變電站GIS設(shè)備的故障診斷及檢修研究

郭俊羽 李衛(wèi)東 魏孝勇 陳振江 王曉夫

摘要：GIS設(shè)備是一種集成性電器，即氣體絕緣開(kāi)關(guān)設(shè)備，或者SF6全封閉組合電器，被廣泛應(yīng)用于變電站。GIS設(shè)備的具體結(jié)構(gòu)包括斷路器、匯控柜、開(kāi)端設(shè)備、互感器等，而常見(jiàn)故障也就出現(xiàn)在這幾個(gè)具體結(jié)構(gòu)上。由于GIS設(shè)備在出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，故障診斷與檢修難度高，導(dǎo)致在檢修時(shí)出現(xiàn)很多問(wèn)題，基于此，本文就對(duì)變電站GIS設(shè)備的故障診斷及檢修相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：變電站;GIS設(shè)備;故障診斷;檢修

1分析GIS設(shè)備故障檢修的現(xiàn)狀

GIS設(shè)備是封閉組合型電器，包括母線、隔離開(kāi)關(guān)、斷路器、電壓互感器等，將這些部分結(jié)合裝置于一個(gè)金屬封閉體內(nèi)，罐體內(nèi)填充六氟化硫氣體。如果設(shè)備發(fā)生故障，因?yàn)楣摅w較長(zhǎng)，設(shè)備內(nèi)部會(huì)存在死角，空間太小，很難準(zhǔn)確無(wú)誤的找出故障原因，這需要浪費(fèi)大量時(shí)間來(lái)進(jìn)行設(shè)備的拆卸，同時(shí)還要注意六氟化硫氣體很容易在室內(nèi)范圍造成人窒息，甚至還有可能產(chǎn)生部分氣體出廠不合格，其中內(nèi)含有有毒雜質(zhì)，給檢修人員的生命安全帶來(lái)威脅。因此檢修難度大。

2分析GIS設(shè)備常見(jiàn)故障的分類

GIS設(shè)備常見(jiàn)故障有以下幾個(gè)方面：操作機(jī)構(gòu)故障，表現(xiàn)為隔離開(kāi)關(guān)分合不到位，而且封閉氣室無(wú)法觀察，造成放電短路，導(dǎo)致大規(guī)模的停電，嚴(yán)重影響電網(wǎng)安全;局部放電現(xiàn)象，多見(jiàn)于新投運(yùn)GIS設(shè)備，通常因設(shè)備安裝階段環(huán)境惡劣，氣室內(nèi)有粉塵或微小生物，或GIS內(nèi)部導(dǎo)體表面光潔度不夠所致;GIS氣室內(nèi)SF6氣體緩慢泄漏，通常因?yàn)檫\(yùn)行年限較長(zhǎng)，密封膠圈老化;GIS氣室微水超標(biāo)，同SF6氣體泄露原因一樣，除了運(yùn)行年限過(guò)長(zhǎng)原因外，還因GIS設(shè)備所處環(huán)境濕度較大，長(zhǎng)久運(yùn)行后環(huán)境中水汽進(jìn)入氣室內(nèi);二次設(shè)備老化，控制回路故障頻發(fā)，表現(xiàn)為隔離開(kāi)關(guān)連鎖繼電器損壞，控制回路故障。

3分析GIS設(shè)備常見(jiàn)故障及原因

3.1常見(jiàn)故障分析

一般見(jiàn)到的GIS設(shè)備發(fā)生故障，經(jīng)常會(huì)在斷路器與互感設(shè)備上產(chǎn)生。在斷路器上很容易產(chǎn)生分合閘的動(dòng)作沒(méi)有辦法完成，在互感設(shè)備上則大部分出現(xiàn)的故障是電流互感上存在偏差，造成結(jié)果不精確。

