陳敏強(qiáng)

摘 要： 本文主要針對220kV變電站中GIS設(shè)備的應(yīng)用與安裝進(jìn)行研究，首先介紹GIS設(shè)備的基本構(gòu)成和基本特征。自此基礎(chǔ)上指出GIS設(shè)備安裝調(diào)試要點(diǎn)。

關(guān)鍵詞： GIS設(shè)備；安裝調(diào)試；變電站

社會(huì)發(fā)展城市化進(jìn)程加快以及生活水平的提高，電力資源需求提高導(dǎo)致電力供應(yīng)壓力進(jìn)一步提高。變電站等基礎(chǔ)電力設(shè)施的安裝、調(diào)試與建設(shè)也成為當(dāng)前電力行業(yè)發(fā)展重點(diǎn)，其建設(shè)質(zhì)量直接決定了電力供應(yīng)可靠性。面對傳統(tǒng)變電站占地面積大、資源浪費(fèi)問題突出的情況，引入GIS設(shè)備提高變電站設(shè)備裝配緊密性，最大限度的降低變電站占地面積具有重要意義。而且在變電站使用GIS設(shè)備，還能夠提高變電站設(shè)備適應(yīng)性、運(yùn)行安全性與穩(wěn)定性。GIS設(shè)備自身使用壽命較長，而且故障率較低，在電網(wǎng)建設(shè)以及變電站建設(shè)中具有廣闊應(yīng)用前景。

1.GIS設(shè)備概述

1.1GIS設(shè)備組成

圖1 GIS設(shè)備結(jié)構(gòu)圖

GIS（GAS insulated SWITCHGEAR）屬于一種新型高壓電氣設(shè)備，又被稱作是氣體絕緣全封閉組合電器。如圖所示，由斷路器、互感器、避雷器、接地開關(guān)、隔離開關(guān)以及連接件等基本電器元件組成，將電器元件組合封裝在金屬接地外殼中，在封裝器內(nèi)部沖加SF6絕緣氣體，所以GIS設(shè)備往往又被稱作SF6全封閉組合電器。GIS設(shè)備的可靠性更高，和常規(guī)電氣設(shè)備相比故障率降低了60%-80%，這樣大大降低了其維護(hù)工作量。由于GIS設(shè)備本身的特點(diǎn)也導(dǎo)致其具有自身缺點(diǎn)，比如SF6氣體泄漏、絕緣子老化以及水分滲入等問題均可能導(dǎo)致GIS閃絡(luò)故障問題。另外GIS還屬于全密封結(jié)構(gòu)，這也直接導(dǎo)致其檢修更加困難，檢修耗費(fèi)的時(shí)間以及資源增加，檢修過程也為用戶用電造成直接影響。

2.GIS設(shè)備特性分析

2.1小型化結(jié)構(gòu)

GIS設(shè)備是在傳統(tǒng)設(shè)備改革基礎(chǔ)上得到的，將大量電子元器件進(jìn)行聯(lián)結(jié)結(jié)成，并封裝在一個(gè)密閉盒子中。大量元器件的聯(lián)結(jié)集成降低了GIS設(shè)備占據(jù)的空間。就該裝置而言，體積相對較小，而且占地面積小，這樣大大節(jié)約了資源，也降低了變電站對土地資源的過度需求。

2.2安全性及可靠性

GIS設(shè)備中的所有元器件均封裝在充滿SF6保護(hù)氣的金屬殼中，使得GIS設(shè)備具有良好的絕緣性以及斷路器滅弧能力。這樣對檢修人員檢修工作的進(jìn)行提供了重要保障，而且GIS低故障率的特征，也極大降低了工作人員的工作量。

2.3良好的環(huán)境耐受力

傳統(tǒng)變電站電氣設(shè)備會(huì)受到環(huán)境以及天氣等因素的影響，尤其是設(shè)備運(yùn)行期間受到影響可能直接出現(xiàn)故障。而GIS設(shè)備將元器件集成封裝在金屬殼中之后，將電器設(shè)備和外界環(huán)境隔離開來，并利用SF6保護(hù)氣進(jìn)行保護(hù)，提高其環(huán)境耐受力。

