500 kV GIS 母線失壓故障診斷方法

魏忠明，魏欣，袁峻，楊所云，白雙全，陳井銳

(1.云南省送變電工程公司，昆明 650216;2.湖南大學，長沙 410000;3.云南電網(wǎng)公司昆明供電局，昆明 650000)

0 前言

GIS 內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常緊湊，其對內(nèi)部的絕緣要求非常嚴格。因GIS 的結(jié)構(gòu)及制造工藝問題，當GIS 發(fā)生故障時，如何快速準確地對其故障部位進行診斷確定，將直接影響設(shè)備的停電范圍、時間及維修費用。本文針對一起500 kV GIS 母線內(nèi)部故障失壓情況，通過解體找到了直接原因，針對現(xiàn)有診斷方法中的不足，提出了GIS 設(shè)備工藝結(jié)構(gòu)和診斷方法的改進措施。

1 500 kV GIS 母線故障失壓情況

某500 kV 變電站500 kV GIS Ⅲ組母線母線差動保護動作，與Ⅲ母相連的斷路器5312、5322、5341 (4 號主變)、5351 正確跳閘，Ⅲ組母線失壓，繼電保護正確動作。如圖1 是電壓互感器、電流互感器信號采取位置。

圖1 電壓互感器、電流互感器信號采取位置

2 故障診斷分析

2.1 采用排除法確認疑似故障段

2.2 通過解體確認故障

解體方法:通過壓縮波紋管200 mm 將主母線平面接觸導(dǎo)體拆下。為了防止伸縮節(jié)波紋管往下墜，必須用臨時支撐支著分離后的波紋伸縮節(jié)管。拆除母線單元過程中，要搭設(shè)臨時支撐架，以防止拆除過程中母線筒下墜或偏移。

2.3 故障原因分析及處理

500 kV Ⅲ段母線MB3－8B3 支柱絕緣子在制造過程中留下粘接不良的缺陷后，由于運輸中受力導(dǎo)致產(chǎn)生的間隙，在長期運行局部放電作用下，最終支柱絕緣子內(nèi)部貫穿性放電，并引發(fā)爆炸，導(dǎo)致Ⅲ段母線失壓。

3 設(shè)備存在的問題及改進措施

3.1 設(shè)備存在的問題

問題1:兩氣室共用一表監(jiān)測

534 13 隔離開關(guān)B 相的MB3－3B 氣室與Ⅲ組母線MB3－8B 氣室，是用止氣盆式絕緣子隔斷而形成的兩個獨立氣室，但現(xiàn)場卻通過一根小管將兩個氣室連通，共用一個閥門控制，引下后使用一個SF6密度繼電器同時監(jiān)測兩個氣室。這種安裝方式，失去了兩個獨立氣室間的止氣盆式絕緣子的存在意義。故障時，肯定會擴大設(shè)備的檢修范圍。

改進措施:根據(jù)SF6氣體設(shè)備設(shè)計及反措規(guī)定要求，將其改造成一氣室一表監(jiān)測。

問題2:GIS 伸縮節(jié)波紋管的數(shù)量及設(shè)置待優(yōu)化

該套GIS 伸縮節(jié)波紋管的數(shù)量及設(shè)置，未充分考慮檢修便利性。造成未發(fā)生擊穿的另外兩段GIS 母線筒也需要配合停電檢修，擴大了檢修的范圍。

改進措施:簽訂技術(shù)協(xié)議時，應(yīng)從檢修的角度，在適當位置增設(shè)工藝波紋管。

問題3:未設(shè)置設(shè)備狀態(tài)觀察窗

據(jù)統(tǒng)計，GIS 故障多發(fā)生在絕緣件、導(dǎo)體連接及開關(guān)觸頭處。由于檢查方法單一，檢修效率較低。

改進措施:需在適當位置設(shè)置設(shè)備狀態(tài)觀察窗，以便于觀察開關(guān)動靜觸頭接觸情況及故障查找，縮短檢修時間。

問題4:優(yōu)化主母線垂直布置安裝方式

該套GIS 三相主母線呈垂直布置方式，此次故障相B 相位于頂部，尚可檢修。但A、C 相一旦出故障，將加大檢修難度。勢必會引發(fā)擴大檢修范圍、延長檢修時間等后遺癥。

改進措施:在產(chǎn)品設(shè)計階段，應(yīng)優(yōu)化三相主母線與分支母線連接布置方式。如:三相主母線呈水平布置或“品”字形布置或三相主母線呈樓梯形斜向垂直布置等。

問題5:優(yōu)化斷路器布置方式

該套GIS 斷路器與主母線呈平行布置方式，一旦中相(或內(nèi)側(cè))斷路器出故障，將帶來加大檢修難度、擴大檢修范圍及延長檢修時間等問題。

改進措施:在產(chǎn)品設(shè)計階段，應(yīng)優(yōu)化斷路器布置方式。如:斷路器與三相主母線呈垂直布置方式。檢修時，便于斷路器進出。

3.2 診斷方法改進措施

1)該套GIS 由于結(jié)構(gòu)原因，導(dǎo)致只能采取伸縮節(jié)波紋管和母線整體拆除的方法。現(xiàn)場必須反復(fù)調(diào)整吊點(始終找不到重心點)，加大了設(shè)備安全風險，延長了檢修時間。建議拆除前，廠家應(yīng)提供整體拆除設(shè)備重心點位置、重量等參數(shù)。

2)在日常維護中，建議采用UHF 測量法，定期對GIS 設(shè)備盆式絕緣子法蘭及支柱絕緣子進行局放試驗。

3)為進一步提高GIS 絕緣件質(zhì)量可信度，檢測試驗做出明確要求，延長局放試驗時間:由10 分鐘延長到30 分鐘;用X 射線探傷等試驗手段，全檢支柱絕緣子;按比例抽檢其抗彎、抗壓等強度試驗。

4 結(jié)束語

經(jīng)事故檢修后的500 kV 草鋪擴變電站Ⅲ組母線已安全運行于電網(wǎng)。文中從安裝和檢修的角度，對暴露的問題及仍然存在的隱患，提出了一些看法和建議，以期與同行們共享的同時，能提高產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備安全運行水平。

［1］云南省送變電工程公司.500 kV 草鋪變電站500 kV Ⅲ母GIS 現(xiàn)場拆解三大措施［Z］.昆明，2014，5.

［2］云南省送變電工程公司.500 kV 草鋪變電站500 kV Ⅲ母GIS 現(xiàn)場恢復(fù)三大措施［Z］.昆明，2014，5.

［3］中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.電氣裝置安裝工程高壓電器施工及驗收規(guī)范(GB501 47－2010) ［S］.北京，2010，12.