戴 軒，劉唐賢

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610086）

官地500 kV GIS設(shè)備安裝工藝探討

戴 軒，劉唐賢

（中國水利水電第七工程局有限公司，四川 成都 610086）

GIS全稱GAS-INSTULATED SWITCHGEAR，又名氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，由斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、氧化鋅避雷器、母線、出線套管、伸縮節(jié)、支架及匯控柜等主要部件組成，是城網(wǎng)改造、大型發(fā)電廠、變電站的重要輸變電設(shè)備。本文對(duì)官地水電站開關(guān)站500 kV GIS設(shè)備安裝的程序、工藝方法及技術(shù)特性進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

G IS設(shè)備安裝；調(diào)整；對(duì)接；固定；檢查

1 工程概況

官地水電站位于四川省涼山州西昌市與鹽源縣交界的雅礱江上，東距西昌市直線距離約40 km，是錦屏一、二級(jí)電站和二灘電站的中間梯級(jí)電站。

官地水電站共安裝4臺(tái)單機(jī)容量600 MW混流式機(jī)組，總裝機(jī)容量2 400 MW，年平均發(fā)電量為111.29億KW·h。官地水電站的開發(fā)任務(wù)主要是發(fā)電，在電力系統(tǒng)中與錦屏一級(jí)、二級(jí)水電站作為一組電源同步運(yùn)行，在系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)峰及調(diào)頻任務(wù)。

官地水電站發(fā)電機(jī)額定電壓20 kV，發(fā)電機(jī)通過IPB與主變壓器低壓側(cè)連接，發(fā)電機(jī)-變壓器采用單元接線，中間裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器，主變壓器中性點(diǎn)接地方式為直接接地。

主變壓器高壓側(cè)與GIB段母線連接，并引上至主變洞500 kV高壓電纜層與500 kV高壓電纜連接。500kV高壓電纜通過2條電纜豎井(高度約132m)和1條長約420 m和480 m的電纜出線平洞與地面GIS開關(guān)站連接。GIS開關(guān)站500 kV側(cè)共4回進(jìn)線和2回出線（不含一回預(yù)留回路），采用3串3/2斷路器接線。2回出線至西昌500 kV變電站，輸電距離約為44 km。

2 設(shè)備簡介

官地水電站500 kVGIS為ZF15-550型六氟化硫封閉式組合電器。該組合電器以六氟化硫氣體作為絕緣介質(zhì)，其所有的導(dǎo)電部分均封閉在充以六氟化硫氣體的罐體內(nèi)。它具有體積小、占地面積少、不受外界環(huán)境影響、運(yùn)行安全可靠、配置靈活、維護(hù)簡單、檢修周期長等特點(diǎn)。包括9個(gè)斷路器間隔、2個(gè)PT間隔、單相SF6管道母線（含主母線、聯(lián)合單元分支母線、與主變連接分支母線、出線分支母線設(shè)備）、電壓互感器、避雷器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)等，以及全套配套設(shè)備如匯控柜、設(shè)備支架、500 kV電纜頭、設(shè)備端子箱等附屬設(shè)備的工地運(yùn)輸、就位、檢查、安裝，設(shè)備及設(shè)備間的所有電氣連接 (包括控制及監(jiān)測系統(tǒng)的連接)、設(shè)備接地端子與電站接地網(wǎng)的連接、氣體管路安裝和設(shè)備的調(diào)試、現(xiàn)場試驗(yàn)和試運(yùn)行、設(shè)備工裝制作等工作。

3 施工方案

3.1 施工流程

主要的施工工藝流程：施工準(zhǔn)備→埋設(shè)GIS設(shè)備基礎(chǔ)、清理安裝場地→設(shè)備到貨清點(diǎn)及檢查、標(biāo)出設(shè)備中心線等→斷路器吊裝、調(diào)整到位→附件及分支母線安裝→主母線安裝→出線分支母線及附近安裝→SF6氣體配管→檢查GIS所有組件位置和連接→氣室抽真空、去水分、充SF6氣體→GIS接地安裝→檢查SF6氣室微水含量→斷路器、隔離開關(guān)檢查、調(diào)整、試驗(yàn)→交流耐壓試驗(yàn)→定修補(bǔ)油漆及外觀檢查。

