提高變電站電氣一次設(shè)備壽命的措施研究

摘要：文章基于變電站電氣一次設(shè)備壽命普遍比較短的問題，分析了影響變電站電氣一次設(shè)備壽命的主要原因，并重點(diǎn)針對(duì)工程設(shè)計(jì)、設(shè)備制造、安裝工藝、接地系統(tǒng)抗腐蝕性和運(yùn)維管理等多個(gè)方面進(jìn)行了分析，最后提出了提高變電站一次設(shè)備使用壽命的具體技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：變電站；電氣一次設(shè)備；使用壽命；工程設(shè)計(jì)；設(shè)備制造；安裝工藝 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TM625 文章編號(hào)：1009-2374（2015）34-0027-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.014

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對(duì)電能的需求量也越來越大，為了適應(yīng)社會(huì)的發(fā)展，滿足人們的需求，國(guó)家電網(wǎng)公司提出了建設(shè)“一流電網(wǎng)”的電網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)，要想實(shí)現(xiàn)“一流電網(wǎng)”的建設(shè)目標(biāo)，必須提高變電站電氣一次設(shè)備的工程使用壽命，使變電站電氣一次設(shè)備能夠更好更高效地為電網(wǎng)的可靠穩(wěn)定運(yùn)行服務(wù)。所謂的工程使用壽命主要是指設(shè)備在正常設(shè)計(jì)、正常施工、正常使用和維護(hù)下，所應(yīng)該達(dá)到的正常使用年限。

1 影響變電站一次設(shè)備使用壽命的因素分析

1.1 變電站建設(shè)不能滿足負(fù)荷的變化

改革開放后，我國(guó)經(jīng)濟(jì)得到飛速發(fā)展，用電負(fù)荷也迅猛增加，平均一年的負(fù)荷變化量可能是改革開放前3～5年的變化量，而變電站建設(shè)時(shí)選擇的主變壓器容量只考慮了建成后5～10年后的負(fù)荷變化，沒有考慮到遠(yuǎn)期10～20年后的負(fù)荷發(fā)展。由于設(shè)備容量、壽命等指標(biāo)不能與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展和負(fù)荷需求相匹配，導(dǎo)致設(shè)備未達(dá)到正常使用年限前就被更換掉，甚至需要建設(shè)新的變電站。

1.2 自然災(zāi)害影響變電站的壽命

近幾年，我國(guó)的許多地區(qū)都遭遇過嚴(yán)重的自然災(zāi)害，如洪水、地震、泥石流、滑坡等，嚴(yán)重破壞了變電站，直接影響了變電站的壽命。雖然在變電站選址時(shí)考慮了周邊環(huán)境因素，但隨著城鄉(xiāng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，變電站周圍的環(huán)境也發(fā)生了巨大變化，使得變電站抵御自然災(zāi)害的能力降低，縮短了使用壽命。

1.3 變電站一次設(shè)備的影響

變電站電氣一次設(shè)備由多個(gè)元件組成，如變壓器、電容器、電抗器、斷路器、組合電器、開關(guān)柜等，而這些設(shè)備受到制造工藝、元器件質(zhì)量、施工、運(yùn)輸、管理維護(hù)等方面的影響，會(huì)存在不同程度的問題，因質(zhì)量不過關(guān)而提前退出運(yùn)行，也在一定程度上影響了變電站的壽命。

1.4 接地系統(tǒng)的影響

眾所周知，變電站相關(guān)設(shè)備的安全運(yùn)行離不開接地裝置，如果變電站接地不良會(huì)引發(fā)嚴(yán)重的設(shè)備和電網(wǎng)事故。但很多事故恰恰是由變電站接地裝置引起的，且數(shù)目驚人。研究發(fā)現(xiàn)，接地裝置腐蝕是變電站接地裝置事故的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)很多變電站在達(dá)到使用壽命之前，就已經(jīng)重新更換了地網(wǎng)，可見變電站的使用壽命受到了接地系統(tǒng)的嚴(yán)重影響。

1.5 運(yùn)行安全維護(hù)管理的影響

老化現(xiàn)象是所有設(shè)備在運(yùn)行使用過程中都會(huì)發(fā)生的一種現(xiàn)象，包括變電站電氣一次設(shè)備也不例外，絕緣水平的高低、密封性的好壞以及設(shè)備油漆剝落引起的部件外露等現(xiàn)象，這些都是變電站電氣一次設(shè)備在使用過程中容易發(fā)生的問題。如果不能科學(xué)、合理地處理好這些問題，都會(huì)對(duì)變電站電氣一次設(shè)備的使用壽命產(chǎn)生重要的影響。

2 對(duì)變電站一次設(shè)備使用壽命提高的總體原則

據(jù)《國(guó)網(wǎng)公司輸變電工程提高使用壽命設(shè)計(jì)指導(dǎo)意見》，建構(gòu)筑物在新設(shè)計(jì)的輸變電工程中至少要有60年以上的使用壽命，一些在變電主要一次設(shè)備中使用的設(shè)備至少要達(dá)到40年以上的使用壽命，在主要二次設(shè)備中使用的器件至少要達(dá)到20年以上的使用壽命。因此要想實(shí)現(xiàn)“世界一流電網(wǎng)”的建設(shè)目標(biāo)，必須要樹立全壽命周期的科學(xué)管理理念，嚴(yán)格按照國(guó)網(wǎng)有關(guān)部門提出的建設(shè)變電站的詳細(xì)要求，通過各種技術(shù)手段和管理手段，努力實(shí)現(xiàn)集可靠性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性于一體的變電站設(shè)備建設(shè)要求，努力使建設(shè)“世界一流電網(wǎng)”的目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)。

