基于特高压GIS设备的状态评估及检修策略的研究

基于特高压GIS设备的状态评估及检修策略的研究

肖云亮亢煜

（山西省电力公司检修分公司山西省太原市030032）

摘要：在现代的电力系统中，GIS设备已经得到了广泛关注。在具体的应用中，当所使用的材料、工艺技术有所不同时，GIS设备的质量也会有所不同。设备如果不合格，运行中就会存在质量问题，加之没有采取有效的维护措施，电力系统的运行就会缺乏稳定性。在选择GIS设备的时候，要优先选择质量优良的设备，并在设备运行中做好技术维护工作，使设备的良好性能得以充分发挥，保证设备处于稳定的运行状态。

关键词：特高压；GIS设备；状态评估；检修策略

1、GIS设备常规检修与状态检修的区别

GIS设备常规检修,指的是根据用电负荷及相应的停电计划,结合日常维护发现的设备缺陷,开展的设备检修计划。这种检修方法,有其特定的局限性,即用电负荷高无法停电检修、停电时间短、相关备品备件少等原因制约着GIS设备的检修质量。在市场经济的飞速发展,用电负荷的不断的增加,电力设备不断增加的情况下,这是一种可靠性不高的检修方法。可见设备的状态检修也将逐步成为设备检修的主流。

GIS设备状态检修,指的是通过日常对设备的状态监测(即日常巡视及后台运行数据监控)、月度及年度开展的维护记录、检修及消缺(缺陷消除)统计及分析等多方面数据,进行对应的设备检修———A修(周期大修及技改)、B修(设备逢停电必开展专项维护)及C修(日常巡视维护)。

2、GIS设备的状态评价

(1)磨合期:在GIS设备安装及调试的过程中,由于相关零部件不是同厂的设备,部分是集成部件,就算是现场的设备监造,也不一定完全发现其故障隐患。当整体设备组装完成,投入运行后,设备的故障才开始浮现,如气室漏气,隔离开关无法正常电动操作等设备隐患的出现。随着设备的维护量增多,暴露的设备隐患解决,维护人员将对GIS设备的各项性能得以充分认知;

(2)有用寿命期:GIS设备投入运行后,周期维护得当、在进行设备操作时不出现失误及文明作业、结合用电情况合理利用设备,将会使设备的有用寿命得以延长,如30年前的日本三菱设备,从安装到现在,可靠安全运行。(正常GIS设备寿命周期为30年)。但是如果对设备缺乏维护,安装工艺低且不规范、设备原材料次品、操作失误或野蛮操作,超过设备的极限值等偶发情况,会大大缩短GIS设备的有用寿命周期;

(3)损耗期:随着GIS设备投入运行的年限增长,用电负荷的不断升高,设备操作次数的增多,GIS设备内部会出现触头磨损、碳化、物理及化学反应的变化,外观及内观的绝缘老化,开关灭弧室中的局部放电增多等相对应的问题。为此,不一一对应开展专项设备检修,最终会使设备损坏,甚至彻底报废。

通过对上的三方面的分析,针对GIS设备的磨合期、有用寿命期、损耗期,开展一一对应的专项设备检修,可将设备安全隐患消除在萌芽状态,从而确保设备安全可靠运行。

3、GIS设备的参量分析

(1)从试验设备结果中可分析,若GIS设备耐压强度的降低,即设备中的SF6气体密度也随之降低;其次,从气体含水量(微水试验)结果(大于150ppm)中,设备发生泄漏(如:密封不严、逆止阀阀芯损坏等情况),从而气体含水量超标(微水试验)。当气体含水量超标(微水试验)大于150ppm,小于1000ppm需要缩短试验周期(半年或三个月),若气体含水量超标(微水试验)大于1000ppm,就需要立即进行处理,因为这不仅关系到设备的问题,更重要的是有可能严重影响电网的安全可靠运行;

(2)GIS设备中断路器(开关)的导电回路的测量,是进行设备检修、安装及设备验收的必须项目。因为断路器(开关)导电回路之间的接触电阻直接决定断路器(开关)的回路电阻测量数值。因为其数值的高低,直接与短路电流切断能力的高低直接挂钩。若断路器(开关)试验回路电阻大,说明断路器(开关)内部设备隐患,引致设备内部过热,从而加速设备的氧化,若是设备内部氧化严重,严重会使断路器(开关)烧毁;