3.2 安裝條件

3.2.1 安裝前廠房條件

1）全部安裝場地的土建工程、通風(fēng)工程、照明工程及裝飾工程均已施工完畢并驗(yàn)收合格。

2）SF6開關(guān)設(shè)備房屋、建筑必須完工。

3）所有土建工作，諸如磚瓦工、油漆工、裝配工、電工等工作必須完工。

4）各承包商所使用的工具、設(shè)備和安裝材料必須移出開關(guān)裝配間。

5）吊裝設(shè)備必須安裝、清理、測試完畢，并可進(jìn)行操作。

6）安裝之前，安裝所需的照明、動(dòng)力電源設(shè)備必須可靠使用。

7）提供一個(gè)可上鎖的臨近開關(guān)室（最好在開關(guān)室內(nèi)）的封閉的儲(chǔ)藏安裝用工具、零部件的儲(chǔ)藏間。

8）整個(gè)開關(guān)設(shè)備間必須徹底清潔和最大限度地減少灰塵。

9）排風(fēng)系統(tǒng)良好。

3.2.2 裝配期間的條件

1）GIS室及有關(guān)工作面的土建工作及裝修工作已全部完工，并且已做好房屋的斷水和窗戶的防塵防風(fēng)工作，地面的防塵也采取了有效措施。

2）配備可移動(dòng)的電源盤（380 V、220 V），電源盤工作面可覆蓋整個(gè)SF6開關(guān)設(shè)備。

3）安裝過程中要服從所有的安全要求，現(xiàn)場應(yīng)放置恰當(dāng)?shù)木九?，以確保工作人員不陷入安裝過程中可能存在的意外危險(xiǎn)，進(jìn)行安裝的人員都應(yīng)該知道。

4）在SF6開關(guān)裝配期間禁止未經(jīng)允許的人員進(jìn)入開關(guān)廠房，特別是各部件連接期間。

5）進(jìn)入開關(guān)裝配廠房的出入口必須更換工作鞋，工作鞋不允許在室外穿著，參觀人員進(jìn)入開關(guān)廠房應(yīng)戴鞋套。

6）開關(guān)裝配廠房的出入口必須有專人進(jìn)行監(jiān)督，不符合穿戴要求的人員禁止進(jìn)入開關(guān)廠房。

7）裝配所用的工器具及零部件應(yīng)由專人管理，每日進(jìn)行清點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)缺少應(yīng)立即進(jìn)行尋找。

8）裝配期間嚴(yán)格做好戶內(nèi)的保溫措施，應(yīng)由專人記錄每日的戶內(nèi)溫度、濕度（溫度在20℃左右、濕度小于80%）。

3.3 施工準(zhǔn)備

1）資料的準(zhǔn)備；

2）工器具的準(zhǔn)備。

3.4 GIS設(shè)備安裝

3.4.1 基礎(chǔ)畫線

550 kVGIS設(shè)備用封閉母線相連接，斷路器為臥式布置在所有產(chǎn)品的最下方，斷路器上方是電流互感器、隔離開關(guān)、母線和進(jìn)出線的套管。以斷路器為起點(diǎn)安裝，由于GIS的母線很長，其誤差是隨著母線的增長而加大，所以在畫線時(shí)就要準(zhǔn)確。其畫線誤差不應(yīng)超過±1 mm。

3.4.1.1 基礎(chǔ)畫線前的檢查和測量

在安裝前檢查和測量首先對(duì)廠房進(jìn)行全面檢查，主要檢查下列項(xiàng)目：

1）查地基位置是否正確；2）地面預(yù)埋件、地面的不平整度是否滿足要求；3）母線支架位置、地溝、接地點(diǎn)等是否能滿足安裝要求；

4）測量預(yù)埋H鋼的尺寸是否與圖紙尺寸相符，各母線的穿墻口是否與圖紙尺寸相符。

3.4.1.2 基礎(chǔ)畫線方法

在GIS室，以軸向中心線和縱向中心線依次排列各臺(tái)斷路器，畫線時(shí)以斷路器上方的盆式絕緣子和母線的中心尺寸作為畫線的依據(jù)。具體畫線步驟如下：

