陆上升压站电器设备安装施工关键技术研究_沈建全.pdf

2023 年第 3 期2023 Number 3水电与新能源HYDOPOWE AND NEW ENEGY第 37 卷Vol37DOI:10 13622/j cnki cn42 1800/tv 1671 3354 2023 03 006收稿日期:2022 11 21作者简介:沈建全，男，工程师，主要从事风电工程项目管理工作。陆上升压站电器设备安装施工关键技术研究沈建全1，路旭阳1，徐志飞1，叶兆艺2，王欣怡2(1 浙江华东工程咨询有限公司，浙江 杭州311122;2 浙江大学海洋学院，浙江 舟山316021)摘要:陆上升压站是陆上风电场传输电能的重要组成部分，因此研究其电气设备安装施工技术对升压站稳定运行有着重要意义。以内蒙古某陆上风场 220 kV 升压站施工为对象，讨论、研究了其主变压器系统安装、220 kV 全封闭 GIS 安装施工工艺等。研究成果可为后续陆上升压站施工提供作业与技术上的参考。关键词:陆上风电;升压站;电器设备安装中图分类号:TU71文献标志码:B文章编号:1671 3354(2023)03 0022 04Key Technologies for Installation Construction ofElectrical Equipment in Onshore Booster StationSHEN Jianquan1，LU Xuyang1，XU Zhifei1，YE Zhaoyi2，WANG Xinyi2(1 Zhejiang East China Engineering Consulting Co，Ltd，Hangzhou 311122，China;2 Ocean College，Zhejiang University，Zhoushan 316021，China)Abstract:The onshore booster station is an important part of the onshore wind farm to transmit electric energy Thus，itis of great importance to study the installation construction technologies of electrical equipment for the stable operation ofthe booster station Taking the 220 kV booster station in an onshore wind farm in Nei Mongol Autonomous egion as thestudy object，the installation of its main transformer system and the installation construction technologies of the 220 kVfully enclosed GIS are discussed It can provide operational and technical reference for the construction of similar on-shore booster stationsKey words:onshore wind power;booster station;installation of electrical equipment随着双碳目标的提出，我国的能源转型加快。风能作为清洁高效的能源，受到越来越多的重视1 2。风电行业因此进入大力发展的阶段，其中，陆上风电在风电项目中占有较大的比例3 4。陆上风电所产生的电能需要经过升压站的转换，因此升压站是风电场运输电能的一个重要部分。升压站的电器设备安装对升压站整体稳定运行有着至关重要的作用。