gis設(shè)備現(xiàn)場安裝技術(shù)

gis設(shè)備現(xiàn)場安裝技術(shù)

0gis設(shè)備設(shè)計概述中國中后期的特高壓電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃已列入中國中長期發(fā)展規(guī)劃，具有廣闊的發(fā)展前景，對能源和能源行業(yè)產(chǎn)生了深遠影響。在我國首條交流特高壓試驗示范線路中，1000kV晉東南變電站采用了1100kV氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(gasinsulatedswitchgear,GIS)。該設(shè)備是世界上首次投入商業(yè)運行的特高壓交流GIS設(shè)備。鑒于該工程的重要意義，項目建設(shè)單位十分重視現(xiàn)場管理，不允許產(chǎn)品安裝質(zhì)量和實物質(zhì)量出現(xiàn)任何差錯，以保證一次投運成功。為此，項目建設(shè)單位與設(shè)備廠家、施工單位、監(jiān)理單位、運行單位共同對施工全過程中的責任分工、技術(shù)準備、組織、現(xiàn)場管理、施工工藝等進行了多次交流與討論。在執(zhí)行相關(guān)國網(wǎng)導(dǎo)則的基礎(chǔ)上，結(jié)合以往經(jīng)驗及產(chǎn)品特點，參考國外專家的意見，形成一套健全的組織控制體系，提出了保潔施工方法，即對安裝區(qū)域采取封閉管理，對接工作面采用防塵房。元件采用三維精確定位，并在施工中實施和完善，保障了施工質(zhì)量和進度。本文將對各項控制措施進行詳細介紹，以便為今后的工程建設(shè)提供參考。1設(shè)備的概論和技術(shù)特點1.1主要設(shè)備主接口設(shè)備該設(shè)備由我國自主研制，主接線為一進一出，共2個間隔，包含2臺斷路器、5組隔離開關(guān)、8組接地開關(guān)、3支避雷器、6支套管以及500多m長的管道母線。設(shè)備主接線見圖1，總體布置見圖2，其中：GCB為斷路器；LA為避雷器；ES為接地刀閘；DS為隔離開關(guān)。該設(shè)備長度達62m，寬度達45m，最高處(套管)達17mㄢ1.2主管線開斷系統(tǒng)晉東南站1100kVGIS額定電壓為1100kV，額定短時耐受電流為50kA，額定電流為8kA(主母線)/6.3kA(進出線回路)。斷路器斷口數(shù)為2，額定短路開斷電流50kA，首相開斷系數(shù)1.3，其分閘時間≤30ms，合閘時間≤120ms，每相分、合閘并聯(lián)電阻值600?。通過5000次機械穩(wěn)定性試驗，操動機構(gòu)為液壓型式。1.3動物模件設(shè)計該站1100kVGIS主要技術(shù)特點包括：1）斷路器的滅弧室采用主斷口與電阻斷口并聯(lián)開斷的雙斷口設(shè)計，有效降低了分、合操作時產(chǎn)生的系統(tǒng)過電壓。主斷口采用動觸頭帶動靜觸頭反向運動的雙動結(jié)構(gòu)，開斷性能優(yōu)異。2）斷路器采用液壓操動機構(gòu)，液壓操動機構(gòu)為整體模塊式構(gòu)造，無管路、無滲漏，外觀簡潔，機械壽命達到5000次。3）隔離開關(guān)采用帶有并聯(lián)電阻的結(jié)構(gòu)，有效降低了操作時的過電壓。動觸頭設(shè)有消弧裝置，開斷環(huán)流能力達到8kA/400Vㄢ4）為便于安裝、運行和維護，在設(shè)備的適當位置設(shè)置了波紋管，以方便安裝調(diào)整，滿足地基不同的沉降要求，以及應(yīng)對由溫差引起的熱脹冷縮的影響，為此部分支撐采用滑動模塊。5）該GIS采用自動監(jiān)測裝置，能夠?qū)嗦菲鳈C械特性、滅弧室弧觸頭的損耗、氣體壓力、局部放電、故障位置等參量進行監(jiān)控。1.4元件安裝工期緊，誤差大，要求高特高壓GIS設(shè)備體積龐大、重量大，共拆分為108個單元進行運輸，給現(xiàn)場安裝管理帶來前所未有的挑戰(zhàn)。