《自动化应用》杂志期刊论文范文-探究变电站电力系统的安装和调试
摘 要：近些年来，社会经济快速发展，民众生活水平提高，用电量需求加大。变电站作为电力输送与供给的重要环节，能够有效地对电压和电流进行变更，对电能的接受和分配有着十分重要的意义。而在变电站建设过程中，GIS是保障电力系统稳定运转的关键设备，因此要做好GIS设备的安装调试工作，使其与变电站的安全稳定运行需求相匹配，进一步提高变电站在电力供应中的功能作用。基于以上内容，本文在分析变电站中GIS设备的特征的基础上，提出相应的安装调试技术操作要点和注意事项，针对有效控制GIS设备安装质量的方式进行着重分析，以便与相关专业技术人员探讨。
关键词：变电站； GIS设备；安装；调试
引言
气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)作为变电站系统中最为重要的设备之一（如图1所示），其具有可靠性强、安装便利、工作性能强、占地面积小等多种优势，对整个变电站系统的正常运行有重大影响。根据当前社会发展的形势分析，传统形式的安装技术已经无法满足实际应用的需求，因此，在变压器安装中变电站操作人员需运用先进的GIS设备安装技术，以科学的工序和规范的工艺作为变电站GIS设备进行安装调试，从而与时俱进确保电力系统的良好运作。
图1 气体绝缘金属封闭开关设备
1 变电系统中GIS设备的特征
1.1小型化结构
在对所有这些具有简单可靠传统结构的成套设备进行工艺设计或改进结构组合方式后，这套成套设备系统可称为GIS系列设备，由或多个功能相对独立和复杂的组件组成，然后经过多次互封连接工艺和计算机技术集成应用研究，共同形成回路结构，主要结构元件几乎每次都可以安装固定在一个完全密封的金属外壳装置中，由某一部分连接，包括断路器、隔离开关、变压器、母线、接地开关等。
1.2具有较强的安全性及可靠性
GIS设备外壳中包含的所有其他带电部件也将布置并固定在金属外壳中，并采用相应程度的电气密封技术进行处理，并可填充少量SF6气体，该气体不带电，但也具有良好可靠的电磁绝缘。同时也意味着断路器的灭弧绝缘能力可以大大提高。消除了因设备检查、操作和维护造成的意外触电隐患，有效保障了安全。此外，它还可以减少现场维护操作的次数，减少人员的工作量。
1.3良好的环境耐受力
由于GIS设备外壳系统中包含的所有其他重要金属结构元件也必须被金属外壳系统有效地密封、腐蚀或保护，因此设备应在长期稳定、正常的维护和维修过程中放置在环境介质中，因此，不易受到外部自然气候因素的可能腐蚀直接影响，如各种极端天气条件及其变化及其影响因素，以及各种严重的外部肮脏天气。它对环境介质腐蚀具有显著或非常强的持久性。
2 GIS设备的安装工作分析
2.1 安装前的准备
搞好GIS设备安装前各项任务，是保障施工总体安全的前提条件。施工前主要包括三个常见问题:第一，保证土建工程的顺利进行，即检查室外设备防水防灰工作是不是已完成，楼面以及楼身施工是否合理，室内置放必须的施工设备；第二，请土建工程队检查，与电气设备安装队工作交接工程项目；第三，检查施工所需资料的质与量，并办理有关审批流程。
2.2 安装GIS设备的方法
2.2.1制定安装方案
在变电站GIS设备安装时，应当做好前期工作，了解设备的安装要求，并针对设备的安装现场进行深入勘察，掌握现场的整体情况以及具体环境，以此结合设备的安装标准，对设备安装进行设计，明确具体的安装内容。并在实际安装之前，对现场进行全面清理，清洁相关元件，避免在安装过程中，杂物影响整体的安装效果。同时，还需检查各项设备，并对GIS设备进行适当的调整，以此达到良好安装调试效果。
2.2.2明确地面轴线
在电力系统的变电站GIS设备的安装前期时，工作人员应当结合现场的整体情况，明确地面轴线的具体位置。并根据轴线的位置情况，选择合理的设备安装点位，以确保设备的安装准确，达到规定的标准，此后，开始对设备进行安装。工作人员还需对设备安装的过程进行全面监督检查，保证安装人员的操作正确，提高设备的安装质量。
2.2.3法兰凸缘盘安装
法兰凸缘盘可连接的设备相对较多，是GIS设备安装过程中的重要零件之一。在设备安装的过程中，该零件具有较大的重要性，工作人员在安装时，需对其密封性进行详细检查。若出现损坏的现象，则要利用磨砂纸进行磨平，并使用乙醇进行擦拭，以此可有效避免发生位移的现象。
2.2.4二次电缆接线
在完成上述的工作后，需将设备保持真空的状态，以此充入绝缘气体，同时，在二次电缆接线的过程中，通常依靠信号进行传递，并反馈相应的信息，继而形成GIS系统。为了确保该设备的正常运行，需对变电站的设备进行准确设计，完善整体的设计内容，保障其具有良好的互通性，并保证电力系统中变电站的稳定运行，充分展现出设备安装与调试的重要性。
图2 外部二次电缆接线
3 GIS设备的调试技术探究
3.1 GIS简体探伤检测
