550 kV GIS开关更换技术研究

吴浩，潘国跃，陈晓锦，蔡文发

（浙江省送变电工程公司，杭州310016）

电力施工

550 kV GIS开关更换技术研究

吴浩，潘国跃，陈晓锦，蔡文发

（浙江省送变电工程公司，杭州310016）

为了减少变电站技改工程中GIS气室的拆除数量，缩短停电时间，提出了一种更换GIS开关的技术方案，可在不拆除隔离开关、接地开关和快速接地开关的前提下更换开关。实践证明该方案是可行的，也能保证更换GIS开关的安全和质量。

GIS；断路器；工装；气室；更换

0 引言

近年来，GIS设备由于体积小、占地少、可靠性高、施工工期短和检修周期长等优点而得到普遍应用[1]。浙江省由拳变电站500 kV配电装置的主接线方式为3/2接线（见图1），一期采用河南平高东芝高压开关有限公司生产的550 kV GIS装置，断路器型号为GSR-500T2B型，双断口，采用液压操作机构，卧式布置。第四串中的5041开关（GCB）为无合闸电阻结构。由于输电网络变更，需要将一期5041开关更换为带合闸电阻的开关，以便利用合闸电阻限制其合闸过电压[2]。

由于该站是已经投运的变电站，且处于嘉兴电网的核心位置，一旦发生全站重、特大停电事故，将引起系统的较大波动，并有可能引发电网大面积停电事故。与新安装GIS开关相比，更换开关的停电作业工期短、危险系数高、施工技术难度大、工序复杂，也是浙江省500 kV变电站技改工程中首次碰到的施工任务。本文介绍更换5041开关的施工方案确定，以及拆除和安装过程，供相关工程技术人员参考。

图1 由拳变电站500 kV配电装置主接线

1 更换5041开关的技术方案

1.1 施工方案编制

（1）拆除方案1：按照新GIS设备安装流程的反顺序，先拆除500 kV正/副母线，再拆除DS（隔离开关）、ES（接地开关）、H-ES（快速接地开关），然后拆除TA（电流互感器），最后拆除开关。拆除气室时，除了要回收本气室的气体外，还要回收相邻气室的气体，以保证盆式绝缘子的安全。本拆除方案每相要拆除3个气室，相邻的气室有2个，其中1个是24.5 m正母气室，另1个是5042开关气室，抽真空及充气至少需要7天，停电的时间较长，施工人员的作业风险相对较小。

（2）拆除方案2：在不拆除隔离开关、接地开关、快速接地开关、电压互感器和500 kV正/副母线的前提下更换开关。本拆除方案每相只需拆除1个气室，每相有2个相邻的气室，每相抽真空及充气时间为2天，停电时间大大缩短。施工人员的作业风险较大。一般来说，更换GIS设备时，在条件允许的情况下，应尽量减少拆除气室的数量，因为拆除过程中容易损伤盆式绝缘子，使气室受潮、受尘[3]。权衡之下，决定采用方案2。

