淺論強(qiáng)化超高壓設(shè)備安全運(yùn)行管理

梁俊

摘 要：文章以500kV變電站設(shè)備運(yùn)行為研究對(duì)象，首先簡(jiǎn)要分析了500kV變電站設(shè)備安全運(yùn)行管理的重要意義，進(jìn)而分別從設(shè)備絕緣水平的選取以及在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用這兩個(gè)方面入手，圍繞強(qiáng)化超高壓設(shè)備安全運(yùn)行管理這一中心問題展開了較為詳細(xì)的分析與闡述，希望能夠引起各方人員的特別關(guān)注與重視。

關(guān)鍵詞：500kV；超高壓設(shè)備；安全運(yùn)行管理

1 500kV變電站設(shè)備安全運(yùn)行管理的重要意義分析

伴隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步，現(xiàn)代意義上的變電站設(shè)備呈現(xiàn)出了集中化、規(guī)?；约爸悄芑陌l(fā)展趨勢(shì)。變電站作為整個(gè)電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)與關(guān)鍵所在，提高其安全運(yùn)行管理工作水平，可以說(shuō)是保障變電站穩(wěn)定與可靠運(yùn)行的前提所在。在現(xiàn)階段變電站設(shè)備的安全管理工作過程當(dāng)中，部分管理工作人員在繁瑣的日常工作當(dāng)中逐漸產(chǎn)生應(yīng)付的心態(tài)，對(duì)于設(shè)備巡視與監(jiān)督管理工作不夠重視，日常維護(hù)工作的開展也不夠徹底。上述問題的存在直接導(dǎo)致了變電站設(shè)備的運(yùn)行不斷出現(xiàn)故障與缺陷。在此過程當(dāng)中，一方面使得整個(gè)電力體系的運(yùn)營(yíng)成本顯著增加，造成明顯的經(jīng)濟(jì)損失；另一方面，還給電力系統(tǒng)的運(yùn)行造成了極為嚴(yán)重的安全隱患。從這一角度上來(lái)說(shuō)，為最大限度的保障與提升整個(gè)500kV變電站的運(yùn)行質(zhì)量，強(qiáng)化設(shè)備安全運(yùn)行管理工作也就有著至關(guān)重要的作用與意義。

2 500kV變電站設(shè)備絕緣水平的選取分析

2.1 500kV變電站設(shè)備過電壓水平的選取分析：在當(dāng)前技術(shù)條件支持下，500kV變電站設(shè)備過電壓絕緣水平的選取需要分工頻過電壓水平以及操作過電壓水平這兩個(gè)方面予以考量。首先，對(duì)于工頻過電壓絕緣水平而言，其關(guān)鍵在于確定線路斷路器設(shè)備所對(duì)應(yīng)線路一側(cè)以及變電站一側(cè)的絕緣水平大小情況。具體來(lái)說(shuō)，對(duì)于變電站一側(cè)線路斷路器設(shè)備而言，與之相對(duì)應(yīng)的絕緣水平應(yīng)當(dāng)維持在1.3p.u范圍之內(nèi)。而對(duì)于線路一側(cè)的線路斷路器設(shè)備而言，與之相對(duì)應(yīng)的絕緣水平應(yīng)當(dāng)維持在1.4p.u范圍之內(nèi)（同時(shí)需要保障過電壓的持續(xù)時(shí)間在0.4s范圍之內(nèi)）；其次，對(duì)于操作過電壓絕緣水平而言，需要按照設(shè)定點(diǎn)與變電站距離位置的差異性對(duì)其進(jìn)行劃分。具體來(lái)說(shuō)，在鄰近變電站位置狀態(tài)下，對(duì)地操作過電壓應(yīng)當(dāng)控制為1.6p.u（對(duì)地絕緣以設(shè)備最高運(yùn)行相電壓為基準(zhǔn)電壓的標(biāo)準(zhǔn)值倍數(shù)方式表示：2%×統(tǒng)計(jì)過電壓數(shù)值），相間操作過電壓需要控制為2.6p.u（相間絕緣與相對(duì)操作過電壓倍數(shù)方式表示）。而在線路中部位置狀態(tài)下，對(duì)地操作過電壓應(yīng)當(dāng)控制為1.7p.u，相間過電壓應(yīng)當(dāng)控制位2.8p.u。

2.2 500kV變電站設(shè)備絕緣配合原則分析：對(duì)于500kV變電站設(shè)備而言，電氣設(shè)備內(nèi)部絕緣水平的表現(xiàn)可以通過對(duì)設(shè)備耐受電壓指標(biāo)的計(jì)算方式予以獲取。而電氣設(shè)備耐受電壓指標(biāo)的計(jì)算需要以避雷器操作沖擊治療以及雷電沖擊保護(hù)水平為依據(jù)，在此基礎(chǔ)之上乘以一定的電氣設(shè)備所對(duì)應(yīng)的安全裕度（即配合系數(shù)）所獲取。對(duì)于我國(guó)而言，超高壓輸電系統(tǒng)變電站電氣設(shè)備在選取絕緣水平的過程當(dāng)中，需要以國(guó)外相關(guān)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，在此基礎(chǔ)之上配合留有一定的安全裕度。借助于此種方式，可最大限度的保障超高壓設(shè)備的安全運(yùn)行。

