變電站GIS設(shè)備運(yùn)行以及維護(hù)方法分析

廖雄健

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司貴港供電局廣西貴港537100）

變電站GIS設(shè)備運(yùn)行以及維護(hù)方法分析

廖雄健

（廣西電網(wǎng)有限責(zé)任公司貴港供電局廣西貴港537100）

在GIS（氣體絕緣變電站）變電站中，大多數(shù)的電氣設(shè)備都被直接或間接地密封于金屬管道及其套管所組成的管道樹中，從外部看來，沒有任何的開關(guān)、線路和接線端。GIS系統(tǒng)安裝具有對(duì)接工程量大、持續(xù)時(shí)間長以及環(huán)境要求高的特點(diǎn)，在對(duì)GIS設(shè)備進(jìn)行運(yùn)行管理時(shí)，其主要工作包括設(shè)備巡視、設(shè)備氣壓管理、設(shè)備資料管理、設(shè)備異常處理四個(gè)方面。加強(qiáng)GIS設(shè)備的維護(hù)有利于變電站的平穩(wěn)正常運(yùn)行。

變電站GIS設(shè)備；運(yùn)行維護(hù)

前言

目前，越來越多的電力企業(yè)意識(shí)到GIS設(shè)備對(duì)于變電站運(yùn)行的意義，越來越多的工作人員表現(xiàn)出對(duì)GIS的青睞，并且GIS設(shè)備已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了變電站中。GIS雖然有其顯著的優(yōu)點(diǎn)，并且歷經(jīng)多年發(fā)展，GIS系統(tǒng)也變得逐步完善，但目前的GIS系統(tǒng)依然存在一些問題：我國目前的GIS設(shè)備質(zhì)量普遍較差；操作人員的專業(yè)素質(zhì)較差；對(duì)GIS設(shè)備的維修不到位、不合理等。為了探究GIS設(shè)備的運(yùn)行以及維護(hù)方法，筆者以某省2011年建設(shè)的一座110kV室外GIS變電站為例進(jìn)行深入分析。

1 變電站GIS設(shè)備簡(jiǎn)介

GIS是氣體絕緣變電站的縮寫，它將大多數(shù)的電氣化設(shè)備密封于金屬的管道以及它的套管所組成的管道網(wǎng)里面，這種變電站的操作界面在外部看不到任何的開關(guān)、線路和接線端。其管道內(nèi)部均采用SF6（六氟化硫）氣體作為絕緣的介質(zhì)，而其金屬管中是整個(gè)變電站運(yùn)行、生產(chǎn)所需的所有高壓電器元件。GIS的組成部分包括了母線；斷路、避雷、進(jìn)出線套管設(shè)備；電壓、電流互感設(shè)備；接地、隔離管開關(guān)；進(jìn)出管及線路終端等部件。所有這些部件全部要封閉安裝于專門的絕緣金屬管中，利用六氟化硫形成高壓。

110kV變電站根據(jù)位置、負(fù)荷及重要性的不同，在設(shè)計(jì)規(guī)劃時(shí)會(huì)采用不同的主接線方式。根據(jù)負(fù)荷的不同，變壓器的類型也不同，可將110kV的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?5kV和10kV的電壓以供負(fù)荷使用。為了確保供電的可靠性，通常采用的是冗余配置，在由2臺(tái)主變壓器組成的變電站中，1臺(tái)變壓器的容量就可以保證主要負(fù)荷供電，而在由3臺(tái)變壓器組成的變電站中，保證有2臺(tái)變壓器能夠正常運(yùn)行即可，留1臺(tái)變壓器作為備用，確保在1臺(tái)變壓器維修或檢查時(shí)，備用變壓器能夠迅速代替其工作。

2 GIS設(shè)備的工藝特性及應(yīng)用特點(diǎn)

本次研究的GIS變電站是某省首座GIS變電站，為110kV的室外變電站，建成于2011年年初，采用戶外GIS封閉組合的電氣設(shè)備，主變?nèi)萘拷K期3×150MVA，本期1×150MVA；110kV出線終期12回，本期4回。

本次變電站GIS設(shè)備安裝工程量巨大，持續(xù)的工作時(shí)間非常長，工程從2008年底始建，至2011年年初，總共耗時(shí)2年多。并且GIS變電站對(duì)環(huán)境的要求很高，它也是變電站設(shè)備安裝過程中最關(guān)鍵的工序。

全封閉式的GIS變電站能夠顯著提升變電站的工作效率和水平，很大程度上減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，降低機(jī)械的使用成本，實(shí)現(xiàn)可視化操作。

