淺論強化超高壓設備安全運行管理

梁俊

摘 要：文章以500kV變電站設備運行為研究對象，首先簡要分析了500kV變電站設備安全運行管理的重要意義，進而分別從設備絕緣水平的選取以及在線監測系統的應用這兩個方面入手，圍繞強化超高壓設備安全運行管理這一中心問題展開了較為詳細的分析與闡述，希望能夠引起各方人員的特別關注與重視。

關鍵詞：500kV；超高壓設備；安全運行管理

1 500kV變電站設備安全運行管理的重要意義分析

伴隨著現代科學技術的發展與進步，現代意義上的變電站設備呈現出了集中化、規模化以及智能化的發展趨勢。變電站作為整個電力系統的基礎與關鍵所在，提高其安全運行管理工作水平，可以說是保障變電站穩定與可靠運行的前提所在。在現階段變電站設備的安全管理工作過程當中，部分管理工作人員在繁瑣的日常工作當中逐漸產生應付的心態，對于設備巡視與監督管理工作不夠重視，日常維護工作的開展也不夠徹底。上述問題的存在直接導致了變電站設備的運行不斷出現故障與缺陷。在此過程當中，一方面使得整個電力體系的運營成本顯著增加，造成明顯的經濟損失；另一方面，還給電力系統的運行造成了極為嚴重的安全隱患。從這一角度上來說，為最大限度的保障與提升整個500kV變電站的運行質量，強化設備安全運行管理工作也就有著至關重要的作用與意義。

2 500kV變電站設備絕緣水平的選取分析

2.1 500kV變電站設備過電壓水平的選取分析：在當前技術條件支持下，500kV變電站設備過電壓絕緣水平的選取需要分工頻過電壓水平以及操作過電壓水平這兩個方面予以考量。首先，對于工頻過電壓絕緣水平而言，其關鍵在于確定線路斷路器設備所對應線路一側以及變電站一側的絕緣水平大小情況。具體來說，對于變電站一側線路斷路器設備而言，與之相對應的絕緣水平應當維持在1.3p.u范圍之內。而對于線路一側的線路斷路器設備而言，與之相對應的絕緣水平應當維持在1.4p.u范圍之內（同時需要保障過電壓的持續時間在0.4s范圍之內）；其次，對于操作過電壓絕緣水平而言，需要按照設定點與變電站距離位置的差異性對其進行劃分。具體來說，在鄰近變電站位置狀態下，對地操作過電壓應當控制為1.6p.u（對地絕緣以設備最高運行相電壓為基準電壓的標準值倍數方式表示：2%×統計過電壓數值），相間操作過電壓需要控制為2.6p.u（相間絕緣與相對操作過電壓倍數方式表示）。而在線路中部位置狀態下，對地操作過電壓應當控制為1.7p.u，相間過電壓應當控制位2.8p.u。

2.2 500kV變電站設備絕緣配合原則分析：對于500kV變電站設備而言，電氣設備內部絕緣水平的表現可以通過對設備耐受電壓指標的計算方式予以獲取。而電氣設備耐受電壓指標的計算需要以避雷器操作沖擊治療以及雷電沖擊保護水平為依據，在此基礎之上乘以一定的電氣設備所對應的安全裕度（即配合系數）所獲取。對于我國而言，超高壓輸電系統變電站電氣設備在選取絕緣水平的過程當中，需要以國外相關工程實踐經驗標準為基礎，在此基礎之上配合留有一定的安全裕度。借助于此種方式，可最大限度的保障超高壓設備的安全運行。

在現行IEC標準及相關規范的共同規定之下，安全裕度即絕緣配合系數的選取應當按照如下基本規范予以實施：首先，對于500kV變電站變壓器設備、超高壓并聯電抗器設備、開關設備、電壓互感器設備、電流互感器設備而言，與之相對應的雷電沖擊操作配合系數應當取值為1.15（將出現概率為2%比例過電壓作為統計最大過電壓Uw，同時將10%比例閃絡概率電壓作為絕緣統計耐受電壓Us。在統計安全系數Y=Uw/Us的作用之下，計算R絕緣故障率。衡定可接受的R數值，進而結合Y數值以及Us取值，確定與之相對應的絕緣水平，進而推定雷電沖擊絕緣配合系數數值）；其次，在充分考慮保護距離作用之下，上述超高壓電氣設備所對應的雷電沖擊絕緣配合系數應當取值為1.4。

3 500kV變電站設備在線監測系統的應用分析

在500kV變電站設備在線監測系統的實踐應用過程當中，系統主要應用功能可具體劃分為以下幾個方面：首先是用戶管理子系統。該系統主要負責提供包括公司/部門維護、角色維護、資源管理、菜單維護以及管理權限分配在內的相關應用性功能；其次是系統管理子系統。該系統需要結合所監測的500kV變電站生產管理實際情況，特制具體的管理需求，同時還需要完成對管理系統所配備部門資源以及用戶資源的合理分配；再次是通信管理子系統。該系統主要負責完成對整個在線監測系統所對應過程以及間隔層數據信息的合理傳遞與通信。同時還需要完成對下屬監測設備所監測數據信息的完整性接收；再次是缺陷和檢修管理子系統。該系統需要通過對缺陷管理以及檢修管理工作的落實，為500kV變電站斬斷生產管理提供必要的支持與參照。特別需要注意的一點是：上述所獲取的離線數據信息能夠作為后續監測系統對變電站設備運行狀態進行分析與診斷的關鍵參照；再次是數據管理子系統。該系統能夠針對實時數據、歷史數據、缺陷數據以及試驗數據加以分析，同時以曲線或者是報表的方式，將上述數據的對應關系直觀的展示出來，由此可以判定包括電流/電壓互感器、主變鐵芯裝置、避雷器設備、斷路器設備以及電容器裝置等在內的電氣設備的運行狀態；再次是告警子系統。該系統需要結合監測設備所反映的數據，按照預先設定的告警等級以及告警方式，以閃動或者是人機交互界面窗口提示的方式，提醒相關工作人員及時做好相應的處理與應對工作；最后是數據分析系統。該系統需要結合變電站設備歷次預防性實驗數據、運行數據以及在線數據的提取，在三者之間進行綜合分析與比對，從而確保所給出的變電站設備狀態報告更加的穩定與可靠。以在線監測系統針對500kV變電站TA套管三相介損指標的監測為例，下圖（見圖1、圖2）分別為歷次預防性試驗數據、運行數據以及在線數據的變化示意圖。

通過在線數據與運行數據相結合的方式，可以判定，在整個在線監測系統的監測周期當中，TA套管三相介質所對應的損耗情況基本規律始終處于穩定狀態，最大值以及最小值的出現時間在運行監測與歷史性預防試驗中保持一致性狀態，且歷次預防性試驗數據變動趨勢明顯小于在線數據變動趨勢，導致這一趨勢的原因在于：TA套管受到變電站電磁場作用的影響。需要在實際工作加以特別重視。

4 結束語

超高壓，特別是500kV單位變壓器作為輸配電運行系統中最為關鍵與核心的環節之一，其運行安全性與可靠性的保障與整個系統的運行穩定性之間有著極為密切的關系。而在超高壓設備安全運行管理的過程中，設備絕緣水平的合理選取以及在線監測系統的有效應用是最為關鍵的兩項措施，值得特別關注與重視。總而言之，本文針對強化超高壓設備安全運行管理過程中所涉及到的相關問題做出了簡要分析與說明，希望能夠為后續實踐工作的開展提供一定的參考與借鑒。

參考文獻

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