电力施工中变压器和GIS设备安装调试技术分析

摘要：分析了电力施工中变压器和GIS设备安装调试的主要内容和注意事项，指出变压器是变电站的核心设备，其安装包括就位、器身吊装检查、扣罩注油以及附件安装四个环节，而GIS的安装调试较其他普通电力设备更为复杂。

关键词：安装；调试；变压器；GIS；电力

作者简介：戴卫超（1974-），男，湖南隆回人，中铁十六局集团电务工程有限公司总经理助理，工程师。（北京100018）

中图分类号：TM405     文献标识码：A     文章编号：1007-0079（2012）09-0145-02

一、变压器与GIS简介

变压器是电力系统中的重要元件，担负着传输、分配电能的作用，其运行状况直接影响着系统的安全稳定。而变压器能否正常运行，则首先取决于施工时的安装工艺与调试质量。变压器的安装工序复杂，调试过程繁琐，稍有不慎便会影响其安全运行，从而危害整个电网的安全稳定。因此，变压器的安装调试是电力工程施工人员工作重点。

GIS指的是将变电站内除变压器以外的其他设备，如母线、断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器等整合在密闭的、充满绝缘气体的空间里而形成的组合体。随着技术的发展，GIS设备越来越广泛地运用在变电站的建设当中。然而由于占地面积小、密封要求高、结构复杂，GIS的安装一直是一个技术难题。安装过程中对任何一个环节有所疏忽，都可能产生严重后果。据统计，在安装结束投入运行后的一年内，GIS设备发生内部闪络故障的概率高达0.53次/间隔，可见有必要研究GIS的安装技术，提高其安装质量，从而减少故障的发生，确保变电站稳定供电。

本文主要讨论电力施工中变压器与GIS设备的安装调试技术。

二、变压器的安装调试

变压器的安装主要包括就位、器身吊装检查、扣罩注油以及附件安装四个主要步骤。

1.变压器就位

在吊装变压器时，必须确认其方位，从而保证高低压套管出线满足要求。变压器就位后，核查其进出线方向以及中心位置直至达到要求。同时，用止轮器固定好变压器，避免滑位。为了使油箱内产生的气体更加容易触发继电器，变压器安装气体继电器的一侧应有 1%-1.5%的升高度。若出厂时变压器壳体未考虑到倾斜度问题，则就位前预埋钢轨时应对此升高度加以考虑，或者在轮子下方加装垫铁片达到升高 1%-1.5%的要求，如图1所示。

2.器身吊装检查

首先要进行的是放油或排氮工作。对于充氮变压器，应先使用专门的压力释放阀来释放油箱内部的压力。在进行芯部工作前，应将变压器身放置15分钟以上，使里面的氮气充分扩散。对于充油变压器，应先将内部的油放光。此时，应尽量加快放油速度以减少铁芯暴露在空气中的时间。当油位低于铁芯顶部时，将益板拆去，并记下分接开关的位置，拆下无载分接开关的转动部分；拆下铁芯接地套管和其他的连接部件，拆卸有载调压装置时应按照说明书操作。[1]变压器内部的油在放出后应立即进行过滤处理。

完成内部的排放工作后，就可以开始进行变压器的吊装工作。将钟罩四周的螺丝拆下并系上绳索（用葫芦调整以防止重心偏移），同时检查起吊设备是否正常。起吊要严防油箱与芯部发生碰撞。为防止起吊时重心无法控制，可以先进行试吊，在四周的螺钉孔内由上向下穿临时定位棒，吊起一定高度后（一般在50mm至100mm范围内）检心位置，正常后再慢慢吊至枕木上。

变压器在枕木上就位后，就可开始正式的器身检查工作。主要检查内容有以下几项：

（1）变压器各部位以及运输支撑是否出现移动，油箱底部的油垢、杂物和水等杂质是否清除干净。

（2）螺栓是否紧固，是否采取了防松措施，防松绑扎是否完好，绝缘螺栓有无损坏。

（3）有载调压切换装置的选择开关、范围开关是否接触良好，引线是否连接正确，切换开关密封性良好与否。

（4）绝缘屏障是否紧固完好。

（5）绝缘围屏是否完好，绑扎是否稳固，有无拧弯现象。引出线能否满足绝缘距离，是否紧固，接线是否正确。

（6）检查强油循环管路与下扼绝缘接口部位的密封性。

（7）无励磁调压切换装置的各分接头与线圈之间是否连接紧固；各分接头有无灰尘，接触是否紧密，弹力是否良好；所有接触到的部分间隙是否足够小（应无法容纳0.05mm×10mm 的塞尺）；转动触点是否正确地停留在各个位置，且与指示器所指位置一致；切换装置的拉杆、分接头凸轮、小轴、插稍等是否完整无损；转动盘是否动作灵活、密封良好。

