变电站GIS设备系统调试及管理方案

作者：余克生

来源：《沿海企业与科技》2009年第09期

        [摘要]文章介绍目前变电站广泛应用的GIS设备系统的调试方法，并针对电力系统设备管理的特点介绍GIS管理系统构成及特点。 

        [关键词] 

        变电站；GIs系统；系统调试；系统管理 

        [作者简介]余克生，广东省输变电工程公司，广东　广州，510160 

        [中图分类号]TM63 

        [文献标识码]A 

        [文章编号]1007-7723(2009)09-0136-0003 

        自上个世纪60年代500kV以及750kV的超高压输电系统相继问世后，高压输电逐渐为我们所熟悉。我国自主建设的第一条500kV超高压输电线于1981年投入运行。截至目前，500kV电网已成为我国电网的主网架，同时国内1000kV电压等级的特高压输电系统的研究和建设工作也在陆续进行中。 

        在超高压输变电系统中，以空气绝缘变电站(Air Insulated Substation，简称AIS)与全封闭气体绝缘组合电器(Gas Insulted Switehgear，简称GIS)是应用最为广泛的两种高压设备。其中GIS系统以其维护工作量小、可靠性高、占地面积小等诸多优点，在电力系统建设中得到了更广泛的应用，尤其是在建以及近年来新建成的高电压等级的变电站中已被普遍采用。 

        本文结合笔者近年来设备工作的亲身经历，主要针对现已得到广泛应用的GIS系统，总结系统的调试以及设备管理工作，希望能够为以后的工作提供参考。 

        由于各发变电项目的容量、地理位置、施工条件不同，可能GIS系统在选材、安装、调试以及管理维护阶段的工作不尽相同，但总体来讲国内GIS系统实施工程的工作原则以及管理规范基本趋于一致。 

        一、设备调试的准备工作阶段 

        系统实施前，调试人员有必要参与设计工作会议以收集同类型系统的动态设计等有关资料，并对未来系统进行较全面的技术准备。配合施工人员审查设备以及施工接线图纸，做好调试准备工作并进行设备出厂记录收集。 

        在设备的安装阶段，调试小组的工作主要是：监督安装工作质量，根据安装调试可能会出现的问题提出修改意见；配合施工小组，对现场接线(包括主母线以及各分支母线)进行核对，加强现场的二次校验。尤其是在设备联调阶段，要加强系统之间接口检查，力求各设备匹配运行。 

        另外，在正式进行调试工作前，调试小组应该根据现场安装检查卡对装配状态、零件紧固情况、接地端子配置、电缆台架有无损坏等进行检查，从汇控屏到断路器本体机构、隔离开关操动机构、接地开关操动机构、电流互感器、以及电压互感器等各机构箱、配线箱配接线工作完成后，再核对配接线的正确性。 

        二、调试工作的试验单元 

        由于各试验之间存在关联度的问题，这里我们将以上试验进行整合，把调试工作分为以下几个部分(见表1)。 

        以上项目只是一般情况下需要试验的项目，视具体情况而论。如GIS母线没有母线避雷器，而线路采用常规式避雷器时则没有GIS罐式避雷器，就应减掉避雷器项目。由于各试验之间存在相互交叉关联的问题，为提高调试工作的效率，这里我们将以上试验进行整合，把调试工作分为以下几个部分： 

        (一)主回路电阻检测 

        GIS主回路电阻的测试方法应按照厂家图纸提供的测试点及测试方案进行，并与厂家测试数据作比较。测量值经换算到同一温度后一般不大于出厂试验时的1.2倍(视厂家技术要求而定)。需注意的是回路电阻的测量应尽量待GIS气室抽完真空、各气室充满SF6气体至额定压力后进行。测量主回路电阻时应使测量仪器接线夹子接触良好，以免引起试品的发热及使电阻改变，测量主回路电流宜选用不小于100A的直流电源，其大小视精度要求而定。 

        (二)气体密封性试验 

        气体密封性试验主要使用灵敏度不低于1×10-6(体积比)检漏仪进行测试，测试结果应满足各气室年泄漏率小于1％的要求。 

        (三)SF6气体含水量测量 

        GIS气体含水量测试应在sF6气体充入24 h后进行测量，断路器气室SR气体中的含水量(20℃的体积分数)应小于150ppm(体积比)，其他气室为250ppm(体积比)。 

        (四)气室压力闭锁调试 

        气室压力非正常态闭锁试验必须在各气室充SF6气体至额定压力后进行。如SF6压力表有阀门可供泄压测试的应实际泄压，如没有则采取短接表头接点的方式进行，各气室均应按照图纸可靠闭锁相应的断路器及隔离开关操作。 

