浅析电力施工中变压器和GIS设备安装调试技术

苏州苏能集团有限公司新吴城工程分公司 吴 疆 徐 琮 章佳辰

某大型电力工程项目涉及建设一个新的变电站以满足城市不断增长的电力需求，其中包括安装两台500kV 变压器和一套GIS设备。对于变压器的安装调试，笔者所在施工团队先进行了详细的规划和准备工作，与电力设备制造商密切合作，确保基础施工符合变压器的尺寸和重量要求。同时安排了专业的吊装设备和团队，确保变压器的安全吊装。在安装过程中，按照制造商提供的图纸和标准进行了精确的位置摆放和接线。通过连接冷却系统，确保所有的接线牢固可靠。

GIS 设备的安装调试也是一个关键环节。施工团队根据设计图纸和设备要求，将GIS 设备进行布置和安装，并连接各个电气部件，确保所有的接线正确无误。在安装过程中，还进行了绝缘测试和耐压试验，以确保设备的绝缘性能和电气安全。本文对此次施工中变压器和GIS 设备安装调试技术进行总结以供参考。

1 变压器安装调试分析

1.1 变压器原理分析

变压器属于一种交流电转换的电气设备，通过对交流电压和交流电能的应用，将其转换成其他的交流电压电能，从而保持着一样的输出频率。在控制交流电压和交流电能的过程中，变压器磁芯尺寸从中发挥了较大的作用，具体表现形式可以分为以下两种。

一是根据磁芯所传递的能量，通过对能量的判断去选择合适的磁芯，具体内容见表1。

表1 电压输出功率与磁芯尺寸关系表

二是通过计算方式来完成，计算时需要完成对单绕组的设置，绕组添加后，其磁芯尺寸也需要相应增加，具体表现公式为：

其中，Ap 表示磁芯尺寸，Pout 变压器输出功率（W），dw 表示绕组导线截面 （cm2），Bmax 表示最大工作磁力密度（T），f 表示电压实际输出功率（Hz）。除对尺寸进行计算外，还需要对磁芯的气隙以及电压误差完成其计算，具体计算公式为：，其中：Lgap 表示磁芯气隙量，Lpri 表示时间（H），Lpk 表示开关工作频率（Hz），Ae 表示磁芯有效截面积（cm2）,Bmax表示磁芯实际重量（g）。

其中：BVsn%表示输出端电压误差精度（%），Vsn 表示相应输出电压值（V），Nsn 表示计算相应电压匝数（V）。在变压器的影响下，内部多设备会逐渐组合在一起，形成更加具体的电压系统，在实现远距离输电的同时，可不断减少线路损耗，提高其经济效益。为此需要通过合理的操作流程，使变压器安全稳定实现对电能的分配、传输及使用，具体操作流程包括：设备点件检查、变压器二次搬运、变压器稳装、附件安装、变压器吊芯检查及交接实验、送电前的检查、送电运行验收。

1.2 变压器就位及注油保护

变压器就位通常以吊装的方式进行。完成对变压器的吊装后，需要控制好变压器实际安装方向，保证变压器套管出线长度能够满足变压器功能需求，对于变压器尺寸范围也需要进行合理的选择。完成变压器的就位准备工作后，对变压器中心位置及出线方向进行调整，保证其满足实际功率需求。完成以上设计要求后，再利用其他固定设备将变压器固定好，防止变压器出现安装偏移的现象。

此外还需要对变压器气体安装高度进行调整，最少要有2%的调整高度，气体高度一旦上升，电力系统油箱内中的气体会逐渐流向继电器中，实现对变压器电能的转换。另外在变压器就位之前，为防止出现质量问题，需要仔细询问厂家所生产的变压器是否设置了倾斜度，如果变压器倾斜度调整效果较低，需要提前完成对钢轨的埋入，或者在变压器底部提高气体[1]。

