江苏省电力公司加强气体绝缘金属封闭开关设备全过程管理规定编制说明

附件2江苏省电力公司加强气体绝缘金属封闭开关设备全过程管理规定编制说明一、编制过程2008年12月，省公司生技部成立编制工作组，针对近年来气体绝缘金属封闭设备出现的问题，结合基层单位的检修、运行经验，开始编制《规定》的初稿。2009年2月，召开研讨会，邀请基层单位开关专职和部分生产厂家技术人员对初稿进行讨论，明确了《规定》的框架，以及需要进一步完善的相关内容。2008年3月，经过进一步修改，确定了《规定》（征求意见稿）。2008年4月，将《规定》发送本部相关部门、各基层单位和主要设备生产厂家征求意见，对《规定》再次进行修订，形成《规定》（送审稿）。2009年5月26日，在南京召开《规定》审查会，邀请国内知名专家和部分厂家技术人员参加，根据审查意见再次进行修改和整理，形成《规定》（报批稿）。二、主要内容本《规定》由九个部分组成，各部分主要内容如下：1.适用范围：明确了《规定》适用范围。2.参照标准：列出了本规定制定过程中参照的相关技术标准。3.规划和设计：对GIS设备在规划和设计时应采取的技术路线和相关要求进行了明确。4.制造和运输：对GIS制造和运输方面提出了具体要求。5.监造：贯彻华东电网有限公司对主设备的监造要求。6.施工和监理：对GIS设备的施工和监理工作要求进行了明确。7.验收和运行检测：对GIS设备验收内容和运行检测的标准进行了明确。8.检修：对GIS设备的检修要求进行了明确。9.备品备件：对GIS的备品备件的管理进行了明确。10.报废与更新：对GIS设备的报废与更新进行了明确。三、具体条款释义3.2为提高GIS设备的运行可靠性，一般考虑尽量布置在户内。必须布置在户外的，优先考虑H-GIS设备。从目前的运行经验来看，户内GIS安装、运行条件较好，便于控制安装质量，其发生缺陷的概率也较户外低，检修也较为方便。而H-GIS是介于GIS和AIS之间的具有两者优点的组合式高压电器。它采用了GIS主要设备，但不含母线，其主要特点是将GIS形式的断路器、隔离开关、接地开关、快速接地开关、电流互感器等元件分相组合在金属壳体内，经出线套管通过软导线连接敞开式母线以及敞开式电压互感器、避雷器。与AIS、GIS相比，H-GIS有着如下优点：1）相对AIS其占地面积较小，相对GIS其对设备基础的要求较低，可在尽量保持地貌的情况下布置设备，降低了对环境的破坏程度。以500kV设备为例，与AIS相比，间隔横向H-GIS为28m，而GIS为23.5m，纵向压缩更多。H-GIS通常采用“2+1”方案，如果采用“3+0”方案，则纵向尺寸更可以缩小19%，进一步减小了占地面积。2）H-GIS在使用性能方面具有与GIS相近的可靠性和维护的简便性，在经济上则具有更高的技术经济指标。GIS采用封闭式的母线，造价较高。而H-GIS采用裸露的母线，与GIS相比减少了母线的投资。以一串500kV3/2接线为例，H-GIS与GIS、AIS相比，H-GIS的产品价格比GIS省53%，为AIS的1.5倍。计入地皮费、土方开挖费后，开关站总投资估计比用GIS省45%~50%，比用AIS贵约30%左右，见表1。表1技术经济指标比较项目AISGISH-GIS开关站占地面积A1B1=0.15A1C1=0.46A1开关设备投资A2B2=3.2A2C2=1.5A2=0.47B2计入地价后开关站投资估计A3B3=2.8A3C3=1.30A3=0.5-0.55B3对环境污秽的适应性差好较好运行可靠性较低高高3）安装调试方便。H-GIS的一次部分是在工厂的净化车间完成的，二次控制线是通过航空插头连接的，其航空插头是一一对应的，整体设备可在工厂内完成调试。设备在现场不需要净化处理和抽真空等工艺过程，安装只需要简单的整体组装和固定；二次部分不需要重新进行二次电缆的剥线、对线、做电缆头等工作，也不会发生插错的问题；一般来说，110kV和220kV的设备一天即可安装完成。