目前，大部分学者主要对海上升压站开展研究5 8，对陆上升压站的研究较少9 10，而由于研究陆上升压站电气设备安装施工对风电场稳定输送电能有着重要作用，因此，本文结合内蒙古某风电场工程项目，对陆上 220 kV 升压站的电器设备安装施工技术进行了研究，对其进度、质量、安全控制等方面进行系统化归纳，对陆上升压站建设施工具有一定参考意义。1工程概况本工程设置 2 个 220 kV 升压站，分别为南区升压站和新区升压站，2 个升压站基本相同。根据风电场总体规划，南区升压站位于风电场中部，T076 号机位西侧约 1 4 km，南区升压站征地尺寸为 120 m 150 m;新区升压站位于风电场南部，T161号机位东北侧约 1 2 km，新区升压站征地尺寸为120 m 150 m。2主变压器系统安装21主变本体卸车就位1)主变外观检查及卸车。主变压器到达现场后，22沈建全，等:陆上升压站电器设备安装施工关键技术研究2023 年 3 月选用推顶装置卸车就位;卸车前应及时进行外观检查:查看本体外观是否完好、油箱及所有附件齐全，无锈蚀及机械损伤，密封良好，油箱钟罩法兰及封堵板联接螺栓应齐全紧固，无渗漏。对于充干燥气体运输的变压器，油箱内的气体压力应设置有压力监视表计，且压力应在0 01 0 03 MPa 范围内。同时核对冲击记录仪，检查并记录变压器在运输过程中的受冲击情况。2)主变安装就位。变压器就位前需对变压器基础的轴线进行核查复测，确保变压器摆放位置准确，核对变压器方向要正确，高压侧对着 110 kV 配电装置。就位采用人工利用推顶装置就位。主变安装就位图见图 1。图 1主变安装就位图22绝缘油的接收、处理和排出首先对变压器本体内的绝缘油和厂家补充油进行简化分析，确保来油质量，然后用真空滤油机将补充油打入准备好的大油罐里，并进一步过滤，使油完全达到规定的标准。采用真空滤油机，将变压器本体内部的绝缘油通过下油阀门排放到已准备好的大型油缸中，以便对其进行检测和过滤。23吊罩及器身检查1)变压器的器身检查可采用吊罩或不吊罩直接进入油箱内进行检查两种方法。吊罩检查:用75 t 汽车吊进行吊罩，注意应缓慢平稳起吊，器身与油箱壁不得碰撞。不吊罩检查:在进入储罐之前，工作人员要先检查储罐中的氧气含量是否超过 18%。工作人员身上不能带与工作无关的物品，并对所带工器具进行认真清点，不得遗漏在油箱内。2)器身检查。变压器进行器身检查时，周围环境温度不能低于 0，器身温度不能低于周围环境温度。检查螺栓是否紧固，铁芯是否变形，绝缘是否完好，分接开关是否接触良好、转动灵活、铁芯一点接地可靠。检查完后，应使用合格的变压器油，将油箱底部清洗干净，不要留下任何残渣。箱内的阀门必须能灵活地打开和关闭，并能正确地显示。24真空注油在确定相关的安装工作结束后，将变压器的内部抽干，并检查连接部件的密封状况，直到达到预定的真空状态(8 h 或更长)，然后将合格的变压器油注入到预定的位置并持续 4 h 以上。25补注油、排气在变压器上加油，从各个出气塞处进行排气，直至油枕完全充满油，并进行泄漏测试，合格后，由各个出气塞排出;然后把油面调至标准的油面。加油后，保持48 h 或更长时间。48 h 后，对油样进行检测。26热油循环在热油循环过程中，滤油机加热脱水缸的温度，要控制在 60左右，而油箱的温度不能低于 40。循环路线从变压器的底端到真空过滤器，再从真空过滤器到变压器的顶部。循环速度是 2 5 m3/h，热油循环时间不少于 48 h。主变热油循环示意图见图 2。图 2主变热油循环示意图在热油循环完毕后，应将注油阀关闭，并打开变压器压器所有组件、附件和管路的放气阀。应该进行多次的排气直到剩余的气体全部排出。32水 电 与 新 能 源2023 年第 3 期27整体密封试验在变压器补充注油完毕后，应对变压器作整体密封试验，采用油压法，以0 03 MPa 压力，对变压器内部加压，维护 24 h 无渗漏。试压时亦可采用如下方法:在事故放油阀上装一盖板，盖板上焊一根镀锌钢管，其高度超过油枕 1 m。