淺析變電站GIS設(shè)備的故障診斷與檢修

張偉

摘要：GIS設(shè)備應(yīng)用于變電站，是變電站主要設(shè)備之一，它具有良好的滅弧防爆性能。保證GIS設(shè)備的穩(wěn)定性和其工作的連續(xù)性，對煤礦的供電系統(tǒng)的正常運(yùn)營有著重要意義，一旦設(shè)備出現(xiàn)了故障問題，那么就會影響到變電站的安全運(yùn)行，造成電網(wǎng)事故，大面積停電且綿延速度極快。因此，在電網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，做好變電站GIS設(shè)備的故障檢修就異常重要。本文將論述GIS設(shè)備一些常見的故障，針對這些故障提出檢修分析及運(yùn)維措施與建議，希望為從業(yè)者提供參考。

關(guān)鍵詞：變電站;GIS設(shè)備;故障診斷

1 GIS變電站特點(diǎn)

首先，該系統(tǒng)區(qū)別于傳統(tǒng)意義上的變電站，具有較小的占地面積。由于該變電器的大多數(shù)電氣設(shè)備均被隱藏于金屬管道中，套管所拼裝的管道樹中也可以裝置部分電氣設(shè)備，使其占地面積僅為傳統(tǒng)變電站面積的10%，大大減少了系統(tǒng)的占用空間。其次，由于金屬管道與管道數(shù)的外表面不存在線路與開關(guān)等電氣設(shè)備，有助于GIS變電站體積與質(zhì)量的縮小。GIS變電站系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)變電站而言，不易受環(huán)境的影響。在實(shí)際電氣設(shè)備安裝過程中，需要在金屬管道內(nèi)充滿SF6絕緣氣體，同時接地金屬桶需密封所有的高壓電氣設(shè)備，以避免外界環(huán)境對安裝在金屬管道內(nèi)的電氣設(shè)備的影響，降低設(shè)備損耗，減輕后期設(shè)備維修的負(fù)擔(dān)，節(jié)約人力物力。由于SF6氣體具有較高的著火點(diǎn)，可減小系統(tǒng)發(fā)生著火的可能性，保證電力系統(tǒng)高效穩(wěn)定安全運(yùn)行，降低工作人員的維修工作量，節(jié)約成本。最后，GIS變電站可保障電力的高效供應(yīng)。該系統(tǒng)在設(shè)計過程中各設(shè)備可免受外界環(huán)境的影響，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，在很大程度上可提高系統(tǒng)防輻射、防噪音的功能。由于系統(tǒng)在安裝過程中可保證重心較低，因此具有較好的抗震效果，極大地提升了系統(tǒng)抵御不確定因素影響的能力和系統(tǒng)安全性。

2 GIS設(shè)備常見故障及原因

2.1 密封的SF6氣體泄露

氣體泄漏一般由于密封性出現(xiàn)問題，在不同的地方發(fā)生漏氣情況。如焊接時電流過大，焊縫燒開或由于較大的局部應(yīng)力，焊縫炸裂;GIS金屬外殼沙眼漏氣，鑄造外殼時，存在雜質(zhì)或氣泡，在應(yīng)力作用下逐漸產(chǎn)生裂痕;法蘭結(jié)合面也會產(chǎn)生漏氣現(xiàn)象，法蘭面加工精度粗糙，密封墊的老化，密封墊圈安放位置并沒有垂直于法蘭面結(jié)果槽內(nèi)上下墊圈壓縮量不同，GIS的盆式絕緣子和罐體法蘭由于溫度變化而伸縮量不同，這些都會導(dǎo)致漏氣。還有一些其他原因使SF6氣體泄漏，GIS設(shè)備當(dāng)中密封位置與管路之間的連接位置還有焊接點(diǎn)出現(xiàn)故障。

2.2 零部件松動

GIS設(shè)備出現(xiàn)零部件松動是一個非常危險的事情，導(dǎo)致零部件松動的原因有兩種，滴喲中就是在進(jìn)行安裝施工時，母線沒有安裝到位，使得卡環(huán)沒有進(jìn)入到母線的凹槽內(nèi)，一旦超出母線的承受能力就會與相應(yīng)的設(shè)備脫開，產(chǎn)生很大的安全隱患。第二種就是母線與卡環(huán)的生產(chǎn)質(zhì)量沒有達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，在經(jīng)過長時間的工作，使得卡環(huán)以及母線出現(xiàn)裂紋，使得母線得不到相應(yīng)的保護(hù)。

