高海拔變電站GIS設(shè)備故障分析

索元龍 李雙年

摘要：隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，當(dāng)下電力越來越離不開人們的生活，但相對(duì)西藏等偏遠(yuǎn)地區(qū)，電網(wǎng)相對(duì)薄弱，變電站的建設(shè)尚未完全達(dá)到智能化，變電站建設(shè)無論生產(chǎn)規(guī)格型號(hào)、質(zhì)量、造價(jià)及進(jìn)度多方面制約，且因西藏區(qū)域較內(nèi)地交通偏遠(yuǎn)，且海拔普遍較高，因此，無論從設(shè)備出廠、各項(xiàng)試驗(yàn)、交通運(yùn)輸、到場安裝以及投入運(yùn)行等各方面出發(fā)，在高海拔區(qū)域相對(duì)存在各項(xiàng)指標(biāo)要求。

關(guān)鍵詞：新能源;高海拔;設(shè)備安裝;GIS;質(zhì)量

引言

近幾年，我國電力行業(yè)發(fā)展迅速，尤其新能源項(xiàng)目更為火熱，因?yàn)樘柲苜Y源是取之不盡、用之不竭的可再生能源。根據(jù)地域區(qū)分，西藏地區(qū)更是有著豐富的太陽能資源，因此建設(shè)新能源項(xiàng)目可降低西藏電網(wǎng)火電機(jī)組的利用小時(shí)數(shù)，緩解西藏電網(wǎng)枯期的缺電局面，更可促進(jìn)地區(qū)電力事業(yè)、生態(tài)保護(hù)、區(qū)域經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。然而，項(xiàng)目建設(shè)期間，如何把控各項(xiàng)質(zhì)量目標(biāo)，尤其針對(duì)高海拔區(qū)域怎樣去管控設(shè)備選型以及質(zhì)量，需要我們?nèi)プ⒁狻?/p>

1概述

本工程為恩久塘光伏電站110kV升壓站，場站平均海拔4000米，受光伏電站征地范圍、造價(jià)比較及工期的影響，本升壓站配電裝置采用模塊化預(yù)制艙型式，二次設(shè)備間采用單層建筑的型式;另外考慮建設(shè)安裝費(fèi)用、維護(hù)費(fèi)用，GIS組合電器30年全壽命周期成本（LCC）明顯優(yōu)于戶外常規(guī)布置，110kV配電裝置預(yù)制艙布置在站區(qū)的北側(cè)，二次設(shè)備間設(shè)置于綜合樓內(nèi);主變壓器布置于站區(qū)中間，10kV配電裝置預(yù)制艙布置于主變南側(cè)，SVG組件預(yù)制艙布置于主變東側(cè)，進(jìn)站大門開在站區(qū)北側(cè)，110kV采用架空方式朝北側(cè)出線。項(xiàng)目于2017年3月正式開工建設(shè)，2017年6月底并網(wǎng)投產(chǎn)。投運(yùn)過程中，因GIS設(shè)備兩次出現(xiàn)故障，導(dǎo)致投運(yùn)節(jié)點(diǎn)延遲。

2事件經(jīng)過

2.1第一次事件故障

2017年6月14日，經(jīng)各方驗(yàn)收合格后，變電站準(zhǔn)備對(duì)110kV線路倒送電，在斷路器合閘后，對(duì)母線帶電，PT電壓正常，5分鐘后，線路側(cè)斷路器跳閘，當(dāng)晚連夜對(duì)故障進(jìn)行故障搶修，初步斷定為GIS盤式絕緣子因介質(zhì)污染，導(dǎo)致內(nèi)部絕緣下降，使母線側(cè)相間短路跳閘。搶修人員經(jīng)過兩天的時(shí)間，將擊穿的絕緣盤子進(jìn)行更換，并進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)過程如下：

（1）在沖入氣體以后，對(duì)該產(chǎn)品的三工位進(jìn)行了機(jī)械特性的測量，和該氣室進(jìn)行微水測量，母線氣室和斷路 器氣室微水均合格;

（2）試驗(yàn)單位對(duì)GIS設(shè)備整體撿漏，待撿漏完成以后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)。分別對(duì)A、B、C 三相進(jìn)行了相間及對(duì)地的工頻耐壓試驗(yàn)無閃絡(luò)擊穿、對(duì)更換了盤式絕緣子的三工位 斷口進(jìn)行工頻耐壓試驗(yàn)無閃絡(luò)擊穿。

（3）試驗(yàn)完成以后，回收母線三工位的氣體，裝上避雷器的導(dǎo)體，對(duì)母線氣室進(jìn)行真空 處理，在真空度為48Pa的情況下，對(duì)該氣室充入0.5MPa的SF6氣體，靜止24小時(shí)后測量微水合格。對(duì)A、B、C三相分別進(jìn)行十五分鐘的額定電壓試驗(yàn)，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

