（新疆额河建管局）
摘要：我公司110kV开关站充油设备老化、绝缘性低，在运行中存在各种隐患，加上开关电气技术蓬勃发展的今天，无油设备以安全性高、维护量小、较高的性价比逐渐取代充油设备。文章对110kV开关站无油化改造进行探讨，分析改造效果及取得效益。
关键词：110kV开关站；设备；无油化改造
110kV开关站作为发电厂与电网连接的桥梁其运行状态直接影响着发电厂设备及电网的安全与稳定。我公司110kV开关站1999年投入运行，部分充油设备老化严重，安全性能降低，已不满足电网安全运行的要求。本文主要从开关站一次设备的改造和维护进行探讨，然后通过工程实例对改造效果进行分析，为今后变电站的改造和维护提供借鉴。
1 改造的必要性
高压断路器是输变配电系统中的重要设备，其性能决定了电网能否安全运行，我公司改造前使用的是SW6-110型少油断路器，配CY3型操作机构，电流互感器则采用LVB型充油互感器，均以油为绝缘及灭弧介质。最近几年来，该型号断路器频繁出现绝缘油劣化、操作机构渗漏油、绝缘受潮、分合闸时间超出标准值等问题，互感器也出现绝缘故障的问题，对电网稳定性及发电厂正常运行造成严重影响。少油断路器经过长时间的运行后设备元件老化严重，维护复杂，费用较高，备品备件购置困难，同时少油断路器安全性差，属电网逐步淘汰设备，并且存在着许多缺陷。相对而言，由于新型开关技术的发展，真空断路器、SF6断路器等占地面积小，可靠性高，安全性强，维护工作量小的设备研发和应用都达到了相当高的水平，作为发电厂、变电所等输变电系统的控制和保护开关，亦可作为电力系统的控制和保护之用的联络断路器。目前我公司采用集中控制的原则，厂站采用“无人值班，少人值守”的值班模式，对自动化的要求程度大大增加，因此对机械式隔离开关也需进行改造。涉及的改造设备统计如表1。
2 改造方案的选择
六氟化硫断路器中，SF6气体具有良好的化学稳定性和热稳定性，没有腐蚀性，还具有良好的电绝缘性和灭弧性。同时，SF6断路器纯机械的弹簧操作机构不存在渗漏油问题。基于以上两点，结合SF6断路器的市场反映，此次决定选用SF6断路器。我公司110kV开关站为户外式开关站，结合现场实际，现列举以下两种方案进行比较说明。
方案一 将原少油断路器更换为SF6户外罐式断路器，电流互感器更换为干式互感器，镶嵌在SF6断路器罐体内，隔离开关更换为户外电动隔离开关。
方案二 将原少油断路器、电流互感器、隔离开关及母线整体更换为户外SF6气体绝缘组合式开关电器（以下简称GIS）。
针对以上两种方案，综合分析比较，方案一操作简单，工程量小，施工周期短，改造费用低。方案一采用原来的互感器、隔离开关的基础，只需对断路器基础进行简单处理即可实现，无需增加较大土建施工量，同时只需要一次性停电更换所有母线侧隔离开关，在更换断路器及互感器时无需全站停电，缩短了停电时间。若采用方案二，GIS设备需要将全站长时间停电，所有设备全部拆除更换，设备基础施工工程量较大，投资费用较高，为此本期改造采用方案一。
3 设备选型及施工
3.1 设备的选型
SF6户外罐式断路器系列中的LW30-126T/3150-40型SF6断路器,其额定电压126kV，额定电流3150A，额定频率50Hz，额定短路开短电流40kA，额定雷电冲击耐受电压550kV,储能电机为直流电机，操作机构为弹簧机构。LW30-126T户外高压交流罐式六氟化硫断路器是一种新型自能灭弧结构的产品，配用的CT26型弹簧操动机构，内置电流互感器，结构紧凑，占地面积小。故在110kV断路器无油化改造中采用LW30-126型断路器更换SW6-110型断路器。
本次隔离开关选型为GW4-126DW/2000型高压交流隔离开关，其额定电压126kV，额定电流2000A，额定工频耐受电压250kV，额定短时耐受电流40kA，额定雷电冲击耐受电压550kV，操作机构为SJTKB型电动操作机构。
3.2改造的安装工序和注意事项
（1）拆装母线侧隔离开关。为缩短停电时间，减少发电损失，将所有母线侧隔离开关一次性拆除，并安装事先组装完毕并经试验合格的新型隔离开关及操作机构。
（2）拆卸少油断路器。拆除少油断路器的操作机构及断路器本体，将其整体吊出现场。
（3）安装户外SF6罐式断路器。安装SF6断路器之前应根据断路器支撑底座的尺寸要求，对原少油断路器基础进行改造，拆除多余部分。在安装SF6断路器时一般导电杆等部件均在现场组装，应按照厂家要求或在厂家指导下进行作业，以保证SF6断路器的安装质量，安装时：①部件装配应在无风沙、无雨雪、空气相对湿度小于80%的条件下进行，并根据产品要求严格采取防尘、防潮措施。②应按产品的技术规定选用吊装器具并合理使用吊点，不得损伤设备表面。③支架安装的平整度应符合产品技术要求；支架或底架与基础的水平高度调整宜采用产品提供的调整垫片。④使用的清洁剂、润滑剂、密封脂和擦拭材料必须符合产品的技术规定。
（4）拆除电流互感器，安装支撑绝缘子。新电流互感器组装在断路器罐体内，原电流互感器拆除后断路器与隔离开关之间的间距较大，在电流互感器原基础上安装合适的支撑绝缘子以起到支撑固定母线作用。
（5）断路器机械特性试验。断路器机构在出厂时已安装完毕，但断路器整体安装完毕后需进行机械特性试验，用高压开关特性测试仪进行测量分合闸时间及相间不同期性，以保证分合闸时间达到标准值。
（6）电气特性试验。测量断路器导电回路的直流电阻，对断路器断口间、相间和相对地做工频耐压试验。电流互感器测量变比、误差、励磁特性及保护用绕组的误差曲线。
（7）操作试验。断路器及隔离开关手动、电动操作各3~5次，检查断路器各部位工作情况，要求慢分、慢合无卡涩现象，电动分合灵活可靠。
4 改造效果分析
110kV开关站经改造后设备性能稳定，安全性高，提高了开关站的供电可靠性，进一步保证了发电厂及电网设备安全运行。
（1）变电站经改造后大大减少了变电站的检修停电时间，赢得了社会效益，还节省了检修费用和因为停电造成的经济损失。
（2）由于采用了先进的元器件，设备的损坏几率大大降低，从而节约了运行维护成本和维修费用。
（3）新安装设备安全运行稳定性高，降低了人身、设备事故的隐患。
参考文献
[1]林汇男，韩飞，李克亮.110kV变电站运行与维护[J]．电气工程与自动化，2011，（30）.
[2]蔡思宁.110kV变电站设备改造与维护[J]．能源电力，2011，（9）.
论文作者:吴伟
论文发表刊物:《电力设备》2016年第2期
论文发表时间:2016/5/21
标签：断路器论文; 设备论文; 操作论文; 机构论文; 电网论文; 母线论文; 方案论文; 《电力设备》2016年第2期论文;