1）首先，按圖紙尺寸畫出裝配廠房的中心線，如圖1所示。

2）以廠房的中心線為基準(zhǔn)，按圖紙尺寸畫出斷路器的X軸尺寸（圖中粗實(shí)線所示），并在X軸兩端用符號(hào)作標(biāo)記，此線為斷路器X軸的基準(zhǔn)線。

3）以斷路器的X軸尺寸確定其Y軸尺寸，圖中粗實(shí)線所示，并在Y軸兩端用符號(hào)作標(biāo)記，此線為斷路器Y軸的基準(zhǔn)線。

4）依據(jù)斷路器X軸、Y軸的基準(zhǔn)線畫出斷路器的X1線和YB、YC……及母線的中心線。

圖1 GIS基礎(chǔ)畫線

3.4.2 斷路器的就位安裝

斷路器的就位就是斷路器本身的X軸、Y軸對(duì)正基礎(chǔ)上的X軸、Y軸，使其誤差值在規(guī)定的范圍內(nèi)。首先將斷路器的包裝蓋板拆下。在地基基礎(chǔ)上選取最高點(diǎn)做為找正時(shí)的參考點(diǎn)，其它的測量點(diǎn)用加墊片的方法進(jìn)行調(diào)整，使其它點(diǎn)與此點(diǎn)等高。但要注意，墊片的高度控制在20±5 mm范圍內(nèi)。

3.4.3 互感器+隔離開關(guān)安裝

1）測量回路電阻并做記錄。

2）電流互感器特性試驗(yàn)完畢并做記錄。

3）對(duì)照?qǐng)D紙檢查單元的裝配是否錯(cuò)誤，安裝時(shí)確認(rèn)單元的安裝方向，防爆膜安裝位置，電流互感器出口的朝向。

4）法蘭合攏后，用定位螺母定位后緊固螺栓，在吊起對(duì)接后的單元后導(dǎo)體從電流互感器下部裝入，并采取措施防止導(dǎo)體脫落。

5）對(duì)接完畢用2根吊線將產(chǎn)品吊起，裝在斷路器盆式絕緣子出口處。

6）對(duì)接后使用工裝垂下的線錘或在罐體上垂下線錘對(duì)安裝單元進(jìn)行找正，使兩線錘到中心線的距離相等，若圓周有偏差，可松動(dòng)電流互感器圓周螺母和壓緊線圈的螺桿進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)完畢后緊固螺母。

7）在每臺(tái)相同的單元裝配完成后，用鋁合金尺放在需要進(jìn)行下一步對(duì)接口的位置進(jìn)行三相間的找正，保證三相出口在相同的位置。此項(xiàng)工作是非常有必要的，此工作可根據(jù)需要對(duì)斷路器進(jìn)行微調(diào)，避免在調(diào)整連桿的時(shí)候由于三相不在同一水平線而無法連接連桿。見圖2所示。

圖2 鋁合金尺查看出口的平面度

3.4.4 斜拉母線安裝

1）測量回路電阻并做記錄。

2）對(duì)照?qǐng)D紙檢查單元的裝配是否錯(cuò)誤，安裝時(shí)確認(rèn)單元的安裝方向，防爆膜的位置。

3）吊起母線時(shí)注意帶有母線出口位置的一端（A端）比另一端（B端）要低20 mm左右，在A端的對(duì)接面絕緣子螺桿處安裝導(dǎo)向套，另一端可不裝導(dǎo)向套。見圖3所示。

4）由于母線是硬連接，在尺寸稍有偏差時(shí)只能旋轉(zhuǎn)電流互感器沒有母線出線一端（B端）圓周螺母或斷路器B，斷路器A原則上是不應(yīng)該移動(dòng)的，否則將影響母線的裝配誤差。

5）首先將A面合攏，然后再對(duì)接B面，法蘭合攏后，用定位螺母定位后緊固螺栓。

圖3 母線的對(duì)接方式

3.4.5 主母線及分支母線安裝

1）先下后上的安裝順序安裝主母線。

2）主母線的連接及安裝。

3）將主母線在地上打開臨時(shí)封堵蓋，清掃干凈。

4）將導(dǎo)電桿用特制的木橫擔(dān)托起，使導(dǎo)體與管母線保持同心度。

5）用透明塑料布將管母線的打開處罩起來。

6）為減少高空作業(yè)和加快施工進(jìn)度，同時(shí)保證安裝質(zhì)量（在地面清潔管母線比在高空清潔效率高和較易保證清潔度），部分母線采取在地面予拼2～4節(jié)，然后使用2臺(tái)橋機(jī)抬吊安裝，通過手動(dòng)葫蘆進(jìn)行調(diào)整。抬吊時(shí)兩臺(tái)橋機(jī)保持同步升降。

