CN111404066B - Gis本体设备技术改造施工方法 - Google Patents

Abstract

GIS本体设备技术改造施工方法，能够缩小技术改造停电范围、缩短停电时间及工期，减小设备拆装工程量及施工操作难度、降低作业安全和质量风险，采用本施工方法可根据各串GIS本体设备上需更换的元件位置不同分阶段进行施工，增大了GIS改造工作的灵活性和便捷性。

Description

GIS本体设备技术改造施工方法

技术领域

本发明涉及电力系统输变电工程改造领域，具体涉及一种GIS本体设备技术改造施工方法。

背景技术

GIS（气体绝缘金属封闭开关设备）是电力系统中控制电能传输的重要设备。GIS设备的安全稳定运行直接关系到发电厂、变电站甚至电网的运行安全和收益，随着社会全面发展，各地区对电力的需求与日俱增，增大电网线路输送容量的要求也随之而来，对开关站、变电站的GIS设备送电容量也提出更高要求。近些年来因增大GIS本体设备送电容量而整体更换GIS断路器、电流互感器（CT）、隔离开关、接地开关和进出线分支母线等主要元件的大型技术改造已陆续开始实施。

对于550kV级以上等级GIS，大多数采用以卧式断路器为基础，上面依次安装CT、隔离开关及接地开关、分支母线、主母线的结构。这种积木式设备结构紧凑、占地面积小，各元件之间采用法兰刚性连接。设备结构决定了当需更换主母线下方任何元件时，拆装作业所需空间尺寸较大。常规方法是按照GIS安装顺序的逆过程，从上到下依次拆除GIS元件设备，其中以CT拆装难度最大。CT位于断路器与隔离开关之间，CT内部一次绕组为长筒导体，其两端分别与隔离开关和断路器连接，因此无法在不影响相邻元件情况下单独拆装CT。GIS常用3/2、4/3、双母线分段等主接线方式，主母线为最重要元件设备。一条主母线停电将大大减小GIS运行安全系数，如因设备故障导致两条主母线同时停电则可能造成GIS半站或全站停电的严重后果, 将严重影响电力外送，造成巨大的影响。这种常规施工方法需要拆卸主母线，主母线长度长，拆装作业涉及相邻串内设备，且需要多吊点同步平衡起吊。采用常规施工方法所需设备停电范围大、停电时间长、设备安全质量风险高，而且设备拆装工程量大、质量管控难、工期长、施工操作难度高。

现有技术也有类似的改造技术，例如中国专利文献CN 102957104A记载了一种变压器与 GIS 配电装置软连接结构的改造方法，克服上述现有技术施工难度大、周期长、成本高、经济损失大的缺陷和不足，提供一种变压器与 GIS 配电装置软连接结构及改造方法，但其主要解决了基础沉降后带来改造技术，对于已经在运营的GIS设备改造有其局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种GIS本体设备技术改造施工方法，能够缩小技术改造停电范围、缩短停电时间及工期，减小设备拆装工程量及施工操作难度、降低作业安全和质量风险。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

GIS本体设备技术改造施工方法，包括以下步骤：

设备吊具固定：将断路器两端的电流互感器CT上部的元器件作为一个整体进行连接固定，以组成一个刚性整体框架结构，防止法兰设备拆卸后上方设备发生位移；

提吊固定：将连接好的整体框架结构与GIS室上方的桥式起重机大车主梁连接，由桥式起重机主梁承受刚性整体框架结构的重量；

断路器初步分解：拆卸断路器传动机构箱和断路器操动机构并从设备上移除，初步分解后可以为断路器下部腾出空间，当断路器支腿分离后可以之间将断路器置于地坪上，而并不会应为下方的断路器传动机构箱和断路器操动机构导致高度过高；

