提高變電站電氣一次設(shè)備壽命的措施研究

摘要：文章基于變電站電氣一次設(shè)備壽命普遍比較短的問題，分析了影響變電站電氣一次設(shè)備壽命的主要原因，并重點針對工程設(shè)計、設(shè)備制造、安裝工藝、接地系統(tǒng)抗腐蝕性和運維管理等多個方面進行了分析，最后提出了提高變電站一次設(shè)備使用壽命的具體技術(shù)措施。

關(guān)鍵詞：變電站；電氣一次設(shè)備；使用壽命；工程設(shè)計；設(shè)備制造；安裝工藝 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM625 文章編號：1009-2374（2015）34-0027-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.34.014

隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對電能的需求量也越來越大，為了適應(yīng)社會的發(fā)展，滿足人們的需求，國家電網(wǎng)公司提出了建設(shè)“一流電網(wǎng)”的電網(wǎng)建設(shè)目標，要想實現(xiàn)“一流電網(wǎng)”的建設(shè)目標，必須提高變電站電氣一次設(shè)備的工程使用壽命，使變電站電氣一次設(shè)備能夠更好更高效地為電網(wǎng)的可靠穩(wěn)定運行服務(wù)。所謂的工程使用壽命主要是指設(shè)備在正常設(shè)計、正常施工、正常使用和維護下，所應(yīng)該達到的正常使用年限。

1 影響變電站一次設(shè)備使用壽命的因素分析

1.1 變電站建設(shè)不能滿足負荷的變化

改革開放后，我國經(jīng)濟得到飛速發(fā)展，用電負荷也迅猛增加，平均一年的負荷變化量可能是改革開放前3～5年的變化量，而變電站建設(shè)時選擇的主變壓器容量只考慮了建成后5～10年后的負荷變化，沒有考慮到遠期10～20年后的負荷發(fā)展。由于設(shè)備容量、壽命等指標不能與地方經(jīng)濟發(fā)展和負荷需求相匹配，導致設(shè)備未達到正常使用年限前就被更換掉，甚至需要建設(shè)新的變電站。

1.2 自然災(zāi)害影響變電站的壽命

近幾年，我國的許多地區(qū)都遭遇過嚴重的自然災(zāi)害，如洪水、地震、泥石流、滑坡等，嚴重破壞了變電站，直接影響了變電站的壽命。雖然在變電站選址時考慮了周邊環(huán)境因素，但隨著城鄉(xiāng)經(jīng)濟的發(fā)展，變電站周圍的環(huán)境也發(fā)生了巨大變化，使得變電站抵御自然災(zāi)害的能力降低，縮短了使用壽命。

1.3 變電站一次設(shè)備的影響

變電站電氣一次設(shè)備由多個元件組成，如變壓器、電容器、電抗器、斷路器、組合電器、開關(guān)柜等，而這些設(shè)備受到制造工藝、元器件質(zhì)量、施工、運輸、管理維護等方面的影響，會存在不同程度的問題，因質(zhì)量不過關(guān)而提前退出運行，也在一定程度上影響了變電站的壽命。

1.4 接地系統(tǒng)的影響

眾所周知，變電站相關(guān)設(shè)備的安全運行離不開接地裝置，如果變電站接地不良會引發(fā)嚴重的設(shè)備和電網(wǎng)事故。但很多事故恰恰是由變電站接地裝置引起的，且數(shù)目驚人。研究發(fā)現(xiàn)，接地裝置腐蝕是變電站接地裝置事故的主要原因之一。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)很多變電站在達到使用壽命之前，就已經(jīng)重新更換了地網(wǎng)，可見變電站的使用壽命受到了接地系統(tǒng)的嚴重影響。

1.5 運行安全維護管理的影響

老化現(xiàn)象是所有設(shè)備在運行使用過程中都會發(fā)生的一種現(xiàn)象，包括變電站電氣一次設(shè)備也不例外，絕緣水平的高低、密封性的好壞以及設(shè)備油漆剝落引起的部件外露等現(xiàn)象，這些都是變電站電氣一次設(shè)備在使用過程中容易發(fā)生的問題。如果不能科學、合理地處理好這些問題，都會對變電站電氣一次設(shè)備的使用壽命產(chǎn)生重要的影響。

2 對變電站一次設(shè)備使用壽命提高的總體原則

據(jù)《國網(wǎng)公司輸變電工程提高使用壽命設(shè)計指導意見》，建構(gòu)筑物在新設(shè)計的輸變電工程中至少要有60年以上的使用壽命，一些在變電主要一次設(shè)備中使用的設(shè)備至少要達到40年以上的使用壽命，在主要二次設(shè)備中使用的器件至少要達到20年以上的使用壽命。因此要想實現(xiàn)“世界一流電網(wǎng)”的建設(shè)目標，必須要樹立全壽命周期的科學管理理念，嚴格按照國網(wǎng)有關(guān)部門提出的建設(shè)變電站的詳細要求，通過各種技術(shù)手段和管理手段，努力實現(xiàn)集可靠性、耐久性和經(jīng)濟性于一體的變電站設(shè)備建設(shè)要求，努力使建設(shè)“世界一流電網(wǎng)”的目標得以實現(xiàn)。