(3)GIS设备中断路器(开关)及隔离开关的操作次数。通过日常巡视记录及变电站内的监控器的后台报文,采用定量采集及取样分析,液压操作机构频繁打压、失压及弹簧操作机构合闸电源要求高等缺陷问题得以发现;

(4)红外测温及成像。除了日常的巡视外,对负荷高居不下的情况,需要对设备进行红外测温通过及成像,特别是出线套管的接触部分、动、静触头接触部分(断路器),隔离开关接触部分等,都需要密切注意。

4、GIS设备的状态检修策略

4.1GIS设备的风险评估及运维检修策略

电网每年都定期开展设备的状态风险评估,务必将风险降低到可控状态,若风险因素过大(即大于数值18),即会有相对应的作业指导书予以控制,GIS设备也不例外。设备的4种运行状态其相对应的风险等级分别为高风险、中风险、低风险和可接受风险4种风险,为此,制定了相对应的运维检修策略图。

4.2状态监测与巡视

有效的状态监测是保证电网在运行过程中的安全性、可靠性和经济性的重要举措。一般情况下,状态的监测工作包括停电试验、在线监测、带电试验等内容,其中,在线监测和带电试验工作能够在不影响GIS设备正常运行的条件下进行,通过连续或定时对设备的状态进行监测的方式完成工作内容。而状态监测技术相较于前两种监测工作内容,则是一项技术含量更高的综合技术内容,其在现场测试和在线监测中的技术应用难度较大。相关人员在进行带电测试共以及推广在线监测技术的过程中,为保证技术应用的效果和价值得到发挥,除了应当积极克服传感器的灵敏程度、抗干扰能力大小等硬件技术问题以外;还应当在工作中不断积累数据诊断经验,并根据经验对工作进行持续性的完善。

状态巡视工作通常以日常巡逻模式呈现,在日常的巡检工作中,除了需要根据设定的巡检周期对所有运行中的GIS设备展开全面的常规巡检以外,还应当根据设备的健康状况、运行状况以及运行期间的气候状况对设备状态进行评估,然后确定设备运行的风险等级,最后再根据设备的风险等级制定风险预案,以此实现巡视工作的基本目的。此外,状态巡视工作除了日常的常规巡视以外,还包括特殊巡视,相较于常规巡视,特殊巡视具有巡视周期不确定、巡视内容不确定等特点,作为日常巡视的重要补充,特殊巡视的重点在于及时发现设备运行过程中存在的细节性问题,通过对重点部分的运行状态进行单独监控的方式,能够进一步提升设备运行的安全性与稳定性。

GIS设备的状态巡视工作是运行人员的一项重要日常工作,巡视质量直接影响安全生产,同时也反映了现场的生产管理水平。实施状态巡视工作的运行人员平时要做到巡视设备到位,倒闸操作正确无误,掌握运行中设备存在的缺陷以及按类别进行处理,消除事故隐患以保证GIS设备的安全可靠运行,确保电力企业的安全生产。

作为设备运营商日常管理工作中的一项重要内容,GIS设备的状态检测工作具有重要意义,研究证实,设备状态检验质量的高低不仅将直接影响到企业生产安全性的高低,同时还将直接反映现场生产管理水平的优劣。对此,执行设备巡视工作的相关人员,在进行具体的操作时,除了应当做好日常的设备检查工作以外,还应当对设备运行中的各个缺陷进行分类,并在分类的基础上对其进行针对性处理,以有效消除事故隐患,保证巡视工作的效率与效益,使巡视工作在保证电力企业安全生产中的积极作用得到切实发挥。

5、结论

随着科学技术的发展，电力资源得到了广泛应用，需求量也越来越大。若要充分发挥电力设备的电能供应作用，就要保证设备稳定运行。虽然220kVGIS设备越来越受到关注，但是由于使用的材料以及工艺技术的影响，设备在使用中会出现各种质量问题。要使220kVGIS设备的性能得以充分发挥，就要做好日常维护工作，并进行技术检修。

参考文献

[1]许婷.基于220kVGIS变电设备的运行维护技术探讨[J].城市建設理论研究，2017（25）：120-121.

[2]赵延枢.基于220kVGIS变电设备的运行维护技术的分析[J].技术应用，2016（10）：290.