110kVGIS設(shè)備故障原因分析

王憲旭

摘要：隨著科學與信息技術(shù)的不斷發(fā)展，GIS技術(shù)已經(jīng)運用到各行各業(yè)中。在電力系統(tǒng)建設(shè)中的運用也日益成熟，在變電站與配網(wǎng)運行中占有重要的地位。然而，在GIS設(shè)備實際運用過程中，由于其高頻率的運行模式導致設(shè)備出現(xiàn)故障的問題頻頻發(fā)生。這就要求在設(shè)計、安裝、運行等各個階段進行設(shè)備維護，對故障原理及改進方案進行數(shù)量的掌握，從而提升GIS設(shè)備在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用效率。本文主要以110kvGIS設(shè)備的故障原因進行分析并且提出相關(guān)的優(yōu)化策略，以期可以對GIS設(shè)備故障進行快速分析處理，提升電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：110kv;GIS設(shè)備;故障原因;優(yōu)化策略

引言：

GIS系統(tǒng)立足于計算機技術(shù)的系統(tǒng)，系統(tǒng)的穩(wěn)定性及響應(yīng)速度都依賴于計算機技術(shù)的發(fā)展和進步。該技術(shù)的應(yīng)用于電力系統(tǒng)可以提高電力設(shè)備的安全性，提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。對電力數(shù)據(jù)的準確性進行提升、配網(wǎng)規(guī)劃、空間定位等工作奠定了科學基礎(chǔ)。因此該技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛。但是如果GIS設(shè)備出現(xiàn)故障將會對電力運行產(chǎn)生重大影響。

1、GIS設(shè)備在電力系統(tǒng)中運用的優(yōu)勢

隨著當前電網(wǎng)的規(guī)模逐漸擴大，用電戶逐漸增多，GIS設(shè)備不僅應(yīng)用在普通的高壓線路中，其中在超高壓以及特高壓的電力線路中的應(yīng)用也較多。GIS設(shè)備在應(yīng)用的過程中，具備安裝簡單、可靠性高、占地面積小、安全性高、維護量小、全封閉，帶電設(shè)備不裸露，受地理位置的限制少等優(yōu)勢。GIS設(shè)備在110kV變電站的應(yīng)用中，其占地面積約為常規(guī)設(shè)備占地面積的30%左右，極大的縮小了占地面積，因此其對于地理環(huán)境因素的適應(yīng)性較好。并且由于其設(shè)備外殼為金屬構(gòu)造的全封閉固件，使其擁有良好的穩(wěn)定性。對于其內(nèi)部的帶電設(shè)備也達到了良好的防護作用，對于維護人員的人身安全也起到了保護的作用。

2、GIS設(shè)備常見故障原因

2.1放電短路故障

GIS設(shè)備在運行的過程中，放電以及短路現(xiàn)象的出現(xiàn)較為常見。短路現(xiàn)象主要為設(shè)備在運行的過程中，接線方式不正確造成的電力短路。GIS設(shè)備中的短路現(xiàn)象主要為：設(shè)備在運行中，兩類不同類型的電流發(fā)生偶然接觸，最終產(chǎn)生了短路現(xiàn)象。GIS設(shè)備產(chǎn)生短路現(xiàn)象，短時間內(nèi)可造成設(shè)備損壞，或引起火災(zāi)爆炸等其他現(xiàn)象。此外GIS設(shè)備的放電故障，如較為短暫一般不會引起較為嚴重的故障。但如持續(xù)時間較長或發(fā)生頻率較高，對于設(shè)備的運行的穩(wěn)定性也會產(chǎn)生影響。GIS設(shè)備局部放電，一般由于設(shè)備內(nèi)部運行電壓較高，最終使得設(shè)備外部或區(qū)域范圍內(nèi)產(chǎn)生了放電現(xiàn)象。但由于外部不存在放電電流的流通渠道，因此一般情況下放電現(xiàn)象較為短暫。

2.2氣密性故障

GIS設(shè)備根據(jù)其名稱分析，主要點明了兩個要素：氣體絕緣、全封閉。因此其運行的過程中，關(guān)于設(shè)備的氣密性要求較高。一旦出現(xiàn)泄漏或其他氣密性失效問題，即可造成設(shè)備絕緣失效，運行出現(xiàn)故障。當前在GIS設(shè)備運行檢查的過程中，主要出現(xiàn)的問題之一為：GIS設(shè)備出現(xiàn)氣密性故障。此類故障主要出現(xiàn)在設(shè)備的連接部件處，一般情況下連接部件，隨著使用時間的增長以及檢修等原因，最終造成了氣密性失效現(xiàn)狀。

2.3閃絡(luò)現(xiàn)象

GIS設(shè)備閃絡(luò)現(xiàn)象在當前設(shè)備應(yīng)用的過程中，出現(xiàn)的頻率較小。引起GIS設(shè)備閃絡(luò)，主要的原因為：絕緣子表面產(chǎn)生污垢，未進行及時的清理。最終在設(shè)備運行的過程中，因設(shè)備放電或其他現(xiàn)象，造成了絕緣子表面的閃絡(luò)現(xiàn)象。閃絡(luò)現(xiàn)象嚴重時，可將絕緣子設(shè)備擊穿。最終造成設(shè)備絕緣性失效，對于整體的電網(wǎng)安全性以及操作人員的人身安全，都造成了較大的威脅。