断路器固定：在断路器两端固定连接断路器本体升降装置，由断路器本体升降装置承受断路器及两端的电流互感器CT重量；

断路器再分解：包含断路器支腿分解、断路器与上部刚性整体框架结构的分解、断路器与电流互感器CT的分解；

上部分解：将快速接地开关、隔离开关和检修接地开关整体拆卸，再拆除隔离开关上方分支母线；

回装：在更换完指定的GIS元件设备后，依次按照分支母线、快速接地开关和隔离开关及检修接地开关装配、电流互感器CT和断路器本体的顺序回装；

通过上述步骤，可以完成各种GIS设备零件的更换，由于母线属于最后拆除的部分，因此能够最大程度的保障GIS的供电功能时间。

上述的设备吊具固定方法为：

使用固定工装断路器本体两端上部的同相的隔离开关上端法兰与法兰吊具水平连接固定成同一刚性框架的法兰吊具，提吊工装与该法兰吊具刚性连接，提吊工装的拉力通过刚性框架的法兰吊具均匀作用于隔离开关上端法兰面，再使用固定工装将同相隔离开关操动机构侧法兰水平连接固定，以上刚性框架的固定工装使电流互感器CT上方同相GIS设备连接成为刚性整体框架结构，确保施工过程中电流互感器CT上方GIS设备固定牢固且不发生位移，当下部的断路器拆除后，因为桥式主梁的承重作用，使得上部的母线未额外受力，可以继续保持供电功能。

上述的提吊固定方法为：

在GIS室桥式起重机大车主梁上安装挂点，在上部组成的刚性整体框架结构上安装法兰吊具，使用提吊工装将主梁挂点和法兰吊具连接，由GIS室桥式起重机大车主梁承受法兰吊具上方设备重量。

上述的断路器固定方法为：

使断路器本体升降装置夹持部与与断路器两端端部进行固定连接，使得断路器本体升降装置承受断路器及两端的电流互感器CT重量。

上述的断路器支腿分解方法为：

根据断路器支腿类型的不同，当断路器采用的是螺栓连接固定的分节式断路器支腿，拆卸连接螺栓，取出支腿；

当断路器采用的是焊接固定的无分节法兰的整体断路器支腿，使用等离子切割机在同一水平面切割支腿，取出支腿，并在切割面两侧加焊带螺孔法兰板，制作成可分节式断路器支腿，以便支腿回装。

上述的断路器与上部刚性整体框架结构的分解方法为：

断开断路器两端的电流互感器CT与上部的连接，由断路器本体升降装置完全承受断路器及两端的电流互感器CT重量，然后断路器本体升降装置下降，并最终使分解后的断路器支腿落于地坪上，使电流互感器CT上端与上部设备分离，若需要整体更换断路器及两端的电流互感器CT，则可将落下来的转至移走，将新的断路器及两端的电流互感器CT按照上述方法安装还原。

上述的断路器与电流互感器CT的分解方法为：

先拆卸电流互感器CT内部的盆子触头和长筒导体，再将电流互感器CT起吊提升，再将电流互感器CT从上方隔离开关和下方断路器之间的安装空间水平移出，此步完成后，若电流互感器CT需要更换，可以之间将新的电流互感器CT安装于断路器上。

上述的断路器本体升降装置采用叉车和固定夹持工装的组合体，可以方便的对断路器进行升降操作。

本发明提供的一种GIS本体设备技术改造施工方法，以更换3/2主接线550kV GIS一串设备内全部21台CT（单相台，含3台出线CT）为例，与按GIS安装逆顺序的常规施工方法相比，采用断路器下降的本施工方法具有以下优点：

（1）采用常规施工方法需要单母线和整串进出线设备同时停电长达约45天，而采用本施工方法仅需单母线停电约14天和单串进、出线分别停电约30天，减小了停电范围而且缩短了停电时间，减小了长时间单母线运行所造成的设备安全风险；

（2）采用常规施工方法需拆装主母线、斜拉母线、隔离开关及接地开关、进出线分支母线和CT，而采用本施工方法仅需拆装断路器和CT，缩小了施工范围，设备拆装工程量减小约60%，降低了施工操作难度和工程投资成本；

（3）采用常规施工方法总工期约68天，采用本施工方法总工期约45天，工期缩短约34%，减少了发电损失；

（4）采用本施工方法可根据各串GIS本体设备上需更换的元件位置不同分阶段进行施工，增大了GIS改造工作的灵活性和便捷性；

（5）本施工方法施工步骤简单，便于规范作业流程、减小作业安全风险、提高作业质量及效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为设备吊具固定和提吊固定示意图；

图2为断路器初步分解示意图；

图3为断路器再分解示意图一；

图4为断路器再分解示意图二；

图5为图1的A-A视图。

图中：GIS室桥式起重机大车主梁1、提吊工装2、主母线3、伸缩节4、快速接地开关5、隔离开关6、检修接地开关7、斜拉母线8、电流互感器CT9、断路器10、断路器传动机构箱11、断路器操动机构12、断路器支腿13、盆子触头14、长筒导体15、固定工装16、断路器本体升降装置17。