3 提高變電站一次設(shè)備使用壽命的具體措施

3.1 重視變電站的總體規(guī)劃

在對變電站進行設(shè)計時，首先要對供電區(qū)域負荷的預測工作做到位，要結(jié)合供電區(qū)域負荷的預測結(jié)果對主變規(guī)模進行反復的論證和分析，并且要把眼前和長遠的關(guān)系考慮周全。在總體布置經(jīng)濟合理且運行維護方便的前提下科學合理地把二者的關(guān)系處理好，為了避免電氣設(shè)備因不適應(yīng)電網(wǎng)發(fā)展的需求而提前發(fā)生退役的危險，在對電氣設(shè)備選型時，要充分考慮到電氣設(shè)備的遠景飽和與目標網(wǎng)架運行等因素。

3.2 變電站站址的選擇要慎重

變電站站址的選擇首先在保證變電站的地質(zhì)穩(wěn)定的前提下，最好不要占用經(jīng)濟效益高的土地和耕地，應(yīng)盡量選用一些劣地、荒地、坡地，但在選用的時候應(yīng)該綜合考慮到洪水、滑坡、泥石流等影響因素，與此同時，還應(yīng)考慮到周圍臨近設(shè)施的無線電干擾情況等，比如說飛機場、導航臺、收發(fā)信臺、鐵路信號等設(shè)施的

影響。

3.3 要重視電氣設(shè)備的選型及其生產(chǎn)工藝

在變電站電氣設(shè)備的選型上，要在統(tǒng)籌規(guī)劃、遠近結(jié)合的前提下，盡量選用一些性能參數(shù)合適、技術(shù)條件成熟的設(shè)備，以達到選用的設(shè)備技術(shù)成熟、質(zhì)量穩(wěn)定且成本合理使用壽命長的目的。

金屬材料和絕緣材料是制造一次設(shè)備的主要材料，在選用一次設(shè)備的制造材料時，一定要選用一些質(zhì)量好的材料來制造一次設(shè)備，比如說要選用一些防腐性強的金屬材料和一些抗老化能力強的絕緣性材料。

在電氣設(shè)備的選型時要重視設(shè)備的設(shè)計方案和生產(chǎn)工藝，要從生產(chǎn)的源頭上更深層次地選用優(yōu)質(zhì)的電氣設(shè)備，特別是要重視變壓器類設(shè)備和高壓組合電氣設(shè)備的選型。

在變電站電氣一次設(shè)備的安裝上，要采用先進的安裝工藝。變電站主要的電氣設(shè)備是電氣一次設(shè)備，電網(wǎng)投運后能否安全穩(wěn)定運行，很大程度上會受到變電站電氣一次設(shè)備安裝工藝的直接影響。所以在安裝變電站一次設(shè)備時，要嚴格按照設(shè)備安裝規(guī)程規(guī)范并結(jié)合廠家提供的使用說明書來安裝，并且要有專人負責嚴格把控實際的安裝施工過程。

3.4 要提高接地系統(tǒng)的壽命

提高接地系統(tǒng)壽命的一個重要措施就是，在選用和設(shè)計設(shè)備接地材料時，對土壤的腐蝕性要充分考慮周全。比如在土壤腐蝕性較嚴重的地方修建變電站時，應(yīng)選用銅材作為變電站的接地系統(tǒng)材料，這主要是由于銅材不僅可靠性高，而且全壽命價格也比較合理，在土壤腐蝕性較輕微的地方修建變電站時，應(yīng)選用熱鍍鋅扁鋼作為變電站設(shè)備的接地材料，這是因為這種土壤電阻率比較高，可以利用鋼材截面積大且散流特性好等這些優(yōu)點來降低工頻接地電阻。

3.5 要加強運行維護管理

要想提高變電站一次設(shè)備的使用壽命，還要加強設(shè)備的運行維護管理。首先，要加強設(shè)備的日常巡視和檢查工作，特別是對那些已經(jīng)存在缺陷的設(shè)備更要加強日常巡視和檢查工作；其次，要對運行中的設(shè)備加強檢修和維護，要做到定期檢修，以保證設(shè)備健康運行；最后，還要對以上巡視、檢查、檢修和維護工作等做好設(shè)備的信息數(shù)據(jù)庫，以備為后續(xù)總結(jié)經(jīng)驗，提高設(shè)備的使用壽命。

4 結(jié)語

綜上所述，提高變電站一次設(shè)備壽命要從工程設(shè)計、一次設(shè)備制造、安裝工藝、接地系統(tǒng)抗腐蝕、運行維護管理等多方面采取綜合措施，以資產(chǎn)全壽命周期安全、效能、成本指標最優(yōu)為目標，實現(xiàn)工程各類設(shè)備、建筑之間壽命和功能的優(yōu)化匹配。

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作者簡介：李瑞（1983-），男，山西忻州人，國網(wǎng)山西省電力公司忻州供電公司助理工程師，工學碩士，研究方向：電氣工程。

（責任編輯：周 瓊）