（8）绕组是否符合以下条件：绝缘层完整，无损伤、变位现象；各绕组应排列整齐、间隙均匀、油路无阻塞；压钉稳固，防松螺母紧锁。

（9）铁芯检查。对于厂家说明可不必检查铁芯、容量在1000 kVA及以下，运输中无异常以及就地生产短途运输的变压器，可不必检查铁芯。其余情况下，铁芯应满足以下条件：形状完好，无多点接地；铁扼与夹件间的绝缘良好；对于铁芯外部装有接地的变压器，将接地线拆除后铁芯对地绝缘良好；打开夹件与铁扼接地后，铁扼螺杆与铁芯、铁扼与夹件、螺杆与夹件间的绝缘良好；当铁扼采用钢带绑扎时，钢带对铁扼的绝缘良好；屏蔽接地线拆开后，屏蔽绝缘良好；夹件与线圈连接片的连线拆开后，压钉绝缘良好；铁扼拉带和铁芯拉板稳固且绝缘良好。

以上检查逐一通过后则可进行试验，测量铁芯绝缘、绕组高（低）压侧电阻及其对地绝缘电阻、绕组直流电阻以及变压器的变比。其中，变压变比的误差不得大于 0.5%。

3.扣罩注油

若通过试验得到的数据处在正常范围内，即可回扣钟罩。回扣时同样要确保重心稳固，避免油箱与芯部的接触。可采用定位棒确保穿装螺钉的工作顺利进行。

注油须在放油后的16小时内进行，以避免器身暴露在空气中的时间过长。重新安装分接开关后通过变压器下部的注油阀进行真空注油，直至油面没过铁芯，此时油面以上部分仍为真空。

4.附件安装

变压器的附件包括套管、冷却装置、储油柜、安全气道、气体继电器、净油器和温度计。[2]

起吊套管时应由专业起重工人负责，电气安装工予以配合。安装时，先从套管内穿入引流线，而后使套管缓缓下落直至引线穿出套管。当引线底部应力锥接近套管即将进入套管均压球内时，应避免应力锥受到外力作用，确保其完好无损。套管固定后可安装引流线接头的固定销，高压套管与引线接口的密封波纹盘结构的安装按厂家相关要求进行。充油套管的油标应朝向外侧，套管末屏接地性应良好。

安装冷却装置时，应先将变压器本体上的螺阀关闭，再移除法兰临时封闭板，吊起风冷却器，套上橡皮圈，同时将上、下连管法兰螺栓拧紧。在浴油泵的出口联管上安装流速继电器，轴向保持水平。风扇的连接电缆应采用耐油的绝缘导线，并将其固定在油箱的支架上。风扇的风向应朝向冷却器。

储油柜的安装包括安装胶囊、胶囊注油、储油柜就位和储油柜注油四个步骤。

安装胶囊前，应检查密闭性，可向其内部充一定压力（约0.002MPa）的干燥气体查看是否漏气。检查通过后将其安装在储油柜内，方向与储油柜保持一致。随后挤压胶囊排除内部的空气，并通过油位计呼吸塞向胶囊注油使油面恰好升至玻璃内。胶囊注油完毕后就可以将储油柜吊至相应位置，并安装通油管道。最后向储油柜注油并安装呼吸器。

安全气道以及净油器在安装前都应保持内部清洁。气体继电器安装前需由继保人员进行调试，确保其动作的可靠性与选择性。

温度计安装前应进行校验，保证其信号触点动作正确。温度计若为绕组式，则应先进行整定；若为插入式，则插座内应清洗干净，并注入变压器油，密封良好；若为信号式，则其细金属软管扭曲半径不得小于 50 mm。

以上附件都安装完毕后，就可通过储油柜上的添油阀对变压器补充油。至此变压器的安装调试工作结束。

三、GIS的安装调试

1.GIS的安装

为了避免二次返工，确保GIS一次性安装到位，应按照一定的顺序对各部件进行安装。正确的安装顺序为：地面轴线定位、间隔就位、模块拼装、气室真空抽气、气室充六氟化硫气体、二次电缆敷设、二次接线等。[3]

在对气室进行操作之前，先用吸尘器清理安装区域的灰尘杂质，而后打开气室清洁GIS部件，包括所有要进行安装的金属部件和密封面，如导体连接面、连接体、保护罩以及法兰的密封面和O型槽等。在对这些部件进行清洗时，应选用浓度为99.7%的工业乙醇和不起绒毛的棉布。

