变电所电气设备安装质量问题及改进措施探讨

福建天宇建筑技术工程有限公司 温贵锋

1 变电所建设安装工序

在变电所工程建设前，用户应委托有资质的设计单位遵照规范标准与用户的需求进行设备的设计选型，并根据工程所在地供电企业的规定与要求办理新增用电申请手续，待供电方案批准后，方可组织变电所的建设工作。

常规降压变电所建设安装工序为：先根据施工图纸配合土建进行线管敷设、预埋件预埋等基础施工，再进行电气设备安装、电力电缆敷设、回路接通、检查试验与调试等工作，最后通电试运行正常后投入运行。在变电所安装工序中电气设备安装最为重要，所内电气设备的安装包括降压变压器、高低压断路器、母线槽、成套配电柜、电力电缆及避雷器等设备安装。为了对电气设备的运行参数进行测量调整，控制、保护电气设备，变电所还需要安装有电压电流互感器、继电保护装置及电力监控系统等设备。这些设备结构功能、安装工序各不相同，安装质量要求严格，且各电气设备通过母线、电缆、导线等进行电气连接，若设备的安装连接质量出现问题，将直接影响变电所的安全运行[1]。

2 变电所电气设备安装过程质量问题

2.1 设备土建基础质量问题

设备安装时基础槽钢水平度不符合安装规范，造成柜体及硬母线对位连接困难；变压器基础预埋钢板下方存在空鼓，致使设备抗震性和吸音性差，投运后噪音加大；线管预埋时坡度不符要求、出口封堵不严密，导致电缆长期浸水，绝缘电阻下降，严重时雨水流入变电所电缆沟内造成设备故障损坏。另外在电缆敷设安装时，预留孔洞、电缆井等未按设计及现场实际设置，将会造成电缆敷设施工困难、加剧电缆磨损、动力电缆与控制电缆等不能分开敷设等问题，既留下质量安全隐患，又不利于后期运行维护。

变电所接地系统未按规范与设计要求施工。变电所的接地网上连接着全站高低压电气设备的接地线、电缆屏蔽接地、通信、计算机监控系统设备接地，以及变电站维护检修时的临时接地等。若接地系统施工质量不符合要求，如电缆沟内、电缆桥架接地线数量不符合设计要求、接地电阻不合格、接地干支线焊接质量差等问题，将直接影响设备安全运行。变电所接地电阻较大，在遭受雷击或发生接地故障时会造成地电位异常升高；如变电所接地网的网格设计不合理，则可能造成接地系统电位分布不均，局部电位超过规定安全值的情况，会给运行人员安全带来威胁，还可能因反击对电缆绝缘、低压或二次设备造成损坏，甚至使高压窜入控制保护系统与变电站监控系统，发生误动、拒动事故[2]。

2.2 干式变压器的温度控制系统安装质量问题

干式变压器的安全运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器的绕组绝缘。而绕组温度超过其绝缘耐受温度致使绝缘破坏，是变压器不能正常工作的主要原因之一。强迫风冷干式变压器温度控制系统安装时，风机出口风向不正确、绕组温度测值不准确与风机控制设置不正确将会造成变压器故障报警，甚至使用寿命缩短，因此干式变压器的温度控制系统安装质量是十分重要的。

2.3 高低压成套配电柜安装质量问题

高低压成套配电柜内部元件较多，在运输过程中出现不同程度的振动或者碰撞，有可能会造成操作机构松动、隔板与轨道变形、触头接触不良等问题；高低压成套配电柜安装时，操作机构调整不良会出现操作机构卡涩，触头接触不良将引起触头过热、电弧等情况。另配电柜内元器件端子接线松动，将会造成测值不准、控制断线、继电保护失效无法实现保护功能等问题。

2.4 设备电气连接工艺不规范问题

成套配电柜封闭母线对位连接时，特别是新旧柜母排安装连接时母排垂直和水平度不符要求、孔位不对、上下错位等，将造成母排受力、投运后噪音变大，严重时造成接头发热、电弧放电、母排烧毁等故障。另外，外部电缆接入配电柜时，电缆头制作不规范造成电缆头烧毁，接头接触不良引起接头发热等；以及继电保护及控制装置等二次设备导线连接时，接头处理不规范，接线端子处多根导线压接不牢等，会造成端子处火花放电、控制不可靠，严重时造成继电保护拒动，都会给设备安全可靠运行留下质量安全隐患。

2.5 继电保护定值实际计算问题

在设备调试投运前，继电保护定值计算过程中往往会遇到图纸资料与现场实际不符、资料不全、TA 变比与实际不符、线路长度与实际不符等情况；亦或是二次接线修改的图纸变更工作不及时等，都会导致在保护定值计算过程中计算不准确，造成继电保护无法有效保护电气设备。