3.2GIS設(shè)備故障產(chǎn)生的原因

通常情況下，斷路器產(chǎn)生分合閘無(wú)法完成這種故障。故障產(chǎn)生的原因是斷路器中的彈簧系統(tǒng)能量缺乏、電能不夠、六氟化硫壓力下降到一定程度后產(chǎn)生合閘動(dòng)作出錯(cuò)及控制回路影響到合閘動(dòng)作等原因，分閘動(dòng)作包含控制電路回路故障、電源中斷分閘供電。如果斷路器接觸不良也有可能造成分閘動(dòng)作無(wú)法正常完成。對(duì)于互感設(shè)備出現(xiàn)的故障，在實(shí)踐當(dāng)中發(fā)現(xiàn)，原本電流互感器在常規(guī)狀態(tài)下，互感器的屏蔽罩在靠近開(kāi)關(guān)一側(cè)會(huì)與GIS設(shè)備外殼處于連接狀態(tài)，而與線路另外一側(cè)的外殼會(huì)由六氟化硫氣體隔絕處于絕緣狀態(tài)，這種工況下沒(méi)有回路，但實(shí)際運(yùn)行中如果連接外殼一側(cè)的某一段出現(xiàn)松動(dòng)就可能導(dǎo)致兩側(cè)同時(shí)處于連接狀態(tài)下，進(jìn)而形成一個(gè)閉合回路，影響互感器的數(shù)值。具體而言當(dāng)產(chǎn)生閉合回路后，二次繞組會(huì)通過(guò)感應(yīng)磁通產(chǎn)生一個(gè)反向電流，并與一次電流抵消，而互感器只能感受到方向電流與一次電流的差值，這種狀態(tài)下會(huì)導(dǎo)致變比發(fā)生變化，一般是增大。一般出現(xiàn)這種問(wèn)題是因?yàn)榱慵?guī)格誤差較大，或者是安裝過(guò)程中有疏漏導(dǎo)致的。

4故障檢修的研究

4.1斷路器檢修

一旦確定為斷路器故障，則最先要對(duì)電源進(jìn)行處理。電源提供足量的電量支持，如果沒(méi)有足夠的電量支持，合閘分閘均無(wú)法完成。工作人員對(duì)斷路器電源進(jìn)行檢查，確認(rèn)電源已經(jīng)斷開(kāi)。同時(shí)對(duì)熔絲當(dāng)前情況進(jìn)行檢測(cè)，如果斷路器已確定為空開(kāi)狀態(tài)，就試合空開(kāi)。若確定為熔絲斷裂，就更換新的熔絲。如果回路發(fā)生故障，請(qǐng)專業(yè)人員對(duì)回路進(jìn)行問(wèn)題排查檢修。一旦發(fā)現(xiàn)SF6壓到警戒值以下，產(chǎn)生壓強(qiáng)太小沒(méi)有方法支持分合閘時(shí)，就快速中斷斷路器的電源，同時(shí)關(guān)閉操作機(jī)構(gòu)，對(duì)關(guān)閉機(jī)構(gòu)上做出標(biāo)志，然后進(jìn)行相關(guān)維修。當(dāng)產(chǎn)生合閘問(wèn)題時(shí)，可以由專業(yè)檢修人員來(lái)檢查電路的二次回路。如果斷路器故障的產(chǎn)生是因?yàn)榱驓怏w壓力不足時(shí)，需要對(duì)其進(jìn)行格外關(guān)注。如果無(wú)法完成分閘動(dòng)作，就可以經(jīng)斷路器電源進(jìn)行直接中斷，保持有斷路器電源空開(kāi)，還需要向省級(jí)報(bào)告，將重合閘停止，經(jīng)過(guò)上級(jí)批準(zhǔn)過(guò)后，需要用母聯(lián)串代的方式將未曾發(fā)現(xiàn)的故障的斷路器換到另外一側(cè)的母線上，再將故障斷路器中斷，進(jìn)而再去維修。如果出現(xiàn)無(wú)法完成合閘操作，那就需要將電源中斷，申請(qǐng)重新合閘，然后再讓檢修人員來(lái)進(jìn)行檢修。當(dāng)出現(xiàn)六氟化硫氣體壓下到警戒值以下，況且沒(méi)有方法支持分合閘時(shí)，就可將斷路器的電源快速中斷，同時(shí)還要閉鎖操作機(jī)構(gòu)，將閉鎖機(jī)構(gòu)標(biāo)上必要標(biāo)志，然后根據(jù)你檢修制度來(lái)進(jìn)行維修。