其安裝技術(shù)要求嚴、風險高，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：1）對基礎(chǔ)要求嚴，整個GIS基礎(chǔ)長74m，寬47m，內(nèi)部設(shè)置近200個預(yù)埋件，所有相鄰預(yù)埋件的標高誤差不超過±2mm，各預(yù)埋件的中心偏差不超過±5mm，基礎(chǔ)施工難度大。元件安裝時，要求三維空間位置偏差不超過±2mm，需較高的施工技術(shù)與測量技術(shù)。2）現(xiàn)場安裝對周圍環(huán)境要求嚴且為戶外布置。3)GIS元件重(最重達36t)，但吊車只能在基礎(chǔ)之外，起吊半徑達到30m，對接難度大、風險高。4）為便于安裝、維護，多個部位采用可拆卸結(jié)構(gòu)，需現(xiàn)場對接，安裝難度大?，F(xiàn)場對接面多達106個，安裝周期長，需有效工作日3個月之久。5）現(xiàn)場進行1100kVGIS對接在國內(nèi)尚屬首次，沒有成熟的經(jīng)驗可以借鑒。2安裝和安裝設(shè)備的責任2.1現(xiàn)場安裝組織機構(gòu)為完成晉東南特高壓GIS設(shè)備的吊裝、安裝、試驗和調(diào)試工作，根據(jù)本安裝工程的規(guī)模、特點和難度，組建了經(jīng)驗豐富、高效的安裝隊伍，形成的現(xiàn)場安裝組織機構(gòu)見圖3ㄢ2.2現(xiàn)場安裝過程的配合在項目建設(shè)單位的組織下，對設(shè)備現(xiàn)場管理明確了以下責任界面：1）現(xiàn)場安裝由GIS生產(chǎn)廠負責，施工單位配合，監(jiān)理單位旁站，運行單位參與見證。2)GIS生產(chǎn)廠家負責向安裝單位提出整體安裝進度計劃，提出每日進度、工作內(nèi)容、工器具及人員的準備，負責保證GIS的安裝質(zhì)量、性能和工期滿足合同要求。3）安裝單位負責按照生產(chǎn)廠家提出的具體工作內(nèi)容及要求提供配合現(xiàn)場二次倒運、吊裝、常用工具、試驗等工作的人員和設(shè)備。4)GIS生產(chǎn)廠家負責現(xiàn)場組裝的技術(shù)指揮和質(zhì)量。安裝單位負責現(xiàn)場人員設(shè)備的組織及總體協(xié)調(diào)，確?，F(xiàn)場各部門協(xié)調(diào)一致按計劃完成工作，負責GIS安裝現(xiàn)場的安全、環(huán)境的保衛(wèi)和日常管理。5）參加GIS設(shè)備安裝的所有人員必須經(jīng)相關(guān)專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)合格，責任心強。6）各類設(shè)備必須按設(shè)備操作規(guī)程操作或在廠家人員指導(dǎo)下進行，否則造成的損失和誤工由操作者所在單位負責。2.3安裝分工界面2.3.1與接線板及地下主接地網(wǎng)的連接套管、接線板及均壓環(huán)由GIS廠家負責供貨及安裝，接線板以上部分及其與接線板的連接由安裝單位負責。GIS殼體接地點與地下主接地網(wǎng)之間的接地連接線，在GIS基礎(chǔ)以上的部分由GIS廠家負責供貨，由安裝單位負責安裝。GIS底架與GIS基礎(chǔ)之間的焊接和螺栓連接由安裝單位負責。2.3.2鎖回路、電源環(huán)網(wǎng)回路GIS本體至就地控制柜之間以及就地控制柜與就地控制柜之間的聯(lián)鎖回路、電源環(huán)網(wǎng)回路的電纜由GIS廠家負責供貨，并向設(shè)計院提供二次配線圖、電纜規(guī)格。就地控制柜至主控室之間的電纜由施工單位負責供貨。所有二次電纜的現(xiàn)場敷設(shè)及配線由安裝單位負責完成。2.3.3gis設(shè)備安裝單位的準備GIS現(xiàn)場安裝均在防塵房內(nèi)進行，防塵房由GIS廠家提供，安裝單位負責提供滿足GIS防塵房內(nèi)環(huán)境要求的設(shè)備，生產(chǎn)廠家負責提供檢測設(shè)備。安裝單位負責GIS設(shè)備組裝前的所有準備工作，包括基礎(chǔ)尺寸檢查、間隔中心線的地面標記，各種安裝調(diào)試設(shè)備準備就緒。