3 变电所电气设备安装过程中的改进措施

3.1 设备土建基础质量问题改进措施

设备就位前应根据设备土建基础施工图纸及相关规范组织对土建基础进行验收，对线管预埋、基础型钢等预埋件进行隐蔽工程验收。基础型钢预埋安装允许偏差应符合规范要求，露出最终地面高度宜为10mm,但手车式柜体的基础型钢露出地面的高度应按产品技术说明书执行，基础型钢的两端与接地干线应焊接牢固；变压器基础钢板预埋时除应对钢板几何尺寸、位置、标高检查验收外，可在钢板上开透气孔，以使钢板与混凝土基础接触紧密，避免钢板下方存在空鼓现象，同时应控制混凝土浇筑质量，确保基础强度符合要求，避免设备振动、噪音超标的现象发生。

线管预埋前需认真核对设计敷设路径，明确定位桩，按设计开挖尺寸和长度划线或绷线进行土方开挖。在电缆排管敷设时，按设计要求进行沟底基层处理、管端口处理、包封、夯土回填。埋入地下的排管顶部至地面的距离应不小于以下数值：人行道为500mm；一般地区为700mm。在电缆排管直线距离超过50m 处、排管转弯处、分支处都要设置排管电缆井，排管通向电缆井应有不小于0.1%的坡度，以便管内的水流入电缆井内，电缆井应渗排水良好，避免电缆长期浸水。电缆自电缆沟引进隧道、工作井和建筑物时，要穿在管中，并将管口堵塞严密，防止水流入变电所内。同时应检查核对预留孔洞、电缆井等是否符合设计图纸与规范要求，并结合实际充分考虑施工及后期维护等问题，若设计预留孔洞、电缆井不符现场实际情况，或是存在加大电缆磨损、动力电缆与控制电缆等不能分开敷设等问题，应及时提出设计变更方案，避免留下质量安全隐患。

变电所的接地网施工时，接地体、接地干线、接地支线的型号规格、敷设安装、焊接工艺以及接地线的数量应符合设计图纸与规范要求，并及时做好隐蔽工程验收记录。接地扁钢搭接焊接时，其搭接长度为扁钢宽度的两倍，并有三个邻边施焊；若采用圆钢，其搭接长度为圆钢直径的6倍，并在两面施焊，焊接必须牢固无虚焊。若不宜焊接，可用螺栓连接，但应进行除锈处理。接地支线与电气设备接地点连接时，接头应采用接线端子螺栓连接，并用防松螺帽或防松垫片。

每个电气装置的接地应以单独的接地线与接地支线相连接，不得在一条接地线中串接几个需要接地的电气装置。在接地体施工结束后，应及时测量接地电阻，接地电阻应符合规范标准要求，电气设备独立接地体的接地电阻应小4Ω，共用接地体的接地电阻应小于1Ω。接地装置安装完毕后，应对各接地干线和支线的外露部分，以及电气设备的接地部分进行外观检查，检查各接地线的焊接或螺栓连接是否接牢，检查完后应在接地线的表面涂上绿黄颜色的防锈漆[3]。

3.2 干式变压器温度控制系统安装质量改进措施

干式变压器的温度控制系统控制原理为通过Pt100（铂电阻）或PTC（热敏电阻）采集变压器绕组及铁芯温度，温度的变化引起它们阻值的变化，温控器通过把该阻值信号转换成电压信号，再通过滤波、A/D 等电路和一系列算法算出它所反映的温度值。一方面通过面板显示其通道号及其温度值；另一方面通过逻辑算法，当该温度超过设定值时，发出相应的控制输出，指令风机启停、报警或跳闸等。变压器温度控制系统安装时，首先应根据产品技术说明书对风机通电试运转并确保其风向正确、运行正常。并对Pt100（铂电阻）或PTC（热敏电阻）、温控器显示值、控制值进行校验核对，确保测值准确、显示、控制正确。当耐压试验时，应注意取出温度传感器，防止高压击穿温度传感器，试验结束后及时将传感器归位。

3.3 高低压成套配电柜安装质量问题改进措施

高低压配电柜在运输过程中应做好保护，运到现场后，应组织开箱检查，检查设备有无变形、掉漆现象，仪表部件是否齐全，备品备件、说明书等有无缺损，并做好开箱验收记录。高低压配电柜安装时根据施工图的布置，按顺序将开关柜放在基础型钢上，成列柜体宜从中部开始向两边安装，柜体安装允许偏差应符合规范要求。柜体就位连接后，应根据配电柜出厂图纸对内部紧固件再次紧固及检查，尤其是开关触头处。