3 GIS設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)管理

3.1 設(shè)備巡視

本次工程設(shè)備采用了線路—變壓器的組接方式，GIS設(shè)備接線方式根據(jù)不同的變電站需求，在質(zhì)量、品牌、性能等方面的要求也不同，但本次工程所使用的GIS設(shè)備在運(yùn)行特點(diǎn)方面和其它變電站一樣。

本次工程是戶外閉合組合電氣設(shè)備的變電站，其占地面積小、體積小、重量輕，并且此次工程所采用的組裝模式使得各元器件不會(huì)被污染和腐蝕，不容易被外界環(huán)境所影響。GIS設(shè)備的導(dǎo)電效果非常好，接地良好，抗電磁輻射能力強(qiáng)，并且在操作時(shí)不會(huì)產(chǎn)生太大噪音。而SF6優(yōu)良的絕緣性能和滅弧性能能夠保證運(yùn)行的安全，提高整個(gè)系統(tǒng)的可靠性。

3.1.1 設(shè)備巡視要點(diǎn)

根據(jù)GIS設(shè)備自身的工作原理和其所具備的特殊結(jié)構(gòu)，以及運(yùn)行的要求，對(duì)GIS設(shè)備進(jìn)行巡視時(shí)，一定要檢驗(yàn)設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境、設(shè)備的密封性和儀表的指示正常與否等等要點(diǎn)。

3.1.2 設(shè)備巡視項(xiàng)目

（1）設(shè)備運(yùn)行的環(huán)境：SF6氣體不能超標(biāo)，否則會(huì)造成危險(xiǎn)；GIS室內(nèi)的含氧量要維持在正常水平；設(shè)備附近不能出現(xiàn)異味和不明聲響；照明系統(tǒng)和通風(fēng)系統(tǒng)必須能夠正常工作；設(shè)備整體清潔、整齊。

（2）設(shè)備外觀：要確保GIS設(shè)備未存在漏氣等現(xiàn)象；確保該設(shè)備的防護(hù)門關(guān)嚴(yán)；設(shè)備的閥門不能出現(xiàn)銹蝕；金屬管的支架及保護(hù)設(shè)施不能出現(xiàn)老化等現(xiàn)象；接地端不能過熱，不能使金屬外殼的溫度超標(biāo)。

（3）設(shè)備儀表：各斷路器、接地開關(guān)、隔離開關(guān)等裝置的位置指示必須符合實(shí)際運(yùn)行情況；確?？刂票P和匯控柜上的各種指示設(shè)備正常顯示；確保帶點(diǎn)顯示器的指示正確；確保壓力表的指示正確；確保斷路器的指示動(dòng)作次數(shù)正常。

（4）巡視記錄：對(duì)GIS設(shè)備巡視結(jié)束后，要將巡視的所有數(shù)據(jù)和情況記錄下來，以便日后進(jìn)行比對(duì)和參考。

3.2 站內(nèi)自動(dòng)化裝置的完善

就如今來說，以計(jì)算機(jī)保護(hù)為代表的電力系統(tǒng)安全自動(dòng)裝置在確保變電設(shè)備的運(yùn)行及維護(hù)方面起到了重要作用，它保障了設(shè)備、站點(diǎn)乃至整個(gè)電網(wǎng)的安全運(yùn)行。計(jì)算機(jī)保護(hù)系統(tǒng)能夠在變電站的設(shè)備發(fā)生故障的情況下迅速排除故障，還能夠?qū)\(yùn)行設(shè)備實(shí)施監(jiān)測(cè)、狀態(tài)警告以及自動(dòng)處理等多種措施。在110kV的變電站系統(tǒng)中，此設(shè)置對(duì)于維護(hù)變電站自動(dòng)化裝置的穩(wěn)定運(yùn)行起到非常重要的作用。

如圖1所示，A進(jìn)線和B進(jìn)線為110kV的進(jìn)線，1～3號(hào)均為主變壓器，在10kV的側(cè)邊是單母線的四分段，所有分段上都配有電壓互感器，BZT1-4都是備用的自投裝置。把110kV的側(cè)開關(guān)依次定位為A～D，而10kV的側(cè)邊開關(guān)依次被定位為a～f，從左至右。

圖1 均分負(fù)荷站主接線圖

3.3 110kV變電站GIS設(shè)備的維護(hù)