3 提高變電站一次設(shè)備使用壽命的具體措施

3.1 重視變電站的總體規(guī)劃

在對(duì)變電站進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，首先要對(duì)供電區(qū)域負(fù)荷的預(yù)測(cè)工作做到位，要結(jié)合供電區(qū)域負(fù)荷的預(yù)測(cè)結(jié)果對(duì)主變規(guī)模進(jìn)行反復(fù)的論證和分析，并且要把眼前和長(zhǎng)遠(yuǎn)的關(guān)系考慮周全。在總體布置經(jīng)濟(jì)合理且運(yùn)行維護(hù)方便的前提下科學(xué)合理地把二者的關(guān)系處理好，為了避免電氣設(shè)備因不適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的需求而提前發(fā)生退役的危險(xiǎn)，在對(duì)電氣設(shè)備選型時(shí)，要充分考慮到電氣設(shè)備的遠(yuǎn)景飽和與目標(biāo)網(wǎng)架運(yùn)行等因素。

3.2 變電站站址的選擇要慎重

變電站站址的選擇首先在保證變電站的地質(zhì)穩(wěn)定的前提下，最好不要占用經(jīng)濟(jì)效益高的土地和耕地，應(yīng)盡量選用一些劣地、荒地、坡地，但在選用的時(shí)候應(yīng)該綜合考慮到洪水、滑坡、泥石流等影響因素，與此同時(shí)，還應(yīng)考慮到周圍臨近設(shè)施的無線電干擾情況等，比如說飛機(jī)場(chǎng)、導(dǎo)航臺(tái)、收發(fā)信臺(tái)、鐵路信號(hào)等設(shè)施的

影響。

3.3 要重視電氣設(shè)備的選型及其生產(chǎn)工藝

在變電站電氣設(shè)備的選型上，要在統(tǒng)籌規(guī)劃、遠(yuǎn)近結(jié)合的前提下，盡量選用一些性能參數(shù)合適、技術(shù)條件成熟的設(shè)備，以達(dá)到選用的設(shè)備技術(shù)成熟、質(zhì)量穩(wěn)定且成本合理使用壽命長(zhǎng)的目的。

金屬材料和絕緣材料是制造一次設(shè)備的主要材料，在選用一次設(shè)備的制造材料時(shí)，一定要選用一些質(zhì)量好的材料來制造一次設(shè)備，比如說要選用一些防腐性強(qiáng)的金屬材料和一些抗老化能力強(qiáng)的絕緣性材料。

在電氣設(shè)備的選型時(shí)要重視設(shè)備的設(shè)計(jì)方案和生產(chǎn)工藝，要從生產(chǎn)的源頭上更深層次地選用優(yōu)質(zhì)的電氣設(shè)備，特別是要重視變壓器類設(shè)備和高壓組合電氣設(shè)備的選型。

在變電站電氣一次設(shè)備的安裝上，要采用先進(jìn)的安裝工藝。變電站主要的電氣設(shè)備是電氣一次設(shè)備，電網(wǎng)投運(yùn)后能否安全穩(wěn)定運(yùn)行，很大程度上會(huì)受到變電站電氣一次設(shè)備安裝工藝的直接影響。所以在安裝變電站一次設(shè)備時(shí)，要嚴(yán)格按照設(shè)備安裝規(guī)程規(guī)范并結(jié)合廠家提供的使用說明書來安裝，并且要有專人負(fù)責(zé)嚴(yán)格把控實(shí)際的安裝施工過程。

3.4 要提高接地系統(tǒng)的壽命

提高接地系統(tǒng)壽命的一個(gè)重要措施就是，在選用和設(shè)計(jì)設(shè)備接地材料時(shí)，對(duì)土壤的腐蝕性要充分考慮周全。比如在土壤腐蝕性較嚴(yán)重的地方修建變電站時(shí)，應(yīng)選用銅材作為變電站的接地系統(tǒng)材料，這主要是由于銅材不僅可靠性高，而且全壽命價(jià)格也比較合理，在土壤腐蝕性較輕微的地方修建變電站時(shí)，應(yīng)選用熱鍍鋅扁鋼作為變電站設(shè)備的接地材料，這是因?yàn)檫@種土壤電阻率比較高，可以利用鋼材截面積大且散流特性好等這些優(yōu)點(diǎn)來降低工頻接地電阻。

3.5 要加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)管理

要想提高變電站一次設(shè)備的使用壽命，還要加強(qiáng)設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理。首先，要加強(qiáng)設(shè)備的日常巡視和檢查工作，特別是對(duì)那些已經(jīng)存在缺陷的設(shè)備更要加強(qiáng)日常巡視和檢查工作；其次，要對(duì)運(yùn)行中的設(shè)備加強(qiáng)檢修和維護(hù)，要做到定期檢修，以保證設(shè)備健康運(yùn)行；最后，還要對(duì)以上巡視、檢查、檢修和維護(hù)工作等做好設(shè)備的信息數(shù)據(jù)庫，以備為后續(xù)總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，提高設(shè)備的使用壽命。

4 結(jié)語

綜上所述，提高變電站一次設(shè)備壽命要從工程設(shè)計(jì)、一次設(shè)備制造、安裝工藝、接地系統(tǒng)抗腐蝕、運(yùn)行維護(hù)管理等多方面采取綜合措施，以資產(chǎn)全壽命周期安全、效能、成本指標(biāo)最優(yōu)為目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)工程各類設(shè)備、建筑之間壽命和功能的優(yōu)化匹配。

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作者簡(jiǎn)介：李瑞（1983-），男，山西忻州人，國(guó)網(wǎng)山西省電力公司忻州供電公司助理工程師，工學(xué)碩士，研究方向：電氣工程。

（責(zé)任編輯：周 瓊）