2.3 互感設(shè)備有偏差

在GIS投入工作中，要想正常運(yùn)行，就只有保證互感器開關(guān)與屏蔽罩接近位置接觸到金屬外殼，另一端與金屬外殼之間處于絕緣下，并不能產(chǎn)生回路。多次使用設(shè)備，GIS設(shè)備必須分分合合合，產(chǎn)生的震動使絕緣端發(fā)生松動現(xiàn)象，使絕緣端與外殼發(fā)生連接現(xiàn)象。閉合回路的條件無法達(dá)到。若絕緣端與金屬外殼連接成了閉合回路，根據(jù)物理原理，產(chǎn)生的感應(yīng)磁通量就因互感器上二次繞組，會在屏蔽罩內(nèi)生成反向電流，電流相抵消，因此測量值與實(shí)際值產(chǎn)生了偏差。

3 GIS故障檢修分析

3.1 合理改進(jìn)設(shè)備的巡視方式

由于數(shù)字化GIS變電站的一二次設(shè)備和傳統(tǒng)意義上的變電站存在很大區(qū)別，所以對實(shí)際運(yùn)行管理與巡視等需要進(jìn)一步調(diào)整以適應(yīng)其系統(tǒng)特點(diǎn)。對一次設(shè)備來說，由于接地刀閘、斷路器等都被安裝在變電器設(shè)備的封閉殼體中，因此與外界環(huán)境隔離，很難受到環(huán)境影響，可保障設(shè)備高效穩(wěn)定運(yùn)行。因此，在實(shí)際檢修過程中，需注意確認(rèn)進(jìn)出的接頭是否存在異常、查看SF6氣體壓力值、仔細(xì)檢查系統(tǒng)是否存在異常聲響與氣味等。對二次設(shè)備來說，由于數(shù)字化變電站使用的保護(hù)裝置來源于服務(wù)器模式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)息處理后，可將采集的信息轉(zhuǎn)變成數(shù)字編碼信息，通過光纖傳輸?shù)椒?wù)器，將設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過程中采集到的數(shù)據(jù)傳輸至服務(wù)器。隨后，通過服務(wù)器對各系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行分析處理，進(jìn)而監(jiān)視設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況，降低了工作人員實(shí)際檢查的工作量，只需要通過數(shù)據(jù)分析即可找出設(shè)備故障與異常。

3.2 有關(guān)檢驗(yàn)SF6氣體

對于SF6氣體，優(yōu)先就要做到盛裝氣體的儀器質(zhì)量達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)，在選取材料時要精心挑選，不能一心只為利益，而選取粗制劣造的儀器。定時檢查SF6的空氣含量，雖然這種氣體無毒，可一旦泄露，聚集一定量的氣體也會對人體造成傷害。對于檢驗(yàn)SF6氣體是否泄露分為常用方法和紅外檢漏法。常用方法可用液體表面張力法，利用肥皂水的張力，在漏縫處有氣泡冒出;SF6電離法定性檢漏，脈沖高壓下產(chǎn)生連續(xù)放電作用，由于SF6氣體具有強(qiáng)負(fù)電性，就會改變電暈電廠的強(qiáng)度從而達(dá)到檢測效果;SF6激光檢漏法，利用儀器接受反射的紅外線激光形成圖像。而對于紅外檢漏法，則是利用SF6極強(qiáng)的紅外吸收力，尤其是波長為10.6um的紅外線。這種方法是目前最安全、最先進(jìn)的方法。

3.3 選取GIS建議

為了減少很多在施工中GIS因自身原因帶來的麻煩，在選取GIS時，不要貪圖便宜，要選擇質(zhì)量好的、制造精心的產(chǎn)品，并對其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格檢測。在使用前可進(jìn)行現(xiàn)場測試，測試主回路的導(dǎo)電電阻，主回路的耐壓、密封性、SF6氣體微量水含量等，都確保嚴(yán)格符合國家制定的標(biāo)準(zhǔn)。在安裝時，選擇高質(zhì)量的施工單位，因安裝導(dǎo)致隱患的情況案例也有很多，所以在安裝時要選擇高素質(zhì)、水平好的安裝單位。

結(jié)束語

通過對數(shù)字化GIS變電站的分析可知，數(shù)字化GIS變電站的使用是社會發(fā)展的必然趨勢，也逐步應(yīng)用于各地電力系統(tǒng)中。由于GIS變電站與傳統(tǒng)意義的變電站不同，因此現(xiàn)階段需不斷更新變電站管理模式。在不斷對設(shè)備進(jìn)行完善的過程中，需不斷創(chuàng)新管理模式，建立健全數(shù)字化GIS變電站的管理標(biāo)準(zhǔn)，加強(qiáng)對工作人員的管理和系統(tǒng)維修方法，以確保數(shù)字化GIS變電站高效穩(wěn)定運(yùn)行，促使變電站系統(tǒng)穩(wěn)定高效地運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張冉.35 kV變電站設(shè)備故障及維護(hù)[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（08）：46-47.

[2] 姚衛(wèi)民，黃安朝.淺析變電站GIS設(shè)備的故障診斷與檢修[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2018，15（36）：37-38.

國網(wǎng)太原供電公司，山西太原?030012