个断路器的隔离开关,需要在事先焊制好的铁架上进行对接、组装后整体吊起)与电流互感器相连接。为保证与断路器顺利对接,需要将组装好的隔离开关和电流互感器,一端用较长的尼龙吊带挂于吊钩上,另一端用较短的尼龙吊带和3 t倒链连接并挂于吊钩上,通过对倒链的长短调整来平衡所吊起的设备。在隔离开关的中间也用倒链和吊带固定于吊钩之上,用于调整竖直方向的平衡。在调整好平衡后,将连接好的电流互感器和隔离开关与断路器进行对接固定(安装跨越两个断路器的 “大跨桥”时,须通过倒链的调整使得两个电流互感器有一定的高度差,以保证与断路器的顺利对接)。组装设备套管支架和检修平台,最后将套管与套管底架组装好后,通过导向杆吊装入位,套管支架与套管底架相连接并固定。在设备组装过程中,每一个密封盖打开后,都必须用酒精、丙酮对其内部认真清洁处理,处理完尚不对接的口要用塑料袋进行密封。螺栓紧固时达到厂家提供的力矩值。

e)安装完毕后对各个气室更换干燥后的分子塞,再进行抽真空。抽真空时需按两次进行,第一次抽真空时将气室真空度抽到40 Pa时停止,静置12 h后真空度变化在10 Pa内,然后继续再抽达到厂家要求为止,否则对接触面重新处理。

f)将试验合格的SF6气体注入气室,检漏合格后进行常规试验和耐压试验,进行传动前将设备按厂家要求用其所提供的膨胀螺栓进行钻孔固定。按厂家要求通过注油阀对法兰面进行硅胶的注入。

2.2 HGIS的现场试验

在现场安装完毕并充气额定压力后,进行现场试验。主要是为了检测在运输过程中可能出现的损伤、腐蚀等,在安装过程中可能出现的受潮、污染和安装错误等;保证设备可靠运行,同时为以后的运行维护提供基本数据以便在运行中检测和对比。现场试验主要包括:表面检查,SF6气体的泄漏、微水测量和纯度试验,主、辅回路的耐压试验,主回路电阻、绝缘电阻测量,各元件的相关试验等[3]。

a)设备在组装后按最终图纸和技术文件进行检查,包括:HGIS是否正确组装,铭牌资料是否正确,有无表面损伤,接地连线是否牢固可靠,螺栓是否紧固,二次接线正确等。

b)充气48 h后测量SF6气体的含水量,断路器气室应小于150×10-6,其他气室应小于250×10-6。用灵敏度不低于1×10-6(体积比)的气体检漏仪,检查现场所有连接气管是否有SF6气体泄漏。

c)对主回路进行工频耐压试验,能够及时发现SF6气体受潮、污物、自由金属微粒子引起的绝缘击穿。试验应在整体组装后的HGIS上进行,应在主回路对地间施加试验电压。

d)对主回路电阻测量,可以判断导电部件的接触面是否接触良好;绝缘电阻测量,可以判断绝缘是否足够。

e)断路器的试验有机械操作试验,检查操作时有无异常情况,断路器分合闸时间、速度满足有关规程、规范和技术文件要求;储能系统试验,分合闸回路检查,保证断路器可靠动作。

f)隔离开关、接地开关主要进行机械操作试验,保证可靠动作。

g)对电流互感器主要进行极性试验,二次绕组电阻测量,变比试验以及磁化特性试验。

h)二次回路检查,保证各信号正确,远方操作正确、可靠。

当按规定所有试验合格后,设备可以投入运行。

3 结束语

500 kV HGIS技术成熟、安全可靠;结构紧凑,占地面积小;土建基础处理和电气安装简单、方便;维护工作量少;试验项目与GIS差异不大。在经济不断发展,土地资源日趋减少,供电形势紧张的大环境下,应用HGIS取得了较好的经济效益和社会效益。

[1] 黎斌.SF6高压电器设计 [M].北京:机械工业出版社,1998:22-37.

[2] 李建基.高压开关设备实用技术 [M].北京:中国电力出版社,2002:103-109.

[3] 陈伟根.电气设备绝缘的状态检修技术 [M].北京:中国电力出版社,2003:117-135.

The Installation of HGIS in 500 kV Substation

WANG Kai,TIAN Xiao-wen
(Shanxi Electric Power Transm ission and Transforming Company,Taiyuan,Shanxi 030006,China)

Based on the construction of HGIS equipment in the first 500 kV substation in Shanxi,the structure and techniques of 500 kV HGIS areanalysed.Since HGISp rocesses the features of com pact,space-saving,optimized techniques performance and higher app lication,the connecting distance betw een equipment is obviously shortened.The resu lt of the experiment show s it is beneficial econom ically and socially,thus,it isw orth extending.

HGIS;structure;installation;experiment

TM 595

B

1671-0320(2010)03-0012-03

2009-12-28,

2010-04-13

王 凯 (1973-),男,山西临猗人,1993年毕业于太原电力高等专科学校发配电专业,工程师,从事变电站安装与调试施工技术管理工作;

田小文 (1971-),男,山西朔州人,1995年毕业于上海交通大学继电保护专业,工程师,从事变电站安装与调试施工技术管理工作。