具体实施方式

GIS本体设备技术改造施工方法，包括以下步骤：

如图1和5所示，设备吊具固定：将断路器10两端的电流互感器CT9上部的元器件作为一个整体进行连接固定，以组成一个刚性整体框架结构，防止法兰设备拆卸后上方设备发生位移；

如图1所示，提吊固定：将连接好的整体框架结构与GIS室上方的桥式起重机大车主梁连接，由桥式起重机主梁承受刚性整体框架结构的重量；

如图2所示，断路器10初步分解：拆卸断路器传动机构箱11和断路器操动机构12并从设备上移除，初步分解后可以为断路器10下部腾出空间，当断路器支腿13分离后可以之间将断路器10置于地坪上，而并不会应为下方的断路器传动机构箱11和断路器操动机构12导致高度过高；

断路器10固定：在断路器10两端固定连接断路器本体升降装置17，由断路器本体升降装置17承受断路器10及两端的电流互感器CT9重量；

如图3和4所示，断路器10再分解：包含断路器支腿13分解、断路器10与上部刚性整体框架结构的分解、断路器10与电流互感器CT9的分解；

上部分解：将快速接地开关5、隔离开关6和检修接地开关7整体拆卸，再拆除隔离开关6上方分支母线；

回装：在更换完指定的GIS元件设备后，依次按照分支母线、快速接地开关5和隔离开关6及检修接地开关7装配、电流互感器CT9和断路器10本体的顺序回装；

通过上述步骤，可以完成各种GIS设备零件的更换，由于母线属于最后拆除的部分，因此能够最大程度的保障GIS的供电功能时间。

如图1所示，上述的设备吊具固定方法为：

使用固定工装16断路器10本体两端上部的同相的隔离开关6上端法兰与法兰吊具水平连接固定成同一刚性框架的法兰吊具，提吊工装与该法兰吊具刚性连接，提吊工装的拉力通过刚性框架的法兰吊具均匀作用于隔离开关6上端法兰面，再使用固定工装16将同相隔离开关6操动机构侧法兰水平连接固定，以上刚性框架的固定工装16使电流互感器CT9上方同相GIS设备连接成为刚性整体框架结构，确保施工过程中电流互感器CT9上方GIS设备固定牢固且不发生位移，当下部的断路器10拆除后，因为桥式主梁的承重作用，使得上部的母线未额外受力，可以继续保持供电功能。

如图1所示，上述的提吊固定方法为：

在GIS室桥式起重机大车主梁1上安装挂点，在上部组成的刚性整体框架结构上安装法兰吊具，使用提吊工装2将主梁挂点和法兰吊具连接，由GIS室桥式起重机大车主梁1承受法兰吊具上方设备重量。

上述的断路器10固定方法为：

使断路器本体升降装置17夹持部与与断路器10两端端部进行固定连接，使得断路器本体升降装置17承受断路器10及两端的电流互感器CT9重量。

上述的断路器支腿13分解方法为：

根据断路器支腿13类型的不同，当断路器10采用的是螺栓连接固定的分节式断路器支腿，拆卸连接螺栓，取出支腿；

当断路器10采用的是焊接固定的无分节法兰的整体断路器支腿，使用等离子切割机在同一水平面切割支腿，取出支腿，并在切割面两侧加焊带螺孔法兰板，制作成可分节式断路器支腿，以便支腿回装。

如图3所示，上述的断路器10与上部刚性整体框架结构的分解方法为：

断开断路器10两端的电流互感器CT9与上部的连接，由断路器本体升降装置17完全承受断路器10及两端的电流互感器CT9重量，然后断路器本体升降装置17下降，并最终使分解后的断路器支腿13落于地坪上，使电流互感器CT9上端与上部设备分离，若需要整体更换断路器10及两端的电流互感器CT9，则可将落下来的转至移走，将新的断路器10及两端的电流互感器CT9按照上述方法安装还原。

如图3所示，上述的断路器10与电流互感器CT9的分解方法为：

先拆卸电流互感器CT9内部的盆子触头14和长筒导体15，再将电流互感器CT9起吊提升，再将电流互感器CT9从上方隔离开关6和下方断路器10之间的安装空间水平移出，此步完成后，若电流互感器CT9需要更换，可以之间将新的电流互感器CT9安装于断路器10上。

