变电站HGIS设备现场安装调试技术探析

吴智军

【摘要】随着我国电力行业的发展和社会用电需求量的不断增加，高压电网规模不断扩大，高压变电站数量越来越多。鉴于高压变电站建设对占地面积和环境的影响，轻量化、小型化已成为高压开关未来的发展方向，符合其要求的HGIS高压开关设备也因此在变电站主开关设备选型中得到了广泛应用。

【关键词】变电站  HGIS设备  安装调试

HGIS是一种基于AIS和GIS之上的新型高压开关设备，其结构以及功能用途与GIS基本相同，但外置式的母线设计使整体布局更加简洁、紧凑，具有安装及维护检修方便，运行可靠性高的优点，因而在安装调试及使用维护中更具优势。随着我国电力行业的发展和社会用电需求量的不断增加，高压电网规模不断扩大，高压变电站数量越来越多。鉴于高压变电站建设对占地面积和环境的影响，轻量化、小型化已成为高压开关未来的发展方向，符合其要求的HGIS高压开关设备也因此在变电站主开关设备选型中得到了广泛应用。本文对HGIS高压开关设备的组成及技术特点进行了简要分析，对设备的安装调试以及一些注意问题进行了探讨。

一、设备的组成

HGIS是在GIS复合型开关的基础上改进而来的。早在上世纪六十年代。GIS技术就已经在电气设备中广泛应用。但由于GIS母线造价昂贵，而且采用密闭式设计，因此一旦出现故障的话很难修复，同时也不便于后期扩建。基于以上原因，综合应用了GIS技术与敞开式母线设计的HGIS应运而生。HGIS主要包括刀闸、开关，所属的一次、二次设备，用于密封绝缘的SF气体系统以及運行监测装置。由于HGIS采用了3CB结构，因而对于采用典型500kV半断路器接线变电站的占地面积，有利于节省土地资源。以比较常见的500kV HGIS为例，该设备采用了稳定性更好地新型OM液压操作，一次设备采用单相全封闭方式，以导电性好、接地可靠的铝制金属外壳作为保护套管，同时充入SF6气体作为主绝缘，并由监控装置按照气隔单元对SF6气体状态进行监控。SF气体系统在每个气隔单元中均设有压力表、气体填充口、SF6配管等，上述部件组成了完整的HGIS系统设备。

二、HGIS变电站的安装操作

（一）安装前准备

安装前首先要检查地基及预埋地脚螺栓是否稳定牢靠，螺栓螺纹是否清晰完整;如果地脚螺栓采用二次浇筑方式则要检查预留孔，并将孔内杂物清理干净。

（二）吊装作业

第二步是吊装作业，分别支架吊装和本体吊装。先进行支架吊装，吊装前检查基础并划线，以保证吊装和后续安装作业的精度。然后将汇控箱安装在支架上然后整体吊装到各格的地基上，将支架与地脚螺栓紧固;然后采用测量工具检查支腿上部的几个安装板是否在同一水平面，可采取调平措施保证安装板的水平。为减少设备使用时的震动，在支架安装调整之后需将支腿底板与基础之间的空隙填实。支架吊装和紧固完毕后，进行本体吊装，三相本体可采用整体吊装的方式安装在公用底座上。吊装时要找准支腿顶板与本体底座上的安装孔，找准两者的对应位置然后缓慢下降，将本体上的安装孔插入地脚螺栓，同时套入平垫和弹垫，最后用螺母与力矩扳手紧固。本体准确就位并与底座紧固后撤去吊具。

（三）安装断路器和隔离开关传动杆

隔离开关在安装前一般处于合闸位置，并在调整法兰处用锁板固定。隔离开关传动杆安装前首先将调整法兰上的所有固定连杆、锁板及固定传动杆的绑缚绳予以拆除;然后调整转动法兰，使三相触头皆处在接地合闸位置，调整结束后拧紧螺钉固定。调整法兰固定后，安装连杆万向节并用开口销加以固定，将操作机构拐臂置于上行程终端位置后手动操作到隔离开关线路合闸位置，期间注意观察触头位置是否有变化，如有变化则需固定后继续调整。在全部触头调整至合适位置之后，通过定位销孔在法兰上配钻孔，并打入涨销，拧紧连杆万向节的备紧螺母。

（四）连接电缆，充入保护气

设备本体及断路器、隔离开关等安装就位后，敷设并连接低压电缆，并布设地线。汇控箱箱体、操作机构等部件的外壳接地线引接到相应的接地螺栓上，紧固牢靠。HGIS与GIS同样都采用SF6作为保护气，采用了自动封闭的充气接头以避免漏气。充气时只需插入并固定好充气管接头，打开减压阀阀门即可充气。观察压力表达到额定压力值时，关闭减压阀，拆下接头，拧紧保护冒，即完成充气操作。0.6 MPa下的SF6气体液化温度是-25℃，为避免SF6出现低温液化，可按一定比例加入CF4。

三、设备的调试

设备调试主要包括测量主回路电阻、检查控制回路绝缘、操作检查以及气密性检查等。设备调试前首先各部分螺栓是否拧紧，接地是否牢靠有效，SF6气体压力是否在规定范围内，设备外壳是否有变形、破损。SF6气体泄露是HGIS最为多发的故障问题，除了充气后的压力和漏点测试检查外，充气一周后应再次对SF6气体压力、含水量等进行检测，压力有显著下降的说明存在泄露，可继续用SF6气体测漏仪查找漏点。在SF6气体额定压力下进行断路器、接地开关等的合-分检查;通过切换转换开关检查各种状态下的联锁情况。在所有的高压试验通过之后进行局部放电检查，其目的是发现设备构造或是制造工艺的缺陷，比如绝缘混入杂质，导体间虚接，绝缘内部局部电场强度过高等。测量时应注意控制背景噪音的干扰，以免影响读数。

四、结语

HGIS设备结构简单，占地面积小，施工安装、运行维护乃至后期的扩建改造都比较方便，虽然价格偏高，但与其它的传统设备相比仍具有很大的优势。在变电站无人值守的发展趋势下，具有集成化的HGIS设备将成为未来变电站建设的首选。

参考文献：

[1]刘红太，丁凯.500kV HGIS变电站的现场安装调试[J].高电压技术，2007，（4）：185-187.

[2]陈柱梁.试析HGIS变电站的现场安装调试[J].企业技术开发，2014，（33）：9-10.