当变压器就位后，不能直接对变压器进行安装调试，而是需要其进行注油保护处理，防止对变压器内部结构产生一定的影响。变压器就位后如果无法在短时间内快速完成安装处理，且需要防止电力变压器受潮现象的出现，需要在电力变压器内部注入一定量的“变压器油”，同时为达到良好的保护效果，需要特别重视对油面的控制，油面高度要超过铁芯的高度。或者在变压器内进行氮气处理，对氮气产生的压力进行良好控制。

1.3 套管安装

套管安装可分为两种：一种是低压套管安装，另一种是高压套管安装。低压套管安装需要将低压套管周围入孔盖进行卸除，之后在套管上安装好橡皮圈及压圈，其目的是防止套管表面出现严重的破损现象。之后将套管缓慢放入孔盖里，通过对低压绕组的引出，将电阻直接与套管顶端进行连接，从而完成对引出线位置的调整。设置时要求与箱壁保持一定的距离，后续再设置其套管压件，将其固定在箱盖顶部。在高压套管安装过程中，比较常用的是电容式套管形式，安装前，需要提前将套管周围临时盖板进行拆卸，拆卸完成后在原有基础上设置电流互感器及升高座。

盖板拆卸完成后需要完成对绝缘筒的设置，要求绝缘筒设置方向与高压套管安装保持一致，而电流互感器中放气位置与电流互感器升高位置应保持一致。最后在进行吊套的过程中，需要提前将套管顶部接线头和均压罩卸下，并在其周围设置密封垫和密封螺帽。另外，在安装时，要特别重视设备的应用，与电气安装之间形成更加紧密的配合。安装之前缓慢将引线放入套管内，当套管内影响下沉时，掉落到应力椎后，需要保护好应力锥，确保其直接进入套管内，逐渐减少应力锥的受力情况。而套管安装到指定位置后，需要将其直接与固定销进行连接，最终保持良好的安装效果[2]。

1.4 变压器调试

变压器调试可分为两部分。一是对变压器吊罩进行检查。现如今许多变压器生产商为确保电力变压器能够稳定运行，减少外部环境因素带来的影响，都会对其内部进行优化处理，而吊罩检查就是优化处理中的一部分。检查过程中主要对氮气排放进行检测，当变压器内部填充氮气且做好起吊处理后，会通过专门的压力进行释放，实现对油箱内部压力的完全释放，之后将变压器放置在空气中进行暴露处理，处理时间控制在10～15min 之间，经过空气暴露处理后，变压器内的氮气会不断进行扩散。如果变压器内注入大量的油，需要技术人员在进行处理的时，将变压器内产生的油全部排放干净，以此减少变压器芯部在空气中的暴露时间，在此过程中需要不断提高放油速度。

如某电力公司计划安装一座新的500kV 变电站，需对多台变压器进行调试，在安装过程中，施工人员需仔细连接变压器的低压侧和高压侧电缆，并确保接线牢固可靠。同时还需连接冷却系统，如油泵和散热器，以确保变压器正常运行。完成安装后需进行一系列的调试和测试，包括检查变压器的接地情况、测量绝缘电阻和调整保护装置等。这些测试确保了变压器在投运前的正常运行和安全性。

二是做好扣罩和注油处理工作，该工作内容也是变压器调试工作中的重要组成部分，完成对变压器的有效安装后，需要按照实际标准，对变压器进行不同程度的扣罩处理，并与吊罩之间保持着相同的状态，具体可用定位棒、螺钉等设备完成。在进行注油工作的过程中，可从下端的注油阀开始注入，注入高度要求与铁芯高度保持一致。另外在调试过程中，电压要满足相关条件。