在GIS外壳误差检测过程中，该过程相对复杂，涉及广泛的技术，主要包括磁粉、射线、穿透和超声波。在气体绝缘开关装置筒体焊缝的检测中，在施工作业中使用涡流检测技术可以获得更显著的结果，也可以解释存在的裂纹和其他缺陷，技术人员需要注意平行缺陷的方向和探头的移动，通常将频率设置为100kHz标准。
3.2 主回路电阻试验和微含水量检查
为了确保电线具有良好的连接并与额定电流轴承的精度一致，有必要对气体绝缘开关装置的内部导体进行基本控制。采用直流分步法作为主要测试方法，并将电流设置为100A，应确保测量值与实际值和参考值之间的差值为0.2倍。为了使SF6气体具有更好的绝缘性和纯度，应进行有针对性的质量测试。应使用微波泄漏检测器测量微水含量。一般测量标准包括确保断路器灭弧室气室安装后的含水量不超过150mL/L，运行期间的含水量不超过300μL/L。
3.3 气体密度继电器和气密试验
为了使气体绝缘开关设备具有更好的密封程度，应根据相关标准进行定性泄漏检测试验。通过科学合理的试验，可以解释气体密度继电器触点与继电器压力之间的密切关系。填充前，应检查气体绝缘开关设备的气室接头、法兰表面、阀门和检漏器的密度。填充后，应检查气体绝缘开关设备的垫片接头、法兰表面、阀门和检漏器的密度。为了检测各种连接端口的泄漏，有必要做好工作，调整探测器探头的运动速度，并将其控制在10mm/s的最佳状态。
3.4 其他的检查方面
在检查接地和雷电传输时，应澄清接地状态，并确保精确的接地位置，以将电流互感器的极性和变化以及电压信息控制在规定范围内。相对而言，评估避雷箱状态更有效的方法是在生产过程中安装相应的冲击指示器，安装人员必须严格按照指示器的指示做出各种决策，以确保决策的方便性和准确性。此外，有必要对断路器和断路器的性能特性进行测试，以便与断开和断路器相关的数据符合相应标准，识别控制电路和辅助电路的电阻，同时执行适当的启动工作。
4 有效控制GIS设备安装质量的方式
4.1 控制好温度补偿伸缩节质量
为有效适应设备热胀冷缩产生的安装误差，应用伸缩节满足母线的位移变化及基础沉降是非常必要的，其有助于保障设备长期运行的可靠性。通常情况下，GIS设备中的伸缩节处于稳定状态，一旦出现安装基础不平、孔距超差等问题[1]，则需要视实际情况确定伸缩节补偿范围。值得注意的是，伸缩节的调整必须要在厂家规定范围内，切忌盲目调整，以防产生形变。
4.2 控制断路器的油压闭锁
当前变电站中的断路器以液压弹簧机构居多，具有动作平稳、储能多等特点，但容易发生漏油，因此在安装阶段要充分考虑供电及接地方式等因素，预防断路器故障导致重合闸失败。在断路器运行过程中监控系统往往会因为压力降低而发出警报，为此施工者需要为断路器重合闸配置延时装置[2]，避免因闭锁合闸而引发事故。
4.3 安装环境工艺控制措施
首先，要对GIS设备安装现场的气候特征进行全面了解，尽可能在天气晴朗、风速为三级以下，且空气湿度低于80%的环境中进行安装施工作业；其次，若安装现场的温湿度达不到设备安装施工要求时，应根据实际情况及时采取有效措施进行治理和改善，例如，可以适当采用铺垫、围挡、人工抽湿或设备加热等方式进行处理，从而保障现场安装环境满足设备安装要求[3]；最后，还可采用搭建GIS无尘室进行组合电器无尘化施工处理。采用拼装式防尘室、风淋过渡间、环境调节装置和环境监测装置。其中环境调节装置由干燥空气发生器、空调和空气净化器构成；环境监测装置由温湿度测试仪、空气颗粒度测试仪、内部装设监控设备和氧气浓度检测仪构成，保证安装环境满足无尘化施工的要求和安全环保相应强制标准。
图3 室外变电站GIS设备
4.4 单元安装工艺控制措施
当母管完成固定后，将未安装的单元放置在距离母管2米处，依照说明书松开制动螺栓，随后分别打开两个法兰封盖，要确保对接面无划痕、凹凸点等其他缺陷；绝缘子及盆式绝缘子无裂纹与闪络；内膛无粉尘与焊渣；导体内部平整无毛刺[4]。由于户外湿度条件相对室内要高，为避免空气扬尘影响到设备安装，在接口前应当使用胶布封住接头。电压互感器与避雷器在安装前要做好相应的交流耐压与工频耐压试验。
5 小结
随着电力系统的不断完善与发展，变电站GIS设备得到了非常充分的运用，其安装调试质量的好坏能够直接影响到变电站的整体安全稳定运行。相关施工人员就要对GIS设备的安装调试操作要点和注意事项等进行全面的掌握，以确保监测设备和装置的长期正常运行稳定性，旨在能够为我国变电站的建设发展提供有益的支持。
参考文献：
[1]张光辉.110kV变电站电气工程施工管理[J].商品与质量，2017，(14):204.
[2]叶兴华. 浅析电力系统中变电站GIS设备安装与调试技术[J]. 信息记录材料，2018，19(4):46-47.
[3]阚新荣.220 kV变电站施工中GIS设备的安装调试[J].设备管理与维修，2018(02):25-26.
[4]齐伟.电力GIS设备安装调试关键工艺质量控制[J].百科论坛电子杂志，2019，(1):407.