手车式高压开关柜、抽屉式低压开关柜还应对操作机构进行手动操作检查，确保手车、抽屉推拉灵活轻便，无卡阻、碰撞现象；手车、抽屉的机械联锁或电气联锁装置动作正确可靠，保证断路器分闸后，隔离触头才能分开；手车、抽屉与柜体间的接地触头接触紧密，当手车、抽屉推入时，手车、抽屉的接地触头比主触头先接触，拉出时接地触头应后断开；开关动触头与静触头的中心线一致，触头接触紧密，若存在不符质量验收要求问题，应及时配合厂家调整到位。还应根据设计与设备厂家图纸，对配电柜内元器件、二次接线回路进行逐台核对检查与接线端子紧固，使用500V 等级绝缘测试仪表进行绝缘测试，测试结果要求大于1MΩ。

3.4 设备电气连接工艺不规范改进措施

室内的变配电柜连接宜采用封闭母线，一般按照设计要求向设备厂家配套订制采购。新旧柜连接封闭母线订制前，须根据厂家要求精确测量母排尺寸与开孔位置，并绘制详细的施工草图或深化设计图，避免母线现场切割加工，影响安装质量。

封闭母线连接固定前应检查其外观无损伤、变形；母线搭接面或静触头应平整、镀层干净完整；端头封罩、螺栓、插接单元等部件齐全、分类清晰、标识明确。母线连接孔的位置及孔径的大小和数量都必须符合规定。螺孔间中心距离的误差，允许为±0.5mm，螺孔的直径不应大于螺栓直径1mm。母线连接时，应在保持清洁的接触面上涂以电力复合脂后，采用规定规格的螺栓固定牢固。当母线平置时，螺栓应由下向上穿，在其余情况下，螺母应置于维护侧，螺栓连接的母线两外侧均应有平垫圈，相邻螺栓垫圈间应有3mm 以上的净距，螺母侧应装有弹簧垫圈或锁紧螺母。母线的螺栓连接必须采用力矩扳手紧固，紧固力矩值符合产品技术说明书的要求。封闭母线连接后水平度和垂直度偏差不宜大于0.15%；动力母线全长最大偏差不宜大于20mm；照明母线全长水平最大偏差不应大于5mm,全长垂直最大偏差不应大于10mm。母线与设备连接前，封闭母线应可靠接地，对母线进行绝缘电阻的测试与耐压试验，低压母线绝缘电阻测试不得低于0.5MΩ；高压母线绝缘电阻测试不得低于20MΩ。

外部引入电缆与配电柜连接时，应先检查电缆绝缘状况，电气性能试验应符合规范标准。电缆终端头附件规格应与电缆一致，零部件应齐全无损伤，绝缘材料不得受潮，密封材料不得失效；电缆通过零序电流互感器时，接地点在互感器以下时，接地线应直接接地；接地点在互感器以上时，接地线应穿过互感器接地；电缆终端头和电缆接头制作必须连续进行，应绝缘良好、密封防潮，有机械保护等措施，确保电缆头制作质量满足规范要求。

二次设备应严格按施工接线图与工艺标准接线。线缆敷设前，应做电缆外观及电气导通检查，用兆欧表测量绝缘电阻，其电阻值不小于0.5MΩ。导线与元器件间采用螺栓连接、插接、焊接或压接等均应牢固可靠，元器件上不接线的端子螺丝也应拧紧；盘、柜内的导线不应有接头,导线芯线应无损伤；每个接线端子的每侧接线宜为1根,不得超过2根。对于插接式端子,不同截面的两根导线不得接在同一端子上；对于螺栓连接端子,当接两根导线时,中间应加平垫片。线路敷设完毕，应进行校验及标号，并再次做外观导通检查。

3.5 继电保护定值实际计算问题的改进措施

继电保护定值计算应首先做好基础资料的收集工作，提供资料单位应为其提供资料的正确性负责，定值计算人员应与设计人员、厂家技术人员、现场继保调试人员等加强沟通交流。针对不同的工程内容、不同的定值计算工作，提供计算所需资料清单列表，以便工程组织单位尽快提供全部资料。二次接线修改后的变更图纸应及时通知定值计算人员，确保定值计算符合现场实际。其次，应加强继电保护定值单的执行与管理工作，避免发生继电保护误整定与误投退的情况发生。

4 结语

针对变电所的电气设备安装过程中的质量问题，安装人员不仅需要重视电气设备进场检验及后期维护问题，严格遵守设备安装工序与工艺标准，而且需要不断加强完善安装过程的质量控制工作，预防电气设备故障、安全质量问题,为变电站安全稳定运行奠定基础。