110kV變電站的維護(hù)工作已經(jīng)進(jìn)行了很多年，各變電站在日常運(yùn)行中積累了大量寶貴經(jīng)驗(yàn)，隨著自動(dòng)化水平不斷提升，GIS變電站已經(jīng)越來越頻繁地被采用除在密閉容器中布置電氣設(shè)備之外，還以SF6氣體作為設(shè)備絕緣材料和滅弧的介質(zhì)。不過，雖然SF6本身是一種無毒氣體，但經(jīng)過放電之后后卻會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，而這也在一定程度上提高了GIS變電站的維護(hù)難度。在日常維護(hù)中，工作人員應(yīng)時(shí)刻注意SF6是否超過了臨界值。對(duì)于裝有SF6設(shè)備的裝置應(yīng)加裝通風(fēng)系統(tǒng)，并將風(fēng)口設(shè)置于室內(nèi)的底部。只有在確保了強(qiáng)力通風(fēng)系統(tǒng)正常工作后，才可以使用SF6裝置。并且在日常操作中，嚴(yán)禁工作人員單獨(dú)進(jìn)入配電裝置室，必須保證至少2人同時(shí)進(jìn)入。在工作人員進(jìn)入配電裝置室后，應(yīng)保證每次15min以上的換氣時(shí)間。在工作人員操作的過程中，必須嚴(yán)格監(jiān)測(cè)SF6的含量，一旦超過1000μL/L時(shí)，SF6報(bào)警器就必須發(fā)出警報(bào)，并迅速組織人員撤離。此外，影響設(shè)備正常運(yùn)行的因素還包括水含量，通常要對(duì)設(shè)備進(jìn)行3月/次的檢查，一旦檢測(cè)到超標(biāo)，則應(yīng)迅速作干燥處理，當(dāng)發(fā)現(xiàn)漏電現(xiàn)象時(shí)，要進(jìn)行帶電補(bǔ)氣措施。

3.4 設(shè)備異常處理

本次工程所使用的GIS設(shè)備具有很高的可靠性，通常情況下是不會(huì)出現(xiàn)故障的，故障發(fā)生率低于30%。但我們并不能因此而放松警惕，畢竟還是有出現(xiàn)故障的概率，而且最主要的是，SF6氣體一旦泄露，或者出現(xiàn)滲入外來的水分、導(dǎo)電線路存在雜質(zhì)以及絕緣工具老化等問題，都會(huì)使GIS出現(xiàn)故障，而GIS所采用的全封閉式結(jié)構(gòu)也造成了如下難題：工作人員在維修它時(shí)會(huì)面臨巨大挑戰(zhàn)。

對(duì)GIS設(shè)備異常檢測(cè)和維修的工作應(yīng)該交給專人處理，成立一個(gè)專門的負(fù)責(zé)組，該負(fù)責(zé)組時(shí)刻檢查GIS系統(tǒng)的狀態(tài)，及時(shí)妥善地按照規(guī)定處理問題。

4 加強(qiáng)GIS設(shè)備維護(hù)的重要性

本次工程是220kV的GIS變電站，總投資達(dá)1.47億元，占地面積小，可靠性非常高，但設(shè)備維護(hù)也成為GIS變電站的難題。

為了進(jìn)一步掌握GIS設(shè)備的所有性能和運(yùn)行維護(hù)情況，我們?cè)谌鄙傧嚓P(guān)資料的情況下，通過多方學(xué)習(xí)，掌握了GIS設(shè)備在運(yùn)行和維護(hù)方面的知識(shí)。我們的目的在于加強(qiáng)此GIS變電站工作人員對(duì)GIS設(shè)備的熟悉程度，以便他們今后的維修工作能夠順利、高效地展開。

GIS設(shè)備的投入成本較大，并且變電站對(duì)下游用戶的用電具有直接影響，如果不能對(duì)GIS設(shè)備的故障提前處理或立刻拿出解決方案的話，用戶將面臨長時(shí)間的停電，這將對(duì)當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展和民眾生活質(zhì)量帶來很大的負(fù)面影響，因此，加強(qiáng)GIS設(shè)備的維護(hù)是非常重要的。

5 結(jié)語

GIS變電站具有傳統(tǒng)變電站無法比擬的優(yōu)勢(shì)，但其本身也有一些不容忽視的缺陷，總的來說，GIS變電站將會(huì)成為未來變電站的主流。本文以某省的220kV GIS變電站為例，詳細(xì)介紹了GIS設(shè)備的運(yùn)行及維護(hù)方法，為將來建造更多的GIS變電站提供技術(shù)參考。

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TM73

A

1004-7344（2016）28-0144-02

2016-8-18

廖雄?。?973-），男，壯族，廣西貴港人，助理工程師，本科，主要從事變電設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)等管理工作。