4.2互感設(shè)備檢修

互感器出現(xiàn)故障的狀況不是很經(jīng)常，再加上它的故障征兆很隱蔽，不易被發(fā)現(xiàn)。所以一旦出現(xiàn)故障，并不會(huì)馬上被發(fā)現(xiàn)，表面上并不會(huì)出現(xiàn)異響、異動(dòng)、失控等明顯現(xiàn)象，這時(shí)就需要操作人員根據(jù)自己積累的經(jīng)驗(yàn)，靈敏的察覺(jué)能力，在細(xì)微之處發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。一旦發(fā)現(xiàn)有故障發(fā)生的跡象，便遵循以下方法：首先查找故障的點(diǎn)位和原因，找到問(wèn)題根本。但是工作人員因高壓并不能近距離接觸設(shè)備，這時(shí)就靈活采取對(duì)互感器產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄的方式進(jìn)行檢查，針對(duì)數(shù)據(jù)異常處，申請(qǐng)斷電開(kāi)蓋檢測(cè)，找到原因，進(jìn)一步維修和處理。若無(wú)法修復(fù)，則需要更換原件，選擇符合使用要求的規(guī)格型號(hào)。更換后對(duì)設(shè)備的接地端和非接地端進(jìn)行松緊確認(rèn)，確認(rèn)無(wú)誤后，方可合蓋、通電。技術(shù)人員也不要忘記觀察維修后GIS參數(shù)運(yùn)行狀態(tài)是否穩(wěn)定，電流測(cè)試是否準(zhǔn)確，確認(rèn)無(wú)誤后，方可正式投入使用。

4.3GIS整體維護(hù)措施

強(qiáng)化對(duì)設(shè)備自身的現(xiàn)地控制柜實(shí)施維護(hù)，只有這樣才能從根部解決GIS故障。設(shè)備自身的控制柜當(dāng)中的全部元器件，提高對(duì)它所具備的性能實(shí)施檢測(cè)的能力，對(duì)于達(dá)不到規(guī)定要求的密度繼電器，要在第一時(shí)間進(jìn)行更換。同時(shí)對(duì)設(shè)備所具備的操作性實(shí)施加強(qiáng)維護(hù)。保證設(shè)備整體在操作時(shí)不存在缺陷，滿足實(shí)際操作施工期的功率要求;保證使用的液壓油不存在變暗變渾濁的現(xiàn)象;同時(shí)保證所有操作機(jī)構(gòu)和斷路器這兩方面的功能;實(shí)施具有預(yù)防性質(zhì)的測(cè)試，保證所有開(kāi)關(guān)部位全部能夠達(dá)到最好的工作狀態(tài)。

5結(jié)語(yǔ)

總之，故障診斷和檢修也是電網(wǎng)系統(tǒng)的至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，檢修人員需要認(rèn)真檢查GIS設(shè)備故障產(chǎn)生的原因，必須對(duì)可能發(fā)生的故障采取針對(duì)性運(yùn)維措施，但是仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，需要追根溯源綜合管理，提升整體設(shè)備質(zhì)量、加強(qiáng)出廠管理及施工管控、完善檢修策略定期大修維護(hù)，才能充分發(fā)揮GIS設(shè)備可靠的本質(zhì)。

參考文獻(xiàn)

[1]佚名.500kV變電站GIS設(shè)備的故障診斷與維護(hù)[J].山東工業(yè)技術(shù)，2018.

[2]王一博，王福杰，馬繁宗.變電站GIS設(shè)備常見(jiàn)故障原因及處理方法分析[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2016.

[3]陳仁剛.紅外測(cè)溫技術(shù)在GIS故障診斷中的應(yīng)用[J].高壓電器，2015.

[4]許銳堅(jiān).試析GIS設(shè)備安裝在變電站施工中的應(yīng)用[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè)，2016.

[5]劉敏，楊東.GIS設(shè)備吸附裝置引起的故障分析及改進(jìn)措施[J].水電與抽水蓄能，2019.