高海拔變電站GIS設備故障分析

索元龍 李雙年

摘要：隨著經濟發展，當下電力越來越離不開人們的生活，但相對西藏等偏遠地區，電網相對薄弱，變電站的建設尚未完全達到智能化，變電站建設無論生產規格型號、質量、造價及進度多方面制約，且因西藏區域較內地交通偏遠，且海拔普遍較高，因此，無論從設備出廠、各項試驗、交通運輸、到場安裝以及投入運行等各方面出發，在高海拔區域相對存在各項指標要求。

關鍵詞：新能源;高海拔;設備安裝;GIS;質量

引言

近幾年，我國電力行業發展迅速，尤其新能源項目更為火熱，因為太陽能資源是取之不盡、用之不竭的可再生能源。根據地域區分，西藏地區更是有著豐富的太陽能資源，因此建設新能源項目可降低西藏電網火電機組的利用小時數，緩解西藏電網枯期的缺電局面，更可促進地區電力事業、生態保護、區域經濟的可持續發展。然而，項目建設期間，如何把控各項質量目標，尤其針對高海拔區域怎樣去管控設備選型以及質量，需要我們去注意。

1概述

本工程為恩久塘光伏電站110kV升壓站，場站平均海拔4000米，受光伏電站征地范圍、造價比較及工期的影響，本升壓站配電裝置采用模塊化預制艙型式，二次設備間采用單層建筑的型式;另外考慮建設安裝費用、維護費用，GIS組合電器30年全壽命周期成本（LCC）明顯優于戶外常規布置，110kV配電裝置預制艙布置在站區的北側，二次設備間設置于綜合樓內;主變壓器布置于站區中間，10kV配電裝置預制艙布置于主變南側，SVG組件預制艙布置于主變東側，進站大門開在站區北側，110kV采用架空方式朝北側出線。項目于2017年3月正式開工建設，2017年6月底并網投產。投運過程中，因GIS設備兩次出現故障，導致投運節點延遲。

2事件經過

2.1第一次事件故障

2017年6月14日，經各方驗收合格后，變電站準備對110kV線路倒送電，在斷路器合閘后，對母線帶電，PT電壓正常，5分鐘后，線路側斷路器跳閘，當晚連夜對故障進行故障搶修，初步斷定為GIS盤式絕緣子因介質污染，導致內部絕緣下降，使母線側相間短路跳閘。搶修人員經過兩天的時間，將擊穿的絕緣盤子進行更換，并進行試驗，試驗過程如下：

（1）在沖入氣體以后，對該產品的三工位進行了機械特性的測量，和該氣室進行微水測量，母線氣室和斷路 器氣室微水均合格;

（2）試驗單位對GIS設備整體撿漏，待撿漏完成以后進行耐壓試驗。分別對A、B、C 三相進行了相間及對地的工頻耐壓試驗無閃絡擊穿、對更換了盤式絕緣子的三工位 斷口進行工頻耐壓試驗無閃絡擊穿。

（3）試驗完成以后，回收母線三工位的氣體，裝上避雷器的導體，對母線氣室進行真空 處理，在真空度為48Pa的情況下，對該氣室充入0.5MPa的SF6氣體，靜止24小時后測量微水合格。對A、B、C三相分別進行十五分鐘的額定電壓試驗，確保設備的正常運行。

2.2第二次事件故障

2017年6月21日17時，110kV升壓變電站重新倒送電，在設備運行 22小時后，對側國網站HGIS斷路器跳閘，本側電站無報文，售后人員依次排查發現線路三工位氣室有異常，解體排查發現該三工位內部盤式絕緣子絕緣擊穿。經過3天搶修，llOkV線路母線隔離刀閘氣室內部燒蝕的絕緣件全部進行更換，對相通的氣室，已全部解體檢查、恢復修整，其余部位也作了相應檢查、清整。并再次進行試驗，試驗過程如下：

（1）在氣體充入靜止24小時后，對修復產品進行試驗，對三個氣室進行微水測試，斷路器氣室線路三工位氣室單相PT氣 室微水均合格。

（2）對絕緣電阻值，機械特性，回路電阻，進行測量，結果均合格;

（3）然后對其整體撿漏，待撿漏完成以后進行耐壓試驗，分別對A、B、C三相進行了相 間及對地的工頻耐壓試驗無閃絡擊穿，對更換了盤式絕緣子的三工位斷口進行工頻 耐壓試驗無閃絡擊穿;

（4）試驗完成后，回收線路三工位的氣體，裝上單相PT導體，并對線路氣室進行真空 處理，在真空度為48Pa的情況下，對該氣室充入0.5MPa的SF&氣體，靜止24小時后，測量微水合格。

此次投運后設備正常運行，截止目前未出現故障。

3原因分析

經過兩次故障出現，各單位尤為重視，并召集各單位專家進行分析，大致如下：

（1）第一次故障原因分析：該段設備使用的真空回收車進行回收充氣，在事發后在 此回收車充氣口發現油漬，回收車的油在高壓充氣的情況下以油霧的型式進入設備，對設備造成污染;氣室內有可能存在的懸浮金屬微粒在工頻電壓作用下，逐步向低電位轉 移并沉積在絕緣子表面，使絕緣距離縮短，在工頻過電壓下擊穿放電。

（2）第二次故障原因分析：設備按照運輸單元運送至現場時，因部分單元超長超高，需要現場安裝，同時現場安裝進行耐壓試驗時，需要拆除避雷器、電壓互感器，及對岀現套管分支母線進行現場安裝，造成以上單元暴露于空氣中，且停留時間達四天后才進行了抽真空干燥處理（真空度為30Pa），在此作業過程中可能導致氣室內絕緣件表面受潮，絕緣性能下降;安裝室外套管時，因晝夜溫差大，在安裝過程中可能使絕緣件表面;且現場風沙大，也存在外部粉塵進入事故間隔的可能，從而引發絕緣子表面閃絡擊穿。

綜上所述，該次故障原因分析為：現場安裝環境控制不到位，現場指導安裝人員責任心不強，設備氣體回收再充氣過程中氣體被污染，設備承受較高的工頻電壓，最終在累積效益下發生短路事故。

4預防措施

4.1強化現場管理指導安裝人員專業知識，加強現場安裝工藝紀律并嚴格執行力度;

4.2加強設備出廠運輸、二次倒運期間產品保護意識，安裝期間加強外部環境條件檢查，以及輔助設備的檢驗必須到位;

4.3現場人員應加強巡視，設備初次投運期間，必須嚴格按照巡視規程加強檢驗，對設備產生異味、異響等情況應加強重視，并及時反饋。

結束語

近年，電力行業突飛猛進，給人民的生活水平帶來大幅度的提高，尤其高寒高海拔的偏遠區域，但作為建設者本身，我們也因加強各項質量管控，確保用戶用電用的安心、舒心、放心。

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