在连接法兰时，要对其连接面进行检查、清洁，必要时需进行一些处理。法兰的连接包括密封面连接和O型面连接。若为密封面，则应检查其表面是否完好，若有擦伤或损伤，应先用细砂纸磨光擦伤处并清洁密封面后再进行安装。安装O型面前必须对其仔细清洁，安装时将O型圈均匀压入密封槽。在此过程中要注意避免密封胶圈移位，同时法兰面的清洁工作一定要到位，否则有可能引起二次甚至多次返工。

在对气室充气前必须将气室内部抽成真空。一般而言，GIS的单个模块即为一个独立的气室。在模块拼接后，即可对气室进行真空抽气。气室内部抽成真空后，就可向气室内充入六氟化硫气体。

以上工作全部完成后，即可由保护安装人员敷设二次电缆，并且进行接线。

2.GIS的调试

GIS的调试可以分为一次调试和二次调试。其中一次调试包括一次回路直流电阻试验、气室密封性检验、微水含量测量、避雷器检查、接地检查；二次调试主要有二次回路试验、六氟化硫气体密度继电器校验、PT/CT伏安特性试验、开关/刀闸操作试验等。

（1）一次回路直流电阻试验。该试验的目的是检验GIS内导体的连接头是否安装正确，各个连接部分接触是否良好，是否满足额定载流要求。通常采用的方法是直流降压法。为了减小测量误差，测量时电压测量线应在电流输出线内侧，且其接线位置应正确。

（2）气室密封性检验。气室的密封性直接关系到变电站的正常运行以及工作人员人身的安全，因此在安装工作结束后要对气室的阀门、接头、表计、法兰面接口等部位的密封性进行检查。

（3）微水含量测量。六氟化硫气体中的微水含量直接影响其纯度和绝缘性能，因而需要采用微水检漏仪对气室中六氟化硫气体的微水含量进行检测，确保气体质量合格。根据相关行业标准，[4]断路器灭弧室气室内的微水含量在新装及大修后不超过150PPM，运行时不超过300PPM；其他气室在新装及大修后不超过250PPM，运行时不超过500PPM。

（4）避雷器检查。GIS避雷器不同于普通避雷器，二者结构相差较大。且GIS中的避雷器密封于狭小空间内，因此无法在现场用常规的方法进行检测。在安装前，只需确认避雷器在运输途中是否有损坏即可。对于装有安装震荡/撞击指示器的避雷器，若指示器动作，则应将避雷器返厂检查。安装完成后可通过母线高压试验来检测避雷器。

（5）接地检查。接地检查的任务是检查接地位置是否正确，接地性能是否良好、是否符合规程以及法兰连接处是否按质量要求加装等电位跨接等。

（6）二次回路试验。检查时要求各回路接线正确，导线与端子的连接牢固，绝缘良好。有接地点的二次回路，其接地位置应正确，接地性能良好。各种连锁、闭锁功能应满足设计要求。试验时，可在CT一次侧加一定的电流，用钳形相位表检查各导线上的电流值是否正常，以此判断二次接线是否正确可靠。

（7）六氟化硫气体密度继电器校验。此项的内容主要是校验继电器的动作特性，包括可靠性与选择性，即当达到定值后继电器要可靠动作，同时未达到定值时继电器保持不动。

（8）PT/CT伏安特性试验。通过试验测试PT、CT的变比，以及伏安特性，以检查PT、CT是否满足要求。可在互感器一次侧加一定值的电压或者电流，测量二次侧得到的电压和电流，以此验证变比。伏安特性可用专门的测试仪测得。

（9）开关/刀闸操作试验。开关测试主要测试的是控制回路和辅助回路的绝缘电阻、断路器的分合性能、动作时间以及防跳功能。刀闸试验主要检验刀闸能否正确分合。

四、结语

变压器是变电站的核心设备，而对于装有GIS设备的变电站而言，成套的GIS设备也有举足轻重的地位。变压器、GIS设备能否正常运行，一方面取决于日常的监控维护，但运行前的安装调试更显重要。如果在前期的安装调试中埋下隐患，将直接导致投运后的异常甚至事故。因此，对从事电气施工的人员而言，有必要学习、掌握、积累变压器和GIS的安装调试技能和经验。

参考文献：

[1]李渝.浅谈电力变压器的安装调试技术[J].机电信息,2010,(30):50-51.

[2]吕林强.变压器的安装调试运行技术措施[J].煤炭技术,2009,28(4):37-38.

[3]王琴.电力系统中变电站GIS设备安装与调试[J].中国新技术新产品,2011,(21):142-143.

[4]D13T596-1996,电力设备预防性试验规程[S].