而GIS现场尚属于半成品，需要进行设备的拼接，对环境和拼接工艺要求较高，现场GIS发生的问题很多与拼接时工艺不过关有关。而AIS施工工作量很大，工期较长。4）维护简便。H-GIS基本属于免维护的设备，断路器和隔离开关的操作机构以及CT、汇控柜都可以进行整体更换，一次设备可分项整体更换。上述元件如果发生损坏问题，一般是退回厂家整体更换，不需要现场处理。GIS虽也属于免维护设备，但一旦发生问题，特别是带母线的GIS，处理影响范围大，往往造成全站陪停，处理工序复杂，用时较长。AIA则需要定期进行维护，特别是暴露在恶劣环境中的隔离开关等部件，经常发生问题。4）目前省内110kV以上变电所大多需要分期扩建，如采用GIS，则各期扩建过程中不同厂家GIS接口问题一直是制造、设计的难点问题，而采用H-GIS设备不存在此问题，在一串内可使用不同厂家断路器单元。5）目前市场上500kV的H-GIS有成熟的合资产品供应，220kV-110kV市场上也有成熟的产品，且H-GIS的技术难度不高，只要能设计、制造GIS，就能生产H-GIS。3.3从提高设备可靠性和节省投资的角度看，如果远景扩建间隔不多，或者短期内即将新增间隔，GIS站在总体设计时建议一次全部上全；如一次上全投资较大，或者短期内无扩建计划，待扩建部分如处于整套GIS的中间位置，其母线及母线隔离开关、接地开关应一次上全。待扩建部分位于整套GIS两侧的，应预留扩建接口，便于扩建。扩建时，原则上应采用和原有GIS相同厂家的同型号产品。1）将位于整套GIS中间的待扩建间隔的母线和母线隔离开关上全，可避免扩建时打开运行母线，缩短停电时间和打耐压的次数，减少对运行设备的影响。待扩建间隔设备应包括对应的控制元件及信号回路，控制元件的安装可采用简易装置降低初始造价，待扩建时再接入其在新汇控柜上的正式位置。2）位于整套GIS两侧的扩建接口，其边间隔的母线应采用隔断盆子，并用带膨胀节的封盖形成终端气室，气室内应充有与母线相同压力的SF6气体，并有相应的密度继电器和监视信号回路。扩建时，因可保留膨胀节，因此运行母线可不用打开，直接连接扩建母线导体与壳体。3）不同厂家的GIS设备拼接需定制转接口，工艺复杂，设备安全责任不好界定。3.4GIS和主变的连接不宜采用油气套管的型式。采用空气套管其分支母线的支架基础应和GIS本体基础一体化，防止不均匀沉降造成设备故障。1）油气套管属于GIS和主变间的硬连接，但两者不在同一个基础上，安装时调整相对位置主要靠膨胀节，一旦有基础沉降超过膨胀节的调整范围，极易发生连接处故障；2）油气套管造价要远较瓷套管高，除了包括GIS厂负责提供的从GIS至主变间的封闭分支母线、油气套管的外壳与内部导体，光是主变厂负责的干式绝缘套管的造价就比常规瓷套管高，一般主要应用于钢厂等重污秽场所；3）油气套管会导致主变和GIS的很多常规试验无法进行，需打开GIS并借助专用试验套管，且总有部分结构是耐压试验无法考验到的；当前对主变近区短路较重视，采用油气套管后主变试验困难。4）油气套管内部结构复杂，通用性差，需专门设计且只针对特定的主变和GIS，一旦油气套管损坏，加工周期较长，如果主变损坏需更换为备用主变，除油气套管需重新设计制造外，还涉及到主变干式绝缘套管的设计和制造，周期更长，运行风险较大。5）GIS对不均匀沉降要求较高。3.53.5.2推荐采用三工位刀闸。GIS因其结构限制，无法采用机械闭锁，一般采取电气连锁。采用三工位刀闸可从根本上预防误操作。3.5.3GIS的母线PT和母线避雷器、电缆进出线的内装线路避雷器、线路PT应设置独立的隔离开关及地刀，以方便试验检修，从节约成本考虑其机构可为手动操作机构；架空进线的线路避雷器和线路PT应考虑采用外装结构。1）节省造价，外置避雷器和PT的造价比内装的要便宜得多，且可安装在进线的门型构架下，不增加占地面积，从统计结果看外装设备故障率并不高，因此从全寿命周期费用的角度来考虑宜外装。2）试验、维护方便，考虑到避雷器、PT的特性，一般GIS耐压试验时必须先将避雷器、PT拆下，耐压试验结束后再装上，在进行电压老练。