7）專用吊帶，利用橋機(jī)將管母線水平吊起至安裝位置（木支撐應(yīng)纏繞防止掉木渣的透明膠帶）。主母線的吊裝見圖4。

圖4 主母線的吊裝

8）組合管母線組裝見圖5，管母放置于母線運(yùn)輸小車上。

圖5 母線吊裝圖

9）慢慢移動(dòng)橋機(jī)將管母線行對(duì)接，將管母線中的導(dǎo)體插入觸頭一定長度時(shí)停止。

10）將管母線內(nèi)部臨時(shí)支撐導(dǎo)體的木制橫擔(dān)取出。11）用吸塵器將連接處仔細(xì)清掃。

12）利用特制的緊固夾將連接處的兩個(gè)法蘭面慢慢拉緊。

13）對(duì)稱緊固4顆螺栓。

14）將管母線支撐架安裝固定后移開橋機(jī)，將支撐架調(diào)整到設(shè)計(jì)規(guī)定的位置。

15）按規(guī)定力矩緊固管母線連接處的螺栓。

16）分支母線的安裝大體上與主母線安裝程序相似，不同之處在于豎直段的分支母線所用起吊工具和安裝方法稍有不同，如安裝出線分支母線，可采用50 t汽車吊配合使用手拉葫蘆吊裝，安裝時(shí)的加固調(diào)整難度要大一些。

17）空氣/SF6出線套管在安裝過程吊裝時(shí)，吊繩綁扎在瓷裙的哪一級(jí)廠家都有嚴(yán)格的規(guī)定。須在廠家技術(shù)人員的指導(dǎo)下進(jìn)行。

3.4.6 瓷套管安裝

瓷套管應(yīng)在母線部分安裝完成后進(jìn)行安裝。安裝時(shí)要保證觸頭處可靠接觸。吊裝瓷套管時(shí)一定要小心，防止瓷套管碰傷。瓷套管上、下密封面要求進(jìn)行可靠處理。

1）瓷套管放置在臨時(shí)支架上。

2）裝配接線板。

3）瓷套管吊裝位置。

4）用吊車抬起瓷套管過程。

5）拆卸保護(hù)罩。

6）拆卸連接母線的保護(hù)罩。

7）瓷套管對(duì)接過程。

8）裝配均壓環(huán)。

3.4.7 電壓互感器安裝

安裝前要注意檢查VT內(nèi)氣壓，因?yàn)閂T單元在運(yùn)輸中內(nèi)部充有0.02～0.03 MPa（20℃）SF6氣體，連接時(shí)不要使其受到猛烈沖擊。

取掉支持架，拆掉VT保護(hù)罩和GIS連接部位的試驗(yàn)蓋板，把VT置于GIS連接部位下，并安放好O型圈。用起重機(jī)吊起VT，并緩緩插入與GIS連接的部位，連接完畢擰緊螺栓，置支持架于VT下面，并用墊鐵填滿其間隙。

3.4.8 避雷器安裝

取掉支持架，拆掉避雷器保護(hù)罩和GIS連接部位的試驗(yàn)蓋板,用起重機(jī)吊起避雷器，使避雷器連接部件水平移動(dòng)靠近GIS本體連接部位，安放好O型圈。將避雷器緩緩插入與GIS連接部位，連接完畢，擰緊螺栓。將支架置于避雷器下面，并用墊鐵填滿其間隙。

