500?kV變電站GIS設備的故障診斷與維護

茍偉++李長彬

摘 要：GIS設備是構成500 kV變電站的主要設備之一，一旦該設備出現問題，可能引發極為嚴重的后果。該文簡要介紹了GIS設備的基本構造，分析了電流互感設備與斷路器在GIS設備運行過程中可能出現的問題，并提出了對應的解決方案，以期保證GIS設備能夠正常穩定地運行。

關鍵詞：500 kV變電站 GIS設備 故障診斷 維護

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）12（a）-0012-02

變電站在運行過程中，GIS設備發揮的作用舉足輕重，是變電站內極為重要的設備之一，對變電站的運行而言具有十分重要的意義。GIS設備質量直接影響了變電站的正常運作。故而，診斷GIS設備故障并對其進行維護便成為電力工作人員關注的主要內容之一。

1 GIS設備基本介紹

GIS設備指氣體絕緣金屬封閉開關裝置，全稱是六氟化硫全密閉型組合裝置，該裝置中，局部區域帶電，該類型區域外殼所用材料均為金屬，常用材料有不銹鋼以及鋁合金等，裝置當中充滿氣體六氟化硫，具有優秀的滅弧能力，且具備優秀的絕緣性。該裝置通常含有如下幾種結構：設備匯控柜、電流互感器、斷路器以及開端設備等。其中，斷路器在開斷時，可能形成一定量的電弧，但因為GIS裝置內充滿了六氟化硫氣體，使得電弧即時熄滅，之后將GIS分解為氣體，所形成的氣體對人體有害。故而，斷路器當中需添加吸附劑。而電流互感器在GIS設備中的主要作用是對主回路電流進行測量。上述構件均為GIS設備的必要構件，保證了設備能夠更為穩定、安全地運行。

2 GIS設備運行主要故障

2.1 斷路器主要故障及原因

GIS設備在正常運行過程中，斷路器可能出現合閘動作無法完成與分閘動作無法完成的故障。其中，引發合閘動作無法完成的主要原因有如下幾點：（1）電源停止供應合閘所需電能。（2）受到控制回路的影響。（3）部分合閘動作難以完成的主要原因是彈簧機構沒有儲存足量的能量，導致斷路器難以完成。（4）六氟化硫本身壓力下降，同樣可能導致開關出現便所狀態。

引發分閘動作難以完成的主要原因有以下幾點：第一，電源中斷了對分閘所需電能的供應。第二，控制回路出現故障。第三，斷路器部分接點存在轉換不良或是接觸不良的問題。第四，六氟化硫壓力降低至一定程度，便有可能造成開關被閉鎖。

2.2 GIS設備電流互感設備存在的問題

電流互感設備存在的主要問題是，在運行過程中GIS設備電流互感比可能出現一定偏差。通過實驗發現，引發這一問題的主要原因是500 kV變電站某一線路電流互感設備存在異常。也正因如此，使得測試最終結果與正確數值之間存在較為明顯的偏差，且誤差值不低于10。若再對其原因進行深入分析，可得出電流互感設備存在的主要問題有如下幾點：第一，電流互感設備于常規運行狀態中，屏蔽罩臨近開關的一側需與GIS外殼之間形成接觸，同時與線路另外一個外殼之間呈絕緣的狀態，于該狀態中，并未形成回路。但在實際運行時，若電流互感設備所用的屏蔽罩某一段發生松動，便可能同外殼之間形成連接，進而形成呈閉合狀態的回路。第二，若外殼與屏蔽罩之間形成了回路，二次繞組所具有的感應磁通便會于屏蔽罩當中生成呈反向的電流，借此對產生的一次電流形成抵消。若將一次導體電流值設為I1，并將屏蔽罩所形成的反向電流設定為Ie，處于這一狀態下，便相當于該過程中只能感覺到一次電流的存在，該電流值便是I=I1-Ie。此時，便容易發生變比增加的狀況。而導致屏蔽罩出現松動的主要原因是制造商生產電流互感器時，在組裝環節當中，如繞組以及繞組之間的組建等部分零部件的尺寸并沒有完全達到要求，或是同標準規格之間存在一定誤差，雖然暫時不影響其使用，但存在一定隱患。二是工作人員安裝、或是維修人員更換過程中，工作人員與維修人員并未完全按照標準實施安裝，使得安裝效果同標準效果之間存在一定誤差，進而導致該問題的出現。

3 GIS設備故障具體處理方式

3.1 斷路器故障處理

若工作人員確定為斷路器發生問題，則應按照如下方式對斷路器進行處理。

對電源進行處理。無論是合閘動作，還是分閘動作，若沒有足夠的電量支持，均無法完成。若斷路器無法正常工作，工作人員應先對斷路器電源進行檢測，確認電源當前是否為空開狀態，同時對熔絲當前情況進行檢測，是否存在熔絲熔斷的問題。若確認斷路器為空開狀態，則需進行試合空開。若熔絲存在問題，則應及時對熔絲進行更換，同時檢測匯控柜內各個開關，確保其同斷路器之間的距離在規定范圍之內。