        (五)手动分合闸操动调试 

        隔离开关分合各操作5次，检查隔离开关在分合过程中有无明显卡滞现象，隔离开关机构的常开及常闭辅助接点动作是否正确。另外，对隔离开关、接地开关、快速接地开关以及断路器的手动分合闸操动调试应在被试隔离开关、断路器气室气体压力正常，控制回路操作电压额定时进行。 

        (六)电流互感器、电压互感器及断路器试验 

        对电流互感器、电压互感器及断路器等进行各项常规试验应根据电气交接试验规程进行，试验数据应符合规程及厂家技术要求。 

        (七)GlS现场交流耐压试验 

        (八)避雷器试验 

        GIS罐式避雷器的放电计数器应使用放电棒进行试验，各相计数器均应可靠动作并调整到同一次数。 

        GIS避雷器如果在耐压试验之前安装并连同导体，则在进行耐压试验加压时会造成放电而使耐压无法继续。因此应在耐压试验后安装或试验前安装，但不连接导体试验后连接导体，具体方式应在厂家技术人员指导下进行。一般情况下，耐压试验后安装避雷器还需对连接的气室进行放充气一次。 

        罐式避雷器安装完后应做工频参考电压和持续电流。可以使用试验PT从套管头加交流电压到母线上，通过测量仪测试参考电压和全电流、阻性电流。其结果应满足厂家技术要求。 

        (九)绝缘电阻的测量 

        绝缘电阻主要采用摇表进行测量，一般使用2.5kV的摇表。测量时应不小于1000MΩ，在交流耐压试验的前后均应做绝缘电阻测量。 

        (十)隔离开关逻辑连锁调试 

        隔离开关闭锁逻辑联锁调试应根据该工程的GIS系统原理图，进行间隔之内闭锁操作及倒母操作，间隔与母线之间等同电压等级内的连锁操作，还应按照设计图进行主变间隔隔离开关与主变其他侧的相互联锁逻辑回路调试。 

        (十一)汇控及保护系统的联合调试 

        在现场汇控柜就地操作断路器和隔离开关后，在监控系统远方能正确分合断路器、隔离开关。最后用继电保护传动断路器，各断路器应正确可靠动作。 

        大量的GIS设备的安装及调试过程分析表明，系统选材及施工的质量是系统质量的基础，而系统调试也为后期的维护管理提供了保障。 

        三、GlS系统的管理维护 

        GIS系统的管理是适应生产过程自动化、无人化水平的不断提高，设备综合管理的重要性与日俱增而产生的。对于GIS系统管理一般是由设备自动诊断系统、定期诊断或点检信息管理系统和设备维修管理系统三部分组成。GIS系统合管理系统的框架如图2所示： 

        在这里，设备在线监测诊断系统的功能起着关键性的作用，它能够对生产质量和运行有重大影响的设备进行在线检测。在线监测是运用传感技术、信息技术及计算机技术等先进的手段，适时反映设备状态。其最大的优点在于可以在系统运行状态下进行连续或随时的监测与判断。通过及时获取各种信息并进行处理和综合分析，根据其数值的大小及变化趋势，对设备的可靠性随时作出判断和对剩余寿命作出预测，从而及早发现潜在故障，在必要时提供预警或实施其他操作。 

        设备点检管理系统主要是采集点检计划诊断所需信息，把诊断结果用简单的按键操作记录下来，再传送给相关部门。这个系统的主要目的是提高工人诊断设备劣化征兆的效率。 

        设备维修管理系统则是在诊断系统的基础上，进一步延伸到预算管理系统、分析评价系统、维修计划系统、设备标准系统、工程管理系统等。 

        四、结语 

        随着输变电技术的快速发展，我国骨干电网的输变电电压等级不断提高，GIS设备也得到了越来越广泛的应用。同时，用户对电力系统安全稳定性的要求也进一步提高，兼之昂贵的系统造价，电网对于GIS设备安全可靠性的要求也必将随之提高。本文介绍了目前变电站GIS系统的调试以及后期维护管理的一些经验及方法，希望对提高目前GIS系统运行可靠性有所帮助。 

        [参考文献] 

        [1]罗学琛，SF6气体绝缘全封闭组合电(GIS)EM]，北京：中国电力出版社，1999 

        [2]邱毓昌，GIS装置及其绝缘技术[M]，北京：水利电力出版社,1994 

        [3]张军，张斌，刘华，等，全封闭集中式特高压设备绝缘油处理系统[J]，电网技术，2008，32(21) 

        [4]孙竹森，李震宇，特高压交流试验示范工程现场建设管理机制研究[J]，电网技术，2008，32(13)