2.4安裝周期短

在GIS設(shè)備的生產(chǎn)過程中就完成二次電纜的配置調(diào)試，將客戶需求的各電器元件進(jìn)行組合封裝集成，在沖入SF6氣體之后需要對整個(gè)設(shè)備含水量以及密封性進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，保證其滿足生產(chǎn)配置需求，完成所有質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)檢測實(shí)驗(yàn)合格之后，以整機(jī)的狀態(tài)出廠。在施工現(xiàn)場得到GIS設(shè)備之后，工作人員可以直接進(jìn)行間隔對接，需要極少的工作人員即可實(shí)現(xiàn)，而且需要的時(shí)間較少，提高施工周期可控性。

3.220 kV變電站施工中GIS設(shè)備的安裝調(diào)試

3.1安裝前的準(zhǔn)備工作

（1）首先在進(jìn)行GIS設(shè)備安裝之前，必須詳細(xì)了解GIS設(shè)備的詳細(xì)情況以及施工現(xiàn)場的施工條件。即對GIS設(shè)備的設(shè)計(jì)圖紙、技術(shù)資料等詳細(xì)GIS設(shè)備信息進(jìn)行了解，在此基礎(chǔ)上明確施工要求以及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。另外還需要勘查施工現(xiàn)場的環(huán)境和條件，最終確定GIS設(shè)備的安裝標(biāo)準(zhǔn)以及質(zhì)量等級(jí)。

（2）在第一步準(zhǔn)備工作的基礎(chǔ)上進(jìn)行總結(jié)形成符合實(shí)際工程實(shí)施的作業(yè)指導(dǎo)。在其中細(xì)化施工設(shè)備、工藝、質(zhì)量等要素，這些要素要保證科學(xué)性和準(zhǔn)確性。在實(shí)際施工中，需要按照作業(yè)指導(dǎo)書中的詳細(xì)要求展開施工，完成設(shè)備安裝工作。

（3）GIS設(shè)備和傳統(tǒng)設(shè)備相比還具有一定特殊性，在安裝中除需要傳統(tǒng)起吊設(shè)備之外，還往往涉及到烘干設(shè)備、真空泵以及SF6回收設(shè)備等，在這些設(shè)備使用之前必須進(jìn)行調(diào)試，確保設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行，從而能夠保證GIS設(shè)備的正常安裝。

（4）安裝之前委派專人開展技術(shù)考察工作，確保制定了詳細(xì)并且具有可行性的施工方案，對于安裝質(zhì)量檢測以及調(diào)試校準(zhǔn)人員進(jìn)行資格審查，為后期安裝調(diào)試工作奠定基礎(chǔ)。

3.2安裝要點(diǎn)

3.2.1安裝環(huán)境控制

GIS設(shè)備安裝中，設(shè)備封裝金屬殼內(nèi)部的粉塵等雜質(zhì)以及水分會(huì)直接影響設(shè)備的運(yùn)行。在以往實(shí)踐中也發(fā)現(xiàn)因?yàn)檫@些因素影響導(dǎo)致設(shè)備故障問題頻出，而且安裝環(huán)境復(fù)雜多樣也進(jìn)一步對安裝提出更高的要求。因此在進(jìn)行GIS設(shè)備安裝中必須考慮施工環(huán)境，包括天氣、水文等因素。盡可能選擇晴天進(jìn)行安裝調(diào)試，另外盡可能選擇無風(fēng)沙天氣，空氣濕度也應(yīng)該低于80%，避免水分影響；風(fēng)速條件也盡可能控制，二級(jí)風(fēng)以下適宜安裝。對于施工安裝現(xiàn)場情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，但出現(xiàn)不能滿足GIS設(shè)備安裝的條件時(shí)，需要進(jìn)行處理，可以暫停施工或者通過有效手段進(jìn)行治理。比如濕度和溫度不達(dá)標(biāo)的情況，可以通過人工抽濕、使用設(shè)備加熱等方式來降濕增溫，最終滿足GIS設(shè)備安裝條件要求。在安裝中為有效防止粉塵等雜質(zhì)對設(shè)備可能產(chǎn)生的影響，首先需要保證安裝中現(xiàn)場清潔，同時(shí)安裝人員必須按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)來穿戴統(tǒng)一工作服、工作帽，防止頭發(fā)等異物進(jìn)入其中。在進(jìn)行GIS設(shè)備SF6氣室安裝中，為保證安裝質(zhì)量，還必須要保證一次安裝成功。

