张纯
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设备的質量也会有所不同。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;检修方法
GIS(gasinsulatedswitchgear)是指一种将断路器、隔离开关、快速接地开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、母线、套管及电缆终端等其他功能部件封闭组合在接地的金属外壳中并采用 SF6作为绝缘介质的电器装置。当前对 GIS展开的研究工作大部分集中在检测技术领域,对其健康状态及剩余使用寿命评估领域的研究未见有比较成熟的报道。电力技术与市场经济的高速发展已经对电力设备的管理提出了新的要求,需要电力企业在 GIS全寿命周期内基于 GIS的状态实行有针对性的差异化检修管理方案。
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类检修(大修及技改)、B类检修(对设备的某些部件开展专项维护)及 C类检修(例行停电检修和日常巡视维护)。
2、GIS设备的状态评价
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;
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;
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,昀终会使设备损坏,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
从设备试验结果中可分析,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;
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;
GIS设备中断路器(开关)及隔离开关的操作次数及储能系统监测。通过日常巡视记录及变电站内的监控系统后台报文,采用定量采集及取样分析,能够有效发现液压操作机构频繁打压、泄压及弹簧操作机构储能电源消失等缺陷;
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设备的检修内容及流程步骤
4.1GIS设备检修内容
对于 GIS设备的检修无非分为三种,巡视检修、临时检修和定期检修,这三种检修方式构成了 GIS设备的检修内容。①巡视检修即安排固定人员对于设备进行常规的检查,对于一些常见的问题进行巡视式的维修,对于一些 GIS设备出现的常见问题进行有效解决;②定期检修也就是通过对于GIS设备进行有效了解,同时根据企业具体情况,对于 GIS设备进行定期检修,一般情况下,检修时间应该选择不影响生产任务,同时保证 GIS设备的正常运行。③临时检修也就是在 GIS设备出现问题时,进行临时故障抢修。
任何一个时间段的检修方式都应该做到对于 GIS设备的检修技术了然在心,并且对于 GIS设备进行有效的检修方式,针对 GIS设备出现的不同问题进行不同针对的了解,按照相关规定进行有序工作,如果 GIS设备出现一些较为严重的问题,甚至可以进行返厂修理等。
4.2GIS设备检修技术的主要流程
GIS设备的检修过程有着明确的相关流程。对于 GIS设备而言,遵照相关工作流程进行检修,才能真正保证整个检修过程的全面和到位。通常情况下 GIS设备检修工作的风险性相对较小。对于现代 GIS设备检修而言,更应该注意的便是对于检修人员的安全性进行保证,在保证人身安全的前提下进行,通过回收装置进行 GIS设备内 SF6气体的回收,检修完成后,将气体重新注入 GIS设备内。
5、GIS设备检测及维护技术应用
5.1超声波局部放电法
超声波检测法是在设备发生局部放电时,利用激发出的超高频电磁波信号,产生压力波,再形成超声波脉冲。该超声波的波长比较长,且方向性强,能量集中。超声波局部放电检测就是在超声波传感器收到信号时,诊断是否产生了局部放电现象。超声波检测的设备简单、技术相对成熟,且能进行带电测量。且超声波信号对电场的抗干扰能力较强,因此对设备缺陷的定位能达到非常精确的程度。
5.2超高频局部放电法
GIS内部的局部放电会产生超高频电磁波信号。超高频波检测是 GIS内的超高频传感器测量产生的超高电磁波信号,传输、放大后传给计算机和测试仪,进而研究分析得到不同绝缘缺陷的特征频谱。超高频波检测的设备简单、技术相对成熟,且可以在不受其它设备的影响下,不改变运行方式,进行带电测量,昀终实现连续在线监测。该检测方法能进行大范围测量且能实现快速的初定位。
6、结语
综上所述,当今国民经济的高速发展,使电力负荷在急剧增长的同时,对电网的运行可靠性和供电质量的要求越来越高。因此,需要相关工作人员在实际生产中对于 GIS设备的故障问题进行全面总结,积极开展状态评估,大力运用带电检测技术,充分了解 GIS设备优劣,掌握相关检修技术,也只有这样,GIS设备才会真正成为现代供电系统的主流。
参考文献
[1]杨帆,黄斌,欧宇光.一起 GIS设备解体检修后的耐压试验方案选择[J].江西电力,2016,04:10-12+29.
[2]刘家军,刘梦娜,安源.基于 GIS的网络化接触网检修挂接地线信息管理系统的设计与实现[J].电力系统保护与控制,2016,07:134-139.