3220 kV 全封闭 GIS 安装31间隔主体拼装1)间隔主体拼装时，以三相母线筒为基准逐极安装。2)对其中任一间隔进行确切定位(建议从中间桥路间隔开始)，使其纵向中心线与先前所做纵向定位中心线标志重合，汇控柜侧的底架槽钢与土建预埋基础槽钢外缘对齐。完毕后，在四角处进行焊接固定。3)打开已定位和紧后安装的间隔主体三相母线筒堵板，进行以下项目检查:母线表面和母线筒内壁应平整光洁，无毛刺;所有导电杆与导电触座应无松动现象;母线支柱绝缘子应无裂纹、破损和松动;发现任何缺陷应及时处理，合格后再行拼装;去掉三相母线筒固定所用的焊接铁块，并打磨光洁。4)三相母线筒法兰密封面必须按照下述规则进行处理:取出母线筒法兰密封面 O 型密封圈，用工业汽油清洗、擦拭法兰密封面、密封槽，去掉保护脂;用绸布仔细清擦连接法兰面上的微小尘沙、棉毛、杂物;用酒精将 O 形密封圈仔细清洁，并对其进行严密的检查以确定是否有瑕疵和杂质;用干净的手指在密封槽中均匀涂抹 7501 型硅油，然后将其填满干净的 O 形圈，在 O 形圈上均匀涂抹 7501 型硅油，并在密封槽的外法兰密封面上涂上 603 密封胶;按上述方法处理相邻间隔母线筒(或三相母线筒)法兰密封面;将相邻间隔或母线筒的法兰密封面清理完毕后，将对应的导电杆(3 只)一端触头插入已定位间隔的母线触座内，利用倒链及跨顶调整相邻间隔主体，使其母线筒与已定位的间隔母线筒法兰合拢，母线筒内三相导电杆的另一端触头可靠插入合拢间隔的母线触座内;合拢后应检查调整间隔的纵向中心线与所划定位中心标志线重合，母线筒中心轴线与已定位间隔母线筒重合，连接法兰面要求平行吻合，紧固螺栓必须对称均匀拧紧。32测量回路电阻1)用直流电压降法(每相通 100 A 直流)对设备各相测回路电阻，其阻值不应大于各相各元件回路电阻及所有连接插头电阻总和的 110%(不超过规定值1 2 倍)。2)各元件的回路电阻:断路器为80;隔离开关为 80;三相母线筒为35。33SF6气体的充注1)检查各间隔气室单元的气道管路连接良好，法门密封可靠，确认无泄漏现象。2)各气隔的干燥处理。吸附剂干燥:将细铜网制成袋形，用铜网袋填满吸附剂(吸附剂的质量通常为 10%)，置于恒温炉内进行烘干，在 200 下放置4 h。装入吸附剂:将干燥处理后的吸附剂连同铜网袋尽快(30 min 内)装入需要充入 SF6气体的气隔中密封，在 1 h 之内，对该气体进行抽真空。对预充SF6气体的气室抽真空处理:真空泵进口与气室进口阀门密封对接，关闭预充 SF6气室进口阀门，对抽真空设备管路自身的气体管路抽真空至 20 Pa(检验真空泵的抽气性能)，然后缓慢开启气室进口阀门，对预充气气室抽真空至20 Pa，关闭真空泵。将气室内充入额定压力的的混合气体(为 10%SF6气体加高纯氮气，高纯氮气微水应小于 20 PPm)。充入混合气体的气室用局部包扎法将各法兰联接部位用塑料薄膜包扎，静止 24 h 后，测量气室各连接部位气体泄漏量及气室内混合气体的微水含量。被测气室的气体泄漏量标准及微水含量符合标准后将混合气体用放气管排出，当气室压力降为零表压后，在对本气室抽真空至20 Pa，即可将合格 SF6气体充入该气室至额定压力。混合气体微水含量或气体泄漏超标时，要将混合气体排出，再对气室抽真空至 20 Pa 重新充入高纯氮气进行水分置换。对泄漏点处理结束，测试微水合格后，再充入 SF6气体至额定压力。对充入额定压力的SF6气体须静置 24 h 后方可进行检漏及微水测量，各气室单元 SF6的额定压力微水含量值见表 1。42沈建全，等:陆上升压站电器设备安装施工关键技术研究2023 年 3 月表 1SF6气体的额定压力及微水含量表检查项目断路器气室隔离开关、接地开关气室三相母线筒ZF4 126L2电流互感器进出线气室额定压力(20表压)/MPa0 60 30 30 30 3SF6气体微水微水含量(V/V)/ppm150250250250250SF6气体年漏气率/%1111134SF6气体检漏