HGIS输变电设备状态检修技术探
作者:武汉国电西高电气有限公司时间:2012-12-03 我要发布
摘要: 文章介绍了状态监测和状态检修的基本概念和必要性等。探讨了六氟化硫半封闭式组合电器(HGIS)一二次设备状态监测与检修应用与实践技术方面的一些内容。
1、引言
国家电网公司?“一强三优”目标的提出,对我们电网设备管理水平有了更高的要求。面对如此大的电网,如何合理、有序、快捷、高质量地搞好电网检修,是确保电网安全可靠运行的前提。随着设备技术革新,电气设备的质量和性能有了很大提高,且用户对供电可靠性的要求也越来越高,电气设备的“定检”管理模式已不太适应当下检修的需要。因此 ,?针对不同设备的具体情况 ,?开展并推广科学的诊断性状态检修势在必行。
2、输变电设备检修工作现状
状态检修是企业以安全、环境、成本为基础,通过设备的状态评价、风险评估、检修决策等手段开展设备检修工作,达到设备运行安全可靠,检修成本合理的一种检修策略。输变电设备作为输送电能的中间环节 , 在整个供电网络中起着至关重要的作用。就我们福建省厦门超高压输变电局来说,全局现有 500kV 变电所七座,目前实行的还是周期性计划检修模式。然而,这种定期常规的检修模式,每年投入了大量的人力、物力和财力,进行了大量的、带有盲目性的工作,同时,检修停电又造成电网局部停电,形成供电损失,增加了供电成本。现在,对电网供电可靠性的要求越来越高,并且设备状态监控装置与专家故障诊断系统发展日趋成熟,技术条件的进步使定期检修向合理的状态检修转变成为了可能。?
3、状态检修的前提和原则
状态检修的关键在于了解设备的运行状态,及时识别设备已有的或潜在的劣化状态,这是实施状态检修的前提条件。因此,我们就要利用有效的监测手段和分析诊断技术,准确掌握设备状态,做好状态检修的前期工作,保证设备的安全、可靠和经济运行。我局将状态检修分为设备信息收集、设备状态评价、风险评估、检修策略、检修计划、检修实施及绩效评价等七个环节,并整理出与状态检修相适应的变电设备巡检、维护、定期试验轮换、在线监测、缺陷管理及设备评价等工作的一系列规范,以确保该项工作能够顺利、有利进行。
开展状态检修应当依据以下原则:一是确保设备的安全稳定运行。二是优化检修需求决策,合理安排检修项目、检修间隔和检修工期,有效降低检修成本,提高设备健康水平;形成符合状态检修要求的管理体制。三是总体规划,先行试点,逐步推进。例如,我局已以新站 500kV 海沧变电所为试点,在联变及 220kV 、 500kV 线路及母线 CVT 和避雷器处加装了在线监测仪和故障诊断系统,以利于下一步的开展。实施设备状态检修是对现行检修管理体制的改革 , 它既要有长远目标、总体构想 , 又要扎实稳妥、分步实施 , 只有在试点取得一定成功经验的基础上,才能逐步推广。而在实施过程中 , 也要注意及时总结经验 , 必要时可调整规划。四是充分运用现有的技术手段,适当配置监测设备,如红外线测温仪等。
4、HGIS输变电设备状态检修的实践探讨
总的来说,状态检修需要抓住设备的初始状态、统计分析设备运行状态、并采用实用有效的监测技术以准确掌握设备状态。 500kV 海沧变属 HGIS 设备, HGIS 其结构与 GIS 基本相同,但不包含母线或者 CVT 、避雷器,而将断路器?(CB) 、隔离开关 (DS) 、接地开关 (ES) 、快速接地开关 (FES) 、电流互感器 (CT) 以单相方式全部封闭在一个可靠接地的充满 SF6 气体的铝制金属壳内。由于① HGIS 故障虽少,但若一旦发生故障,后果相当严重;② HGIS 结构复杂、质量要求高、造成了其检修程序比较繁杂,时间跨度长,停电范围经常涉及非故障元件;检修工艺要求十分精细,极易造成检修质量问题。因此,开展 HGIS 设备状态检测和状态检修相当重要和迫切。
下面从一二次两个方面对该类型设备状态监测与检修技术进行探讨。
4.1?一次系统状态检修实现方法
4.1.1利用局部放电检测技术成为评估HGIS?外壳绝缘状态的重要手段
目前,?对 HGIS?进行局部放电检测对保证 HGIS 正常运行具有重要的意义。局部放电信号包含了丰富的绝缘状态信息,不仅能检测到许多 HGIS?制造与安装中的缺陷,?而且还可能检测出绝缘故障的发生及严重程度,在事故的早期阶段提出报警,以便有计划地安排维修,减少设备的损坏,避免事故发生所带来的巨大损失。