因此将线路避雷器和线路PT外装，用不着频繁拆装和充放气，省工省时，节约SF6气体，避免污染环境。3）因操作次数不多且只在检修时使用，可为手动机构。3.63.6.1110kVGIS必须采用三相共箱结构，220kV及以上GIS的断路器气室应是独立功能气室，宜采用三相分箱结构，断路器三相气室间不允许采用管路连通；双母线结构的其不同母线的隔离开关应各自设立独立的气室。1）断路器的灭弧室用于开断电流，对气体的灭弧性能要求高，而开断电流特别是短路电流时产生的气体分解物可能通过连通管道相互污染，特别是某相发生开断失败时。2）双母线结构的母线隔离开关如处于一个气室内，一旦其发生故障将造成全站停电。3.6.2独立气室（含用管路连接的相邻气室）的最大长度设置应充分考虑检修维护的快速性和方便性，每个独立气室内的SF6气体总量应不超过300kg。主要考虑抽真空方便，同时一旦发生故障，气体处理量减少一点，需清理的部分少一点，提高工作效率，降低对环境的波怀。3.6.3厂家在投标时应提供确保GIS安全运行的最低SF6气体功能压力值，该值应小于SF6气体压力报警值。考虑到运行需要，非断路器气室只有报警信号，一旦发生SF6气体泄漏，现场需判断是否需要立即停电，同时针对轻微气体泄漏一般首选带电补气，提供上述数值对确保安全至关重要。3.6.4电缆出线间隔的电缆仓的布置要满足实际需要的大直径电缆的安装要求。根据电缆安装的规程的要求，1600mm2以上的电缆要求就位安装（一般是电缆筒安装到位后，电缆头插入；就位安装是电缆先安装到位，电缆筒落下去凑电缆）。这种安装方式对GIS来说就要提出以下要求：1）电缆筒必须在最外侧（如果一次布置采取隔离开关-进线电缆筒－压变避雷器闸刀－压变（避雷器）的方式，安装电缆时压变、避雷器仍要全部拆下）。2）电缆筒设计时应考虑电缆就位安装条件下安装的方便性（电缆筒直接从上落下安装，水平能有的位移空间很小，应当考虑电缆筒外壳先拼接后装导体连接的可能性）。3.7500kVGIS宜考虑预安装在线局部放电检测传感器，方便安装过程中和运行后的局部放电检测。传感器的类型和制造厂家由GIS生产厂家建议供用户确认。1）局部放电是反映GIS绝缘性能的重要参数之一，它是GIS绝缘劣化的征兆和表现形式。检测GIS局放能发现其内部早期的绝缘缺陷。现阶段常用的监测方法是电测法和非电测法，非电测法主要有超声波法和特高频法。2）超声波法是通过设置在外壁的压敏传感器收集超声放电信号并对信号进行分析。超声波法的优点是灵敏度高，抗电磁能力强，成本低，适应于现场测试；缺点是仪器操作复杂，需要有经验的人员进行操作，如果需要对故障精确定位时，所需要的传感器过多。3）特高频法就是利用传感器接受局部放电所激发的电磁波，并对电磁波进行分析的一种方法。另外在特高频范围内（400~3000MHz）提取局部放电产生的电磁波信号，大大减少了外界干扰信号（干扰信号的频率多在400Mhz以下），可以极大地提高GIS局部放电检测（特别是在线检测）的可靠性和灵敏度。由于特高频信号在GIS衰减较快，且目前很多厂家的绝缘盆子采用了金属边阻断了特高频信号的外泄通道，因此在GIS内部预装特高频探头更有利于局部放电信号的检测，可以测量并精确定位一些微小的局部放电。但内部安装探头造价昂贵，技术现在还不够成熟，特高频探局部放电检测也没有相关标准，对内部存在的疑似局放现象不好明确判断。4）建议先在价格昂贵的500kVGIS内预装在线局部放电检测探头，一方面控制了建设投资，另一方面也便于运行中监测，积累经验。3.93.9.1联锁回路电源必须独立设置，分/合闸闭锁回路宜分别设置，所有联锁回路必须采用设备的机械硬接点来构成，不得采用中间继电器进行拓展。1）国网十八项反措中规定不得采用重动继电器。2）对于弹簧机构的断路器，其储能回路和未储能闭锁回路应采用储能机械硬接点实现。3）部分厂家提出对于间隔数量超过10个的GIS工程，断路器和隔离接地开