GIS的對接、精確就位由廠家負責，安裝單位配合。抽真空、充SF6氣體工作由安裝單位派專人操作，GIS廠家負責確認。2.4調(diào)試過程的分工GIS設(shè)備所有常規(guī)交接試驗、特殊試驗調(diào)試在GIS廠家人員指導(dǎo)下由安裝單位完成，見表1ㄢ2.5設(shè)備和工具的提供此部分包含特殊設(shè)備、組裝工具、試驗儀器的分工，表2列出了設(shè)備明細，確定了負責提供單位。3現(xiàn)場環(huán)境控制措施3.1增強推動gis施工在GIS安裝前，所有GIS場地內(nèi)的土建工作應(yīng)完成。安裝現(xiàn)場周圍20m內(nèi)裸露的土石方上需鋪設(shè)石子或加蓋防塵網(wǎng)并灑水，防止揚塵施工。通往GIS場地的運輸通道應(yīng)暢通無阻礙。GIS安裝現(xiàn)場采取封閉管理，周圍架設(shè)高度為3m的圍欄，圍欄四周設(shè)置防塵網(wǎng)。入口及場地內(nèi)設(shè)專人負責衛(wèi)生，規(guī)范人員出入要求，人員進出需換鞋，非工作人員進入須穿鞋套，保證安裝現(xiàn)場干凈、清潔。3.2工作環(huán)境要求現(xiàn)場GIS元件對接在防塵房內(nèi)進行，其工作環(huán)境應(yīng)符合如下要求：相對濕度小于80%；防雨、防塵、防風；5～25℃可調(diào)環(huán)境溫度；潔凈度≤20CPMㄢ3.3回吊回吊GIS元件對接時采用防塵房，其外部罩有外套，防止與外部產(chǎn)生空氣流動，各部分由粘扣連接在一起。在兩側(cè)設(shè)有可供人員進出且密封良好的門簾。門簾外裝有過渡間，供安裝人員更換連體服、鞋帽時使用，過渡間的外套材料與防塵房相同。防塵房由可拆卸框架組成，以便在現(xiàn)場拼接，其頂部裝有吊環(huán)，供起吊移動使用?？紤]晉東南站1100kVGIS的結(jié)構(gòu)，需3種不同規(guī)格的防塵房，以完成現(xiàn)場安裝。1號防塵房用于套管底座、套管的對接；2號防塵房用于斷路器、隔離開關(guān)的對接；3號防塵房用于分支母線對接。防塵房內(nèi)設(shè)備包括：1)AC380V、AC220V電源板和常用工具及存放工具的小車；2）干燥空氣發(fā)生器、干濕溫度計、空調(diào)、大功率吸塵器、潔凈度測量儀；3）工作平臺、爬梯(視產(chǎn)品高低而定)；4）裝配特殊工具(視產(chǎn)品情況而定)；5）地面鋪設(shè)防塵墊，確保在無塵狀態(tài)下進行安裝作業(yè)。工作人員進入防塵房前，在過渡間內(nèi)穿戴防塵服、帽和鞋。對帶入防塵房的任何物品、工具，在房外預(yù)先做清潔處理。產(chǎn)品進入防塵房前，要擦凈其表面的灰塵和污垢。對所有攜帶出入防塵房的物品、工具進行登記、簽名。工作時拉開的搭扣和打開的對接口要及時封好。每天下班前對防塵房進行保潔工作。4安裝現(xiàn)場維護過程管理4.1現(xiàn)場安裝準備及過程現(xiàn)場技術(shù)準備是安裝工作的核心，主要包括編制現(xiàn)場安裝指導(dǎo)書、現(xiàn)場安裝說明書、現(xiàn)場安裝檢查記錄卡和現(xiàn)場試驗檢查程序等技術(shù)文件，并對施工人員在生產(chǎn)廠、工地進行培訓(xùn)、交底，現(xiàn)場設(shè)備的安裝按照其要求進行有序的就位、對接和試驗。現(xiàn)場安裝指導(dǎo)書的內(nèi)容包括：1）現(xiàn)場安裝總體策劃、單元劃分和安全要求；2）安裝條件和安裝前的準備；3）現(xiàn)場安裝操作規(guī)程和安裝流程；4）現(xiàn)場試驗檢查計劃和試驗檢查程序；5）現(xiàn)場安裝進度計劃。現(xiàn)場安裝說明書包括現(xiàn)場安裝順序說明、現(xiàn)場施工總圖(包括現(xiàn)場支架、導(dǎo)流排、檢修平臺、配管等圖紙)、單元對接圖共3部分內(nèi)容?，F(xiàn)場安裝記錄卡包括貨物交接記錄卡、產(chǎn)品對接記錄卡、波紋管調(diào)整記錄卡、氣體處理記錄卡、吸附劑更換記錄卡、配管記錄卡、二次配線記錄卡。