1.2 工装的设计

按照拆除方案2的要求，需要现场制作工装，用于支撑隔离开关、接地开关和快速接地开关。本工装主要包括主支撑、横向支撑、浮动支撑及起吊横梁。

主支撑主要由4个支架和4个调节螺栓组成，如图2所示。位于最上方的1个支架由4根主角钢、8根副角钢构成。其余3个支架也由4根主角钢、8根副角钢构成，但规格略小。

图2 主支撑

横向支撑由1根角钢和10个加强筋构成；浮动支撑由6根圆钢及1个千斤顶组成；千斤顶为5 t液压千斤顶。

起吊横梁为Φ100 mm的圆钢，拆除整体方案布置如图3所示。

2 更换5041开关的工程实施

2.1 拆除5041开关A相

工作开始前先核实停电范围，确认所涉及相关设备的状态。

随后用SF6回收装置对相关气室的气体进行回收。41-1和41-3气室气体回收至大气压，41-2气室回收至0.2 MPa，其它气室保持在额定压力0.55 MPa。

图3 拆除整体方案布置

在5041开关上方的2个闸刀气室（41-2和41-3气室）的中心位置安装浮动支撑（共9套），在上述2个闸刀气室之间安装主支撑（共3套）和横向支撑（共2套）。在5041开关A相气罐的4个吊耳上分别安装过渡板（见图3），加宽两侧尼龙吊套的间距，保证尼龙吊套在受力时不碰触TA、刀闸操作机构等。A相外侧（线路侧）绿化带先铺垫木，再铺上钢板，并确保垫实，其高度与GIS基础相同。50 t吊机停放在线路侧，吊机主臂打开后升至5041开关C相上方，操作吊机拆除相应的电缆桥架、护套及巡视平台。再将吊机主臂打开后升至5041开关A相上方，用吊车把GCB的A相吊紧，在即将紧线到位时严格控制吊机位置，以防发生意外。拆除地脚工字钢上的螺栓和接地线，拆下地脚工字钢；在GCB的支腿下安装工装移动平台（见图4）；拆解TA与DS，ES之间的连接件，拆解后用吊车缓缓落下GCB单元，拆除TA母线上的16个M16×65螺栓；移动A相GCB（往第4串出线间隔方向移出GCB），移动的距离不需要太长，只要露出足够拔出TA导体的空间即可，再拔出A相GCB的TA导体（见图5）；移动GCB A相，恢复之前的位置；拆解GCB与TA之间的连接件，用吊车将TA吊离GCB，拆除GCB法兰上的16个M16螺母；把拆下的TA用吊车落在地上待用。至此GCB A相拆解结束。

图4 安装工装移动平台

图5 拆除TA导体

2.2 安装5041开关A相

首先在A相外侧用吊机起吊新GCB单元A相至一定高度，在其支腿下安装工装移动平台；再用2台吊车分别吊起两侧的TA；移动新GCB A相至TA正下方，启动吊车把TA落在GCB上，安装TA。向右移动A相GCB单元一定距离，安装TA导体，安装完成后恢复GCB到之前的位置。使用吊车吊起新GCB单元，与DS及ES连接，再安装新GCB单元下支撑。至此GCB单元A相安装完成。

2.3 拆除及安装5041开关B相及C相

先拆除原C相GCB，再拆除原B相GCB，然后再安装新B相GCB，最后安装C相GCB。在拆除过程中，GCB往第4串主变压器间隔方向移出，原B，C相GCB本体分解方法同A相GCB；新B，C相GCB安装方法同新A相GCB；最后完成电缆桥架和巡视平台的安装。

3 结论

通过500 kV由拳变电站技改工程的实践，验证本文所述的更换550 kV GIS开关的技术方案是可行的，采用临时工装固定方式进行拆除，可在不拆除隔离开关、接地开关和快速接地开关的前提下更换开关，不仅减少了GIS气室的拆除数量，缩短了停电时间，也能保证GIS开关工作更换的安全和质量。

[1]金李鸣.550 kV GIS现场交流耐压试验和放电故障分析[J].浙江电力，2006，25（2）∶19-21.

[2]黎斌.GCB设计：合闸电阻及并联电容设计[J].高压电器技术，1993，20（4）∶14-20.

[3]黄涛，王广军，郭铁军.500 kV罐式断路器气体泄漏及盆式绝缘子放电原因分析[J].吉林电力，1997，39（3）：28-29.

（本文编辑：龚皓）

Research on the Replacement of Circuit Breaker in 550 kV GIS

WU Hao，PAN Guo-yue，CHEN Xiao-jing，CAI Wen-fa
（Zhejiang Electric Transmission&Transformation Engineering Corporation，Hangzhou 310016，China）

In order to reduce the removal of GIS air chamber in technical transformation of substations and time of outage，the paper proposes a technical proposal for replacement of circuit breaker in GIS，which enables circuit breaker replacement without removing the disconnector，grounding switch and high speed grounding switch.Itis practically proved thatthe proposal is workable and itcan also ensure safety of GIS replacementand the quality.

GIS；circuitbreaker；tooling；air chamber；replacement

TM505

：B

：1007-1881（2013）02-0070-03

2012-04-18

吴浩（1985－），男，浙江衢州人，硕士，主要从事变电工程施工技术管理。