3.2.2科學(xué)選擇GIS設(shè)備氣室干燥物質(zhì)

為保證GIS設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行和使用，往往在設(shè)備中進(jìn)入干燥劑。目前最常用的是粉末狀的絕緣性4A型干燥劑，這種干燥劑不僅僅具有良好吸水性，而且耐熱性極好，具有較強(qiáng)抵抗電弧沖擊的能力。在4A型干燥劑使用過程中，首先進(jìn)行干燥處理，干燥處理之后取出立即使用，保證在15min之內(nèi)完成干燥劑封裝工作。封裝完只會(huì)對氣室的濕度、氣壓等基本參數(shù)進(jìn)行測量記錄，為后期GIS設(shè)備檢修維護(hù)提供參考參數(shù)。

3.3氣室抽真空

完成GIS設(shè)備氣室安裝之后，需要利用抽真空的方法對設(shè)備進(jìn)行抽真空處理。在抽真空過程中必須按照要求以及工作規(guī)范進(jìn)行操作，避免停電泵油回流故障。

GIS氣室抽真空過程中首先檢查抽真空設(shè)備，保證其能正常運(yùn)行，滿足抽真空要求。然后注意操作流程，尤其工作結(jié)束后先關(guān)閉開關(guān)再關(guān)閉真空泵。對于氣室壓力情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，抽真空過程中保證氣室壓力小于133Pa后繼續(xù)抽真空30min，然后進(jìn)行抽真空質(zhì)量效果檢測。在5h內(nèi)氣壓保持在67Pa以下則合格可以完成下一步安裝工作。使用SF6氣體來對設(shè)備進(jìn)行最終封裝填充。

4GIS設(shè)備的調(diào)試

（1）首先進(jìn)行電路電阻檢測，采用直流降壓法將電流注入被測回路。首先必須保證各相電流相同，然后需要對電流值進(jìn)行分析，保證電流值滿足GIS設(shè)備使用條件要求，這一過程必須按照檢測標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。

（2）對于開關(guān)部的絕緣情況進(jìn)行檢查，保證其能滿足使用標(biāo)準(zhǔn)。對于測試開關(guān)的相關(guān)操作元件也需要進(jìn)行檢測調(diào)試，保證其使用功能良好。在檢測與調(diào)試中必須關(guān)注各部件之間的連鎖反應(yīng)，并進(jìn)行分析保證其指令應(yīng)答性能靈活。

（3）GIS調(diào)試檢測中耐壓實(shí)驗(yàn)十分重要，是檢測設(shè)備質(zhì)量的重要指標(biāo)，衡量GIS設(shè)備長期運(yùn)行下的穩(wěn)定系數(shù)，通過耐壓測試能夠發(fā)展設(shè)備潛在損傷問題，有效規(guī)避或處理各項(xiàng)事故。在耐壓測試中，只有保證測試過程中不出現(xiàn)擊穿情況或者閃絡(luò)情況，才能保證GIS設(shè)備合格，符合要求。

結(jié)語

GIS設(shè)備的出現(xiàn)與發(fā)展，由于其優(yōu)越性在變電站中得到有效應(yīng)用，對于其安裝要求以及安裝質(zhì)量提出來更高要求。在進(jìn)行安裝過程中必須對安裝人員進(jìn)行培訓(xùn)，明確安裝要點(diǎn)，在安裝之后進(jìn)行檢測和調(diào)試，保證設(shè)備可以很好應(yīng)用，進(jìn)而保證220kV變電站運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

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