2.2第二次事件故障

2017年6月21日17時(shí)，110kV升壓變電站重新倒送電，在設(shè)備運(yùn)行 22小時(shí)后，對(duì)側(cè)國網(wǎng)站HGIS斷路器跳閘，本側(cè)電站無報(bào)文，售后人員依次排查發(fā)現(xiàn)線路三工位氣室有異常，解體排查發(fā)現(xiàn)該三工位內(nèi)部盤式絕緣子絕緣擊穿。經(jīng)過3天搶修，llOkV線路母線隔離刀閘氣室內(nèi)部燒蝕的絕緣件全部進(jìn)行更換，對(duì)相通的氣室，已全部解體檢查、恢復(fù)修整，其余部位也作了相應(yīng)檢查、清整。并再次進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)過程如下：

（1）在氣體充入靜止24小時(shí)后，對(duì)修復(fù)產(chǎn)品進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)三個(gè)氣室進(jìn)行微水測試，斷路器氣室線路三工位氣室單相PT氣 室微水均合格。

（2）對(duì)絕緣電阻值，機(jī)械特性，回路電阻，進(jìn)行測量，結(jié)果均合格;

（3）然后對(duì)其整體撿漏，待撿漏完成以后進(jìn)行耐壓試驗(yàn)，分別對(duì)A、B、C三相進(jìn)行了相 間及對(duì)地的工頻耐壓試驗(yàn)無閃絡(luò)擊穿，對(duì)更換了盤式絕緣子的三工位斷口進(jìn)行工頻 耐壓試驗(yàn)無閃絡(luò)擊穿;

（4）試驗(yàn)完成后，回收線路三工位的氣體，裝上單相PT導(dǎo)體，并對(duì)線路氣室進(jìn)行真空 處理，在真空度為48Pa的情況下，對(duì)該氣室充入0.5MPa的SF&氣體，靜止24小時(shí)后，測量微水合格。

此次投運(yùn)后設(shè)備正常運(yùn)行，截止目前未出現(xiàn)故障。

3原因分析

經(jīng)過兩次故障出現(xiàn)，各單位尤為重視，并召集各單位專家進(jìn)行分析，大致如下：

（1）第一次故障原因分析：該段設(shè)備使用的真空回收車進(jìn)行回收充氣，在事發(fā)后在 此回收車充氣口發(fā)現(xiàn)油漬，回收車的油在高壓充氣的情況下以油霧的型式進(jìn)入設(shè)備，對(duì)設(shè)備造成污染;氣室內(nèi)有可能存在的懸浮金屬微粒在工頻電壓作用下，逐步向低電位轉(zhuǎn) 移并沉積在絕緣子表面，使絕緣距離縮短，在工頻過電壓下?lián)舸┓烹姟?/p>

（2）第二次故障原因分析：設(shè)備按照運(yùn)輸單元運(yùn)送至現(xiàn)場時(shí)，因部分單元超長超高，需要現(xiàn)場安裝，同時(shí)現(xiàn)場安裝進(jìn)行耐壓試驗(yàn)時(shí)，需要拆除避雷器、電壓互感器，及對(duì)岀現(xiàn)套管分支母線進(jìn)行現(xiàn)場安裝，造成以上單元暴露于空氣中，且停留時(shí)間達(dá)四天后才進(jìn)行了抽真空干燥處理（真空度為30Pa），在此作業(yè)過程中可能導(dǎo)致氣室內(nèi)絕緣件表面受潮，絕緣性能下降;安裝室外套管時(shí)，因晝夜溫差大，在安裝過程中可能使絕緣件表面;且現(xiàn)場風(fēng)沙大，也存在外部粉塵進(jìn)入事故間隔的可能，從而引發(fā)絕緣子表面閃絡(luò)擊穿。

綜上所述，該次故障原因分析為：現(xiàn)場安裝環(huán)境控制不到位，現(xiàn)場指導(dǎo)安裝人員責(zé)任心不強(qiáng)，設(shè)備氣體回收再充氣過程中氣體被污染，設(shè)備承受較高的工頻電壓，最終在累積效益下發(fā)生短路事故。

4預(yù)防措施

4.1強(qiáng)化現(xiàn)場管理指導(dǎo)安裝人員專業(yè)知識(shí)，加強(qiáng)現(xiàn)場安裝工藝紀(jì)律并嚴(yán)格執(zhí)行力度;

4.2加強(qiáng)設(shè)備出廠運(yùn)輸、二次倒運(yùn)期間產(chǎn)品保護(hù)意識(shí)，安裝期間加強(qiáng)外部環(huán)境條件檢查，以及輔助設(shè)備的檢驗(yàn)必須到位;

4.3現(xiàn)場人員應(yīng)加強(qiáng)巡視，設(shè)備初次投運(yùn)期間，必須嚴(yán)格按照巡視規(guī)程加強(qiáng)檢驗(yàn)，對(duì)設(shè)備產(chǎn)生異味、異響等情況應(yīng)加強(qiáng)重視，并及時(shí)反饋。

結(jié)束語

近年，電力行業(yè)突飛猛進(jìn)，給人民的生活水平帶來大幅度的提高，尤其高寒高海拔的偏遠(yuǎn)區(qū)域，但作為建設(shè)者本身，我們也因加強(qiáng)各項(xiàng)質(zhì)量管控，確保用戶用電用的安心、舒心、放心。

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