若確認斷路器工作故障是由控制回路引起的，則需對控制回路中較為容易出現故障的位置進行重點檢查。若斷路器發生的問題為分閘動作無法完成，則需對分閘線圈、斷路器控制把手等位置進行檢查，確認有無問題，若無問題，再邀請專業人員對控制回路進行檢查。若故障類型為合閘動作沒有完成，則需邀請專業人員對二次回路問題進行處理。

針對由于六氟化硫壓力降低所引發的問題，工作人員應按照如下方式進行處理。若故障類型為分閘動作未完成，則工作人員需中斷斷路器操作的供應電源，使其處于空開狀態，并向上級申請停止重合閘的使用，等待審批通過之后利用母聯串代的方式連接故障短路設備，將未發生故障的短路器轉換至另一條母線之上，之后中斷已確認發生故障的斷路器，并由維修人員維修同已發生故障斷路器相對應的母線。若故障類型為合閘未進行，則工作人員需及時短路其操作電源終端，并申請終端重合閘的使用，之后要求維修人員維修。針對六氟化硫壓力下降或是已經發生泄漏的現象，若GIS設備內六氟化硫氣體下降至報警值，則維修人員應立刻向設備當中補充新的六氟化硫氣體。若六氟化硫氣體過低，已然無法支持斷路器完成合閘或是分閘工作，則工作人員必須將操作電源中斷以鎖定操動機構，同時使用標識標記不可實施手動操作，之后按照調度部門所下達的命令實施故障開關的隔離工作，并進行專業的維修。

3.2 電流互感設備故障處理方式

相比其他設備，電流互感設備出現問題的機率不大，且沒有明顯的特征可以向工作人員指示故障發生的原因，使得維修工作難度大大增加，對變電站的正常運行產生較大的負面影響，同時也消耗了大量的人力資源與時間資源，造成企業經濟的損失。為此，維修人員在維修工作中，應有意識地降低該問題再次出現的機率，借此縮減企業在該方面投入的資本。維護人員若確認為該類型問題，則可通過測定保護區段，并依靠有關設計圖紙實施測量與確定。同時也能利用目前較為先進的檢測方式，如傳感器等對輸電線路的運行狀態實施在線檢測，以保證檢測人員可及時確認故障發生位置。維護人員確認故障位置之后，應按照如下方式進行處理與維護。

設備更換。若發現電流互感器出現問題，工作人員應及時進行更換。更換之前，施工人員應對電流互感器進行檢測，確保其質量達到要求。同時對其規格與有關參數進行測量，保證其符合變電站的實際需求，避免因為參數不合適或是其質量存在問題而導致GIS設備的運行受到影響。

設備安設工作。維護人員在更換新設備之前，維修人員需要求技術人員對各個設備的類型以及相關信息數據進行統計與分析，根據設備本身實際要求完成安裝工作。設備安裝工作進行之前，工作人員應先完成設備接地工作，盡可能確保設備安裝工作的合理性以及準確性。

設備檢測工作。工作人員應定期對設備進行檢測，保證設備可正常穩定地運行。檢測工作中，維修人員應詳細記錄電流互感器在運行過程中形成的數據，并將所收集的數據記錄在案。一旦發現數據分析結果與正常結果之間存在問題，如電流互感器變比與正常值之間存在明顯的區別，維修人員應立刻申請開蓋檢測，分析當中存在的問題，并及時予以消除。以免其之后對GIS設備的正常運行造成影響。

如某變電站室外GIS設備與整體交接試運行時均為正常狀態。但該設備運行3個月之后，檢測人員發現變電站Ⅰ母電流互感設備間隔氣室內壓力相對較低，且用以監控GIS設備運行狀態的的監控系統也顯示報警信號。該氣室當中的SF6壓力信號于正常狀態下為0.45 MPa，但此刻下降至0.38 MPa。維修人員經過檢測后，確認電流互感設備氣室間隔內U相氣室管路彼此相連的部分出現泄漏問題。并確認引發氣體泄漏的根本原因在于部件連接時間潔凈度不高。具體解決方法：利用專用的檢測工具放松存在泄漏點的管路，之后再使用GIS設備氣室外部氣壓之間的差將SF6自管路安設部分沖出，之后將金屬殼表面殘留的微塵沖洗干凈，直至這一泄漏點所殘留的微塵被全部清理，工作人員再將管路旋緊。旋緊工作完成之后，必須對電流互感設備實施補氣，使得氣壓能夠符合設計的需求。

4 結語

GIS設備是構成500 kV變電站的主要設備之一，其運行質量與運行水平均對變電站的運行造成極為嚴重的影響。為此，工作人員必須保證GIS設備運行的穩定性，熟悉引發該問題的技術，以期保證GIS設備的穩定運行。

參考文獻

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