按文獻及產(chǎn)品技術(shù)要求編制了現(xiàn)場試驗檢查記錄項目，包括：1）構(gòu)造與外觀檢查；2）主回路電阻測量；3)SF6氣體密封性試驗；4)SF6氣體含水量測量；5）密度繼電器試驗；6）斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)試驗；7）電流互感器試驗、避雷器試驗、套管試驗；8）控制柜試驗；9）控制回路和輔助回路絕緣試驗；10）主回路絕緣試驗。4.2強化四無管理現(xiàn)場總裝是設(shè)備生產(chǎn)的最后一道工序，需要將生產(chǎn)廠在內(nèi)部的管理要求移植到現(xiàn)場，即要求所有的現(xiàn)場作業(yè)人員要嚴格貫徹“四無管理”和“5S管理”，并將其作為裝配作業(yè)質(zhì)量保證。四無管理是指無異物產(chǎn)生、無異物混入、無異物殘留、無螺栓忘記緊固。5S管理即整理、整頓、清掃、清潔、修養(yǎng)。5S管理的核心是員工的自覺性及修養(yǎng)，在現(xiàn)場要求每個安裝人員工作做到日清日潔。另外，還確定了進駐現(xiàn)場人員的分工職責、建立每日考勤制度和工作日志匯報制度。每天安裝前應(yīng)明確當日工作要點，并寫在看板上，下班時進行總結(jié)并明確次日的工作計劃。制定施工安全注意事項和安全檢查內(nèi)容，并且每日巡視檢查，做到及時預(yù)防糾正。要求對現(xiàn)場安裝的所有相關(guān)人員進行安全培訓(xùn)和交底，并要求參加人員進行理解性復(fù)述。4.3gis的安裝安裝GIS前需對其基礎(chǔ)進行驗收，確認該1100kVGIS設(shè)備基礎(chǔ)滿足設(shè)計和廠家安裝要求。按現(xiàn)場安裝指導(dǎo)書的策劃，首先安裝斷路器，現(xiàn)場安裝斷路器就位時應(yīng)滿足表3要求，并作好安裝、檢查記錄。斷路器就位后，對接與其相聯(lián)的隔離開關(guān)，所有現(xiàn)場對接均在防塵房內(nèi)進行，對接前測量潔凈度。對接前,連接面應(yīng)進行清潔處理。對已就位的元件用經(jīng)緯儀測量并精確定位。完成全部GIS元件安裝后，最后安裝套管，套管起吊過程見圖3。要求由2臺起重機用安裝工具起吊套管的兩端；起吊時起重套管底部的起重機緩緩落下，頂部起重機緩緩上升，最后使套管到達垂直位置。吊裝完成后再安裝屏蔽環(huán)。每次對接后測量回路電阻，對于斷路器，還要在對接前利用大電流升流器進行電流互感器特性的測量。每次安裝完成后按規(guī)定要求進行氣體處理。在安裝期間，根據(jù)設(shè)備安裝的進度邀請了各專業(yè)設(shè)備廠家(如NGK、ETA)的專家到現(xiàn)場進行指導(dǎo)，同時還聘請了東芝專家全程參與GIS的安裝。圖4是安裝完成的GIS總體外觀。4.4超聲物流試驗現(xiàn)場試驗按預(yù)先編制的現(xiàn)場試驗檢查記錄項目進行，各項試驗結(jié)果均滿足規(guī)定的性能要求。本節(jié)僅對最重要的絕緣試驗作簡要介紹。現(xiàn)場絕緣試驗采用調(diào)頻諧振加壓的方式進行，分為老練試驗、絕緣耐壓試驗及局放測量3部分。老練試驗時，施加相電壓635kV維持10min，之后升壓至1.2倍相電壓(762kV)持續(xù)5min，再降至相電壓(635kV)進行超聲波檢測，測量完成后降壓到零。絕緣耐壓試驗時，從零升壓至880kV，維持1min。局放測量時，絕緣耐壓試驗之后降至1.1倍相電壓，進行超聲波局放測量以及局放離線測量。依上述程序首先對A相進行試驗，試驗頻率為61Hz，局放測量正常，試驗通過；再對GIS開關(guān)設(shè)備進行了50次現(xiàn)場操作，以檢驗GIS開關(guān)設(shè)備在操作過程中是否有異物影響絕緣；其后再對A相進行絕緣耐壓試驗，GIS設(shè)備均表現(xiàn)出良好的絕緣性能。B、C相絕緣試驗按照規(guī)定的程序進行，試驗均順利通過，標志著特高壓交流工程取得了階段性重要進展。圖5是GIS設(shè)備進行現(xiàn)場絕緣試驗時的情景。5現(xiàn)場安裝管理方面特高壓GIS的現(xiàn)場安裝是一項前所未有的系統(tǒng)工程，工程的順利進展得益于以下幾個方面：1）在