2 GIS 设备安装调试

2.1 GIS 设备安装技术

GIS 设备安装技术通常包括两种。第一是法兰连接方式，当GIS 设备处于密封面和“0”型面两种情况时，如果设备表面出现比较明显的破损现象，需要利用相关工具对设备表面进行抛光处理，对设备密封面进行清洁处理，防止设备连接的不稳定性。而在“O”型面连接过程中，必须经过彻底的清洗才能完成连接，安装时将“0”型圈完全套入设备的表面。第二是做好气室抽气和充气的工作。一是将GIS 设备气室内原有的气体完全排放干净，使气室内能够始终处于真空的状态。通常来讲GIS 设备内包含了大量的电子模块，且每个模块有着专门的气室。因此当GIS 设备内模块连接完成形成一个整体后，需要立即开展抽气操作，使模块气室内能够长时间处于真空状态。二是向气室内注入大量的SF6气体，气体填充量在150～200kPa，当气室内气体全部为SF6气体后将进行捡漏工作，设置好一定的额定压力。设置额定电压时，除了将断路器模块设备填充到600kPa 后，其余模块断路器气室都将其填充到400kPa，并根据当前压力值的标准，将气室内的SF6气体全部填充到正常的标准范围。

2.2 GIS 设备调试内容分析

2.2.1 断路器特性及开关操作检测

在对断路器进行调试的过程中，可利用相关检测设备对断路器的辅助回路和控制回路电阻进行检测，如果电阻绝缘效果大于等于2，说明该GIS 设备断路器具有良好的绝缘效果。或者可根据断路器工作时间的相关规定来进行操作检测，具体规定如下：合闸时间≤60ms、合闸不同期≤5ms、分闸时间≤40ms、分闸不同期≤10ms。

在开关操作试验过程中，需要对零压器马达储能时间进行调整，在开展动作调整的过程中，可对零压器马达开关储能分闸时间进行调整，如果电流刀闸处于快速运动的状态，则需要对马达分闸时间调整到0.5h 左右。完成以上操作检测步骤后，再对操作结构中的机械性能进行全面检测，并且能够与电气性能进行充分比较，最终实现对零压器马达储能时间的调整。

2.2.2 一次回路直流电阻检测

该检测部分主要对GIS 设备内导体连接部分性能进行检测，检测内容包括连接头安装的稳定性、连接接触部分是否良好、是否能够满足额定载流要求，等等。这些检测内容都与GIS 设备是否能够稳定运行有着极大的关联，因此需要积极提高对其的重视程度。在一次回路直流电阻检测中，需要采用直流压降方式进行测量，在测量过程中需要着重考虑设备内出现多种不同的接线方式的情况，对接线过程中产生的误差进行测量，要求接线误差范围不得超过3%。

此外还需重视电压的实际测量，要求电压实际测量线能够放置到电流输出内侧，之后结合实际情况，对设备模块产生的直流电阻值进行设置，按照实际测量范围对模块类型数量进行添加。完成对直流电阻值的数据收集后，将测量得到的数据与实际累计数值进行比较分析，如果两者数据之间的差距较小，说明该GIS 设备技术条件处于正常合理的范围。

2.2.3 气体密度继电器检测

该部分检测内容主要对SF6气体继电器与压力之间的关系对比。在对比之前，需要对GIS 设备模块气室中的阀门、接头，以及法兰面接口进行全面检测，保证其良好的封闭性。检测过程中如果发现材料气密性出现比较严重的质量问题，可采用相关检漏仪设备对GIS 设备进行测验，对材料进行更换。当内部设备模块完成充气工作后，利用检漏仪设备将GIS 设备中的连接口进行封闭，将设备进行缓慢地移动，如果设备发出报警信号，说明GIS 设备内接口气体存在比较严重的泄漏现象，因此需要通过报警信号对设备气体泄漏情况进行判断，完成对GIS 设备的安装后，再对每个设备元件的密封程度进行全面检查。

3 结语

变电器与GIS 设备作为当前电力系统中的重要组成部分，其是否能稳定运行对电力系统产生重要影响，为此需要重视其安装调试工作，对设备表面及内部结构进行全面检查，减少其安装隐患，防止电力系统出现异常现象，同时重视对安装调试技术的创新，改善安装及调试流程，促进系统的安全运行。