HGIS?局部放电在线检测目前采取的主要方法有:耦合电容法、化学监测法、光学监测法、超高频法、超声波测量法等。耦合电容法、光学监测法现场测试的灵敏度较低,其推广受到限制。化学监测法虽然在较大的闪络事故后,能检测 SF6 气体的分解产物,但受 HGIS?结构限制,正常运行中脉冲放电产生的分解物不易检出,?只能作为故障检测的辅助手段。然而,超声波法局部放电检测作为对电力设备很重要的非破坏性的检测手段,能有效检测到 HGIS?内局部放电信号,可以利用超声波信号的时域、频域等特征量进行 HGIS?内部缺陷的模式识别。
4.1.2?变压器的状态检修技术
变压器及其有载开关是在线监测与检修的重点。变压器的在线监测项目主要有 : 油中气体测量与分析、局部放电测量、有载开关的触头磨损及机械和电气回路的完整性测量等。变压器在线监测可以被特征化为由缺陷发展到初始故障的过程。这种过程往往历时很长,这种老化过程的特征有 : 油泥的沉积、纸包导体绝缘材料机械强度的减弱、提供机械支撑的材料的收缩以及有载调压开关的错位等。
例如,我站 #1 联变已安装单组份油中溶解气体在线监测,采用色谱分析原理,实现对变压器油中多种组分检测,以便随时监控变压器内部的运行状态。遗憾的是目前该装置仍存在监测结果组份少、灵敏度较低等情况,相信以后会逐步改进。
4.1.3?SF6断路器的状态检修技术
主要包括 SF6 断路器气体的监测、电寿命和机械寿命的监测。
在 SF6 气体监测方面,可以用密度继电器、气体检漏仪、微水测量仪分别对气体的压力、泄漏情况、湿度进行检测。
在电寿命方面,可以直接测量断路器开断电流波形;也可以通过间接测量断路器静态、动态电阻,预测回路接触和主触头、弧触头磨损情况,从而来判断断路器电寿命。
至于机械特性,可以对其操作过程中行程、速度抑或分合闸线圈电流与正常波形相比较,即可判断断路器机械情况异常与否。
4.1.4?其他一次设备的状态检修
对于互感器类设备状态监测,主要通过红外热像监测仪、在线监测装置等等进行分析检测;
对于 35kV 设备,则主要测量容性设备的电容、电容电流、介质损耗、不平衡电压等参量;
对于避雷器(例如 MOA 等),则主要测量其全电流、阻性电流、功耗等参量进行监测。
4.2?二次系统状态检修实现方法
一次设备的检修与二次设备检修不是完全独立的。许多情况下,二次设备检修要在一次设备停电检修时才能进行。在作出一次设备状态检修决策时要考虑二次设备的情况,做好状态检修技术经济分析。二次检修既要减少停电检修时间,减少停电造成的经济损失,减少检修次数,降低检修成本,又要保证一次设备可靠正确的工作状况。
目前,开展二次状态检修的研究一般从两个方面进行,一类是利用自动化系统对二次设备进行不间断实时动态的在线监控,用在线的数据来判别设备状态。另一类是以人工监控检测为主,通过中央信号系统的光字牌以及保护装置的报告对二次设备运行状态进行综合诊断。
站内对二次设备的状态监测对象主要有 : 交流测量系统,包括 CT 、 PT 二次回路绝缘良好、回路完整,测量元件的完好;直流操作、信号系统、包括直流电源、操作及信号回路绝缘良好、回路完整;逻辑判断系统,包括硬件逻辑判断回路和软件功能;通信系统;屏蔽接地系统等。
5、结束语
目前, HGIS 状态监测手段尚未完善,必须大力开展带电测试等外部诊断方法,同时结合预防性试验、运行巡视、停电检查等传统手段开展状态检修工作。然而,作为一种新的检修策略, HGIS 状态监测和检修将会大大提高电力系统运行安全经济性,而这又有赖于状态监测和故障诊断技术的发展。因此,我们一方面要积极积累设备运行资料,利用带电测试、预防性试验、运行巡视、停电检查等传统手段实行过渡性状态检修工作;另一方面,又要大力研究和推广新设备、新技术在 HGIS 状态检修方面的应用。我们通过推广状态检修有效减少了停电次数和停电时间,提高电网的供电可靠性,为建设“一强三优”的现代供电企业服务,为广大电力客户服好务。
作者简介:
谢育鹏、从事变电运行
杨帆、从事供电可靠性管理
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