在現(xiàn)行IEC標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)規(guī)范的共同規(guī)定之下，安全裕度即絕緣配合系數(shù)的選取應(yīng)當(dāng)按照如下基本規(guī)范予以實(shí)施：首先，對(duì)于500kV變電站變壓器設(shè)備、超高壓并聯(lián)電抗器設(shè)備、開關(guān)設(shè)備、電壓互感器設(shè)備、電流互感器設(shè)備而言，與之相對(duì)應(yīng)的雷電沖擊操作配合系數(shù)應(yīng)當(dāng)取值為1.15（將出現(xiàn)概率為2%比例過電壓作為統(tǒng)計(jì)最大過電壓Uw，同時(shí)將10%比例閃絡(luò)概率電壓作為絕緣統(tǒng)計(jì)耐受電壓Us。在統(tǒng)計(jì)安全系數(shù)Y=Uw/Us的作用之下，計(jì)算R絕緣故障率。衡定可接受的R數(shù)值，進(jìn)而結(jié)合Y數(shù)值以及Us取值，確定與之相對(duì)應(yīng)的絕緣水平，進(jìn)而推定雷電沖擊絕緣配合系數(shù)數(shù)值）；其次，在充分考慮保護(hù)距離作用之下，上述超高壓電氣設(shè)備所對(duì)應(yīng)的雷電沖擊絕緣配合系數(shù)應(yīng)當(dāng)取值為1.4。

3 500kV變電站設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用分析

在500kV變電站設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)踐應(yīng)用過程當(dāng)中，系統(tǒng)主要應(yīng)用功能可具體劃分為以下幾個(gè)方面：首先是用戶管理子系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)提供包括公司/部門維護(hù)、角色維護(hù)、資源管理、菜單維護(hù)以及管理權(quán)限分配在內(nèi)的相關(guān)應(yīng)用性功能；其次是系統(tǒng)管理子系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要結(jié)合所監(jiān)測(cè)的500kV變電站生產(chǎn)管理實(shí)際情況，特制具體的管理需求，同時(shí)還需要完成對(duì)管理系統(tǒng)所配備部門資源以及用戶資源的合理分配；再次是通信管理子系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)完成對(duì)整個(gè)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)所對(duì)應(yīng)過程以及間隔層數(shù)據(jù)信息的合理傳遞與通信。同時(shí)還需要完成對(duì)下屬監(jiān)測(cè)設(shè)備所監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息的完整性接收；再次是缺陷和檢修管理子系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要通過對(duì)缺陷管理以及檢修管理工作的落實(shí)，為500kV變電站斬?cái)嗌a(chǎn)管理提供必要的支持與參照。特別需要注意的一點(diǎn)是：上述所獲取的離線數(shù)據(jù)信息能夠作為后續(xù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析與診斷的關(guān)鍵參照；再次是數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠針對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、缺陷數(shù)據(jù)以及試驗(yàn)數(shù)據(jù)加以分析，同時(shí)以曲線或者是報(bào)表的方式，將上述數(shù)據(jù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系直觀的展示出來(lái)，由此可以判定包括電流/電壓互感器、主變鐵芯裝置、避雷器設(shè)備、斷路器設(shè)備以及電容器裝置等在內(nèi)的電氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)；再次是告警子系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要結(jié)合監(jiān)測(cè)設(shè)備所反映的數(shù)據(jù)，按照預(yù)先設(shè)定的告警等級(jí)以及告警方式，以閃動(dòng)或者是人機(jī)交互界面窗口提示的方式，提醒相關(guān)工作人員及時(shí)做好相應(yīng)的處理與應(yīng)對(duì)工作；最后是數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。該系統(tǒng)需要結(jié)合變電站設(shè)備歷次預(yù)防性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)以及在線數(shù)據(jù)的提取，在三者之間進(jìn)行綜合分析與比對(duì)，從而確保所給出的變電站設(shè)備狀態(tài)報(bào)告更加的穩(wěn)定與可靠。以在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)針對(duì)500kV變電站TA套管三相介損指標(biāo)的監(jiān)測(cè)為例，下圖（見圖1、圖2）分別為歷次預(yù)防性試驗(yàn)數(shù)據(jù)、運(yùn)行數(shù)據(jù)以及在線數(shù)據(jù)的變化示意圖。

通過在線數(shù)據(jù)與運(yùn)行數(shù)據(jù)相結(jié)合的方式，可以判定，在整個(gè)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)周期當(dāng)中，TA套管三相介質(zhì)所對(duì)應(yīng)的損耗情況基本規(guī)律始終處于穩(wěn)定狀態(tài)，最大值以及最小值的出現(xiàn)時(shí)間在運(yùn)行監(jiān)測(cè)與歷史性預(yù)防試驗(yàn)中保持一致性狀態(tài)，且歷次預(yù)防性試驗(yàn)數(shù)據(jù)變動(dòng)趨勢(shì)明顯小于在線數(shù)據(jù)變動(dòng)趨勢(shì)，導(dǎo)致這一趨勢(shì)的原因在于：TA套管受到變電站電磁場(chǎng)作用的影響。需要在實(shí)際工作加以特別重視。

4 結(jié)束語(yǔ)

超高壓，特別是500kV單位變壓器作為輸配電運(yùn)行系統(tǒng)中最為關(guān)鍵與核心的環(huán)節(jié)之一，其運(yùn)行安全性與可靠性的保障與整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性之間有著極為密切的關(guān)系。而在超高壓設(shè)備安全運(yùn)行管理的過程中，設(shè)備絕緣水平的合理選取以及在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效應(yīng)用是最為關(guān)鍵的兩項(xiàng)措施，值得特別關(guān)注與重視?？偠灾疚尼槍?duì)強(qiáng)化超高壓設(shè)備安全運(yùn)行管理過程中所涉及到的相關(guān)問題做出了簡(jiǎn)要分析與說(shuō)明，希望能夠?yàn)楹罄m(xù)實(shí)踐工作的開展提供一定的參考與借鑒。

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