3、110kVGIS設(shè)備常見故障類型的處理措施

3.1放電故障處理

針對故障點進行檢測，之后根據(jù)檢測結(jié)果進行故障設(shè)備的修復(fù)。如放電現(xiàn)象較為嚴重，但暫未造成設(shè)備故障或短路現(xiàn)象。工作人員可針對放電現(xiàn)象的持續(xù)時間，進行時間段內(nèi)通過電流的控制，以此達到降低電勢的效應(yīng)，最終實現(xiàn)放電現(xiàn)象消失，避免出現(xiàn)短路現(xiàn)象。通常情況下為了減少此類故障造成的設(shè)備損壞，一般通過加強設(shè)備得接地保護，進行對外放電電流的疏導。

3.2氣密性故障處理

在設(shè)備安裝投用之前，技術(shù)人員應(yīng)制定嚴格的巡檢機制，并提前做好相對應(yīng)的預(yù)防措施。二、在設(shè)備運行的過程中根據(jù)其運行狀態(tài)，以及出現(xiàn)故障的頻率進行整體數(shù)據(jù)的分析。按照運行經(jīng)驗進行設(shè)備氣密性故障的處理和預(yù)防。三、硬件方面的處理方法為，減少線路中關(guān)于斷路器設(shè)備的安裝。

3.3閃絡(luò)故障處理

定期進行電力設(shè)備的人工巡檢，并針對設(shè)備表面的附著物進行定期處理。利用超聲波等設(shè)備進行檢測，防止人工巡檢出現(xiàn)的漏洞。

4、優(yōu)化GIS設(shè)備的有效措施

4.1加強設(shè)備安裝全過程監(jiān)管

GIS組合電器能否安全穩(wěn)定運行，高質(zhì)量產(chǎn)品是前提，安裝質(zhì)量是關(guān)鍵所在。安裝中安裝人員存在的共性問題有一是設(shè)備安裝沒有遵守相關(guān)工藝規(guī)程。在設(shè)備安裝過程中工作人員由于未遵守相關(guān)工藝規(guī)程，對金屬元件的劃痕以及凹凸度處理不到位。二是設(shè)備裝現(xiàn)場環(huán)境清潔程度不符合相關(guān)設(shè)備安裝要求，在實際設(shè)備安裝過程中，環(huán)境清潔程度不足，可能引起絕緣元件受潮以及被腐蝕等情況，同時會導致外部的塵?；蛘咂渌s質(zhì)殘留在GIS型組合電器設(shè)備內(nèi)部。三是設(shè)備安裝失誤，具體為設(shè)備安裝錯誤和漏裝，實際安裝過程中，工作人員由于個人問題造成裝錯或漏裝等情況，設(shè)備屏蔽罩內(nèi)部與導體之間出現(xiàn)不規(guī)則間隙。四是設(shè)備使用的螺栓墊圈出現(xiàn)漏裝成者緊固程度不足。五是異物清理問題，異物沒有及時清理，殘留在GIS組合電器設(shè)備內(nèi)部，有時其他工程各種工具也會遺留在GIS組合電器設(shè)備內(nèi)部，這些異物會帶來極大的安全隱患。加強安裝全過程監(jiān)管，有效防范安裝質(zhì)量風險，確保GIS組合電器設(shè)備安全穩(wěn)定運行。

4.2定期更新設(shè)備

在電力系統(tǒng)中，已經(jīng)開發(fā)出了大量的新型設(shè)備，并取得了很好的應(yīng)用效果，在今后變電站的運行和發(fā)展中，需要重視對這類新型設(shè)備的應(yīng)用。在設(shè)備替換中，要完全按照設(shè)備的相關(guān)要求完成安裝，例如，對于新型變壓器免維護呼吸器來說，我國當前對該項技術(shù)的研發(fā)處于國際領(lǐng)先地位。在安裝中，需要將呼吸器的出氣孔與變壓器的進氣口有效對接，同時為了防止出現(xiàn)漏氣問題，在這兩個接口中需要設(shè)置橡膠墊圈，提高變壓器和呼吸器之間的氣密性。另外由于新的呼吸中設(shè)置了加熱裝置、自動控制系統(tǒng)、稱重裝置[3]、內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)等內(nèi)容，導致整個設(shè)備的重量和結(jié)構(gòu)復(fù)雜度提高，所以在設(shè)備的吊裝中，需要保證吊裝速度的穩(wěn)定性，防止由于加減速運動破壞了該設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

總?結(jié)：

綜上所述，GIS設(shè)備故障主要分為三種，分別為：氣密性故障、GIS設(shè)備-放電短路故障、GIS設(shè)備閃絡(luò)現(xiàn)象。有針對性的分析其處理方案，可以有效在實際工作階段的穩(wěn)定在電力系統(tǒng)運行狀態(tài)。對于110kV變電站繼電保護系統(tǒng)的不斷優(yōu)化，除此之外，還有在安裝階段對設(shè)備質(zhì)量進行管控，在運行階段進行設(shè)備定期更新維護，只有這樣才能有效減少GIS設(shè)備故障幾率，確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定的運行。

參考文獻：

[1]黃輝敏，蘇毅.110kV GIS設(shè)備相間短路故障原因分析[J].廣西電力，2017，（1）.52-55.

[2]王強，王少龍.110kV GIS設(shè)備絕緣故障原因分析及處理[J].電力安全技術(shù)，2017，（10）.29-32.

[3]沈建.設(shè)備故障原因分析及處理辦法概述[J].科學與信息化，2020，（19）：85.