上述的断路器本体升降装置17采用叉车和固定夹持工装的组合体，可以方便的对断路器10进行升降操作。

Claims (6)

1.GIS本体设备技术改造施工方法，其特征在于，包括以下步骤：

设备吊具固定：将断路器（10）两端的电流互感器CT（9）上部的元器件作为一个整体进行连接固定，以组成一个刚性整体框架结构，防止法兰设备拆卸后上方设备发生位移；

提吊固定：将连接好的整体框架结构与GIS室上方的桥式起重机大车主梁连接，由桥式起重机主梁承受刚性整体框架结构的重量；

断路器（10）初步分解：拆卸断路器传动机构箱（11）和断路器操动机构（12）并从设备上移除；

断路器（10）固定：在断路器（10）两端固定连接断路器本体升降装置（17），由断路器本体升降装置（17）承受断路器（10）及两端的电流互感器CT（9）重量；

断路器（10）再分解：包含断路器支腿（13）分解、断路器（10）与上部刚性整体框架结构的分解、断路器（10）与电流互感器CT（9）的分解；

上部分解：将快速接地开关（5）、隔离开关（6）和检修接地开关（7）整体拆卸，再拆除隔离开关（6）上方分支母线；

回装：在更换完指定的GIS元件设备后，依次按照分支母线、快速接地开关（5）和隔离开关（6）及检修接地开关（7）装配、电流互感器CT（9）和断路器（10）本体的顺序回装；

所述的设备吊具固定方法为：

使用固定工装（16）将断路器（10）本体两端上部的同相的隔离开关（6）上端法兰与法兰吊具水平连接固定成同一刚性框架的法兰吊具，提吊工装与该法兰吊具刚性连接，提吊工装的拉力通过刚性框架的法兰吊具均匀作用于隔离开关（6）上端法兰面，再使用固定工装（16）将同相隔离开关（6）操动机构侧法兰水平连接固定，以上刚性框架的固定工装（16）使电流互感器CT（9）上方同相GIS设备连接成为刚性整体框架结构，确保施工过程中电流互感器CT（9）上方GIS设备固定牢固且不发生位移；

所述的断路器（10）与上部刚性整体框架结构的分解方法为：

断开断路器（10）两端的电流互感器CT（9）与上部的连接，由断路器本体升降装置（17）完全承受断路器（10）及两端的电流互感器CT（9）重量，然后断路器本体升降装置（17）下降，并最终使分解后的断路器支腿（13）落于地坪上，使电流互感器CT（9）上端与上部设备分离。

2.根据权利要求1所述的GIS本体设备技术改造施工方法，其特征在于，所述的提吊固定方法为：

在GIS室桥式起重机大车主梁（1）上安装挂点，在上部组成的刚性整体框架结构上安装法兰吊具，使用提吊工装（2）将主梁挂点和法兰吊具连接，由GIS室桥式起重机大车主梁（1）承受法兰吊具上方设备重量。

3.根据权利要求1所述的GIS本体设备技术改造施工方法，其特征在于，所述的断路器（10）固定方法为：

使断路器本体升降装置（17）夹持部与与断路器（10）两端端部进行固定连接，使得断路器本体升降装置（17）承受断路器（10）及两端的电流互感器CT（9）重量。

4.根据权利要求3所述的GIS本体设备技术改造施工方法，其特征在于，所述的断路器支腿（13）分解方法为：

根据断路器支腿（13）类型的不同，当断路器（10）采用的是螺栓连接固定的分节式断路器支腿，拆卸连接螺栓，取出支腿；

当断路器（10）采用的是焊接固定的无分节法兰的整体断路器支腿，使用等离子切割机在同一水平面切割支腿，取出支腿，并在切割面两侧加焊带螺孔法兰板，制作成可分节式断路器支腿，以便支腿回装。

5.根据权利要求3所述的GIS本体设备技术改造施工方法，其特征在于，所述的断路器（10）与电流互感器CT（9）的分解方法为：

先拆卸电流互感器CT（9）内部的盆子触头（14）和长筒导体（15），再将电流互感器CT（9）起吊提升，再将电流互感器CT（9）从上方隔离开关（6）和下方断路器（10）之间的安装空间水平移出。

6.根据权利要求3所述的GIS本体设备技术改造施工方法，其特征是：所述的断路器本体升降装置（17）采用叉车和固定夹持工装的组合体。

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