3.4.9 設(shè)備加固

1）設(shè)備全部安裝連接完畢，經(jīng)全面檢查無誤后，按照廠家技術(shù)要求進(jìn)行鉆孔，清理干凈孔洞。

2）裝入埋頭螺栓，調(diào)和好固化劑，將埋頭螺栓孔洞填實(shí)固化。

3）清理多余固化劑，用破布擦凈設(shè)備表面，使之清潔、干凈。

4）用力矩扳手檢查緊固螺栓。

3.4.10 設(shè)備接地及刷漆

1）所有設(shè)備安裝完后，進(jìn)行設(shè)備的接地、刷漆、補(bǔ)漆工作等。

2）設(shè)備的各接地點(diǎn)通過接地銅排、鉆孔后再與預(yù)留接地扁鐵進(jìn)行連接緊固。所有接地點(diǎn)要規(guī)范整齊、方向一致。

3）銅排彎制用自制的平彎機(jī)進(jìn)行，其彎制角度必須統(tǒng)一。

4）銅排與接地扁鐵的連接需做過渡處理。5）預(yù)埋扁鐵必須清掃干凈后刷上黑色漆。6）主母線的端始處法蘭面應(yīng)刷上黃、綠、紅相色漆以標(biāo)明其相序。

7）所有設(shè)備及支架的外表油漆破損處應(yīng)補(bǔ)上相同顏色的油漆。

3.4.11 GIS設(shè)備現(xiàn)場檢查

雖然GIS設(shè)備有制造廠已做過各項(xiàng)嚴(yán)格的試驗(yàn)，在運(yùn)輸過程中包裝嚴(yán)密，并充以0.03 MPa（20℃，表壓）高純氮?dú)夥莱薄５捎贕IS設(shè)備在制造廠不是整臺(tái)做試驗(yàn)，而且GIS設(shè)備是拆開后運(yùn)輸，可能出現(xiàn)現(xiàn)場安裝不當(dāng)?shù)葐栴}。為了保證運(yùn)行安全，需在現(xiàn)場做試驗(yàn)。

由于封閉式組合電器已在工廠調(diào)試完畢，因此現(xiàn)場不再進(jìn)行機(jī)械尺寸的測量，只做機(jī)械操作和機(jī)械特性試驗(yàn)、主回路電阻測量、水分含量測量、密封試驗(yàn)和絕緣試驗(yàn)。

安裝結(jié)束后，試驗(yàn)工作開始前，應(yīng)進(jìn)行下列檢查：

1）地腳螺栓是否擰緊；

2）各部分聯(lián)接螺栓是否擰緊；

3）各截止閥是否處于工作位置；

4）各種儀表指示是否正常；

5）接地線是否有效接地；

6）六氟化硫氣體壓力是否達(dá)到規(guī)定值。

另外，試驗(yàn)前應(yīng)將CT二次引線短接，電壓互感器中的連接導(dǎo)體拆除。

3.5 質(zhì)量控制點(diǎn)及控制措施

1）官地水電站500 kV GIS開關(guān)站安裝質(zhì)量控制點(diǎn)及控制措施見表1。

表1 500 kV GIS開關(guān)站安裝的質(zhì)量控制點(diǎn)及控制措施

2）GIS設(shè)備螺栓螺母的緊固力矩和要求見表2。

表2 螺栓尺寸和力矩值的關(guān)系

3）先同時(shí)緊固法蘭連接面2個(gè)對(duì)角的定位螺栓螺母，再同時(shí)緊固垂直方向的2個(gè)螺母，依次緊固剩余螺母之后，用力矩扳手緊固所有的螺母，最后檢查所有螺母是否擰緊。確認(rèn)緊固到對(duì)應(yīng)力矩后，用紅色油漆筆一個(gè)一個(gè)地在螺母與法蘭上劃出檢查標(biāo)記。

4 結(jié)束語

官地水電站已于2013年3月全部投產(chǎn)，正常工作至今。官地水電站500 kV GIS的的安裝經(jīng)驗(yàn)，為我國特大型水電站及地下廠房同類GIS設(shè)備安裝提供了成功案例，為安裝的程序、工藝方法及技術(shù)特性等提供了參考依據(jù)。

[1]新東北電氣（沈陽）高壓開關(guān)有限公司.官地550 kV GIS現(xiàn)場安裝作業(yè)指導(dǎo)書[Z].

TV734.3

B

1672-5387（2017）01-0042-05

10.13599/j.cnki.11-5130.2017.01.013

2016-07-05

戴 軒（1988-），男，助理工程師，從事工程管理工作。