变电站一次设备检修与试验方法研究

变电站一次设备检修与试验方法研究

作者：李超 贾强

来源：《城市建设理论研究》2014年第11期

摘要：变电站一次设备的安全运行对整个电网系统的安全运行有着非常重要的作用。一次设备是指发、输、配电的主系统上所使用的设备。如发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、电力电缆和输电线路等。近几年，随着社会的发展，电力的需求也不断提高，在供电过程中，一次没备的运行问题是导致非计划停电检修的主要因素，不仅给供电企业带来极大损失，也给用户的生活带来极大的不便。就如何解决好一次设备的检修问题进行探讨。 关键词：变电站 一次设备 检修 中图分类号：U665文献标识码： A 一、一次设备的状态检测技术

状态检修的概念可以简单地概括为：在一次设备状态监测的基础之上，根据设备监测和分析诊断的结果，科学安排检修时间和项目的检修方式。它的含义包括：设备状态监测；设备诊断；检修决策。状态监测是状态检修的基础；设备诊断是以状态监测为依据，综合设备历史信息，利用神经网络、专家系统等技术来判断设备健康状况。一次设备智能化是智能变电站的重要特征之一，IEC61850标准、《智能变电站技术导则》和《高压设备智能化技术导则》等标准的颁布实施对实现变电站一次设备状态监测具有重要指导意义。在线监测、故障诊断、实施维修整个一系列过程构成了电气设备状态检修工作的内涵。因此，积极发展和应用变电站设备在线监测系统的最终目的就是为了以状态检修取代目前的定期检修。状态检修完全替代定期检修的可能性探讨：定期检修存在两方面的不足：一是当设备存在着潜在的不安全因素时，因未到检修周期而不能及时排除隐患：二是当设备状态良好，但已到检修周期，就必须停电检修。检修时又缺少以往设备运行的状态记录，要检修的内容不明确，存在很大的盲目性，造成人力、物力和时间的浪费，检修效果也不好。状态检修是根据设备的运行状况进行检修，因此状态检修的前提是必须要作好状态监测。一直以来，传感技术、计算机技术和光纤等高新技术的发展和应用，使电力设备的状态监测和故障诊断技术得到迅速发展。许多发达国家也陆续研制了油中溶解气体在线监测系统，变压器、发电机和GIS等的局部放电、泄露电流的在线监测系统，这些技术得到了国际大电网会议的系统总结。近年来，随着光电技术的发展，许多国家相继研制出不同类型的在线监测装置，就促进了设备的状态监测和故障诊断技术的实施和有效发展。

二、变电站主要运行的一次设备介绍 1、变压器

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变压器是变电站的主要设备，可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。虽然种类繁多，但其工作原理是一致的。

2、高低压开关设备

（1）断路器 能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流，并能关合、在规定的时间内承载和开断异常回路条件(包括短路条件 1 下的电流的开关装置，按其使用范围分为高压断路器和低压断路器。

（2）隔离开关 隔离开关(刀闸)一般指的是高压隔离开关。即额定电压在1kv及其以上的隔离开关，是高压开关电器中使用最多的一种电器，主要作用是在设备或线路检修时隔离电压，以保证安全。它无灭弧能力，不能断开负荷电流和短路电流，应与断路器配合使用。在停电时应先拉断路器后拉隔离开关送电时应先合隔离开关后合断路器。 3、GIS 设备

GIS 就是将除变压器以外的一次设备，优化有机组合成一个整体，并封闭于金属壳内，充SF6 气体作为灭弧和绝缘介质组成的封闭组合电器。GIS 是运行可靠性高、维护工作量少、检修周期长的高压电气设备，其故障率较低，但 GIS 也有其固有的缺点，由于 SF6 气体的泄漏、外部水分的渗入、导电杂质的存在、绝缘子老化等因素影响，都可能导致 GIS 内部闪络故障。GIS的全密封结构使故障的定位及检修比较困难，检修工作繁杂，事故后停电检修时间长，停电范围大，常涉及非故障元件。 三、变压器的检修和安全运行

变压器是变电站主要的变电设备,是变电运行的核心,其故障的预测和检修工作一直以来都是变电检修工作的重点环节。变压器主要包含的部件为变压器身、冷却装置和油箱。变压器油、保护装置、调压装置和套管等。铁芯和绕组是变压器最为关键和核心部件,铁芯一般是用钢硅片制成的的闭合磁路,具有良好的导磁性,是变压器进行电磁感应的磁通路。变压器的一次绕组和二次绕组都围绕着铁芯进行,是变压器的电部分,一般由铝线或者绝缘铜线多层线圈组成,分为一次高压侧绕组线圈和二次低压侧绕组线圈,铁芯同时对线圈起到骨架的作用。油温和油质的检查是变压器维护的重点环节。油温和油质的检查包括有:检查变压器上层油温的温度是否超过最高限值;变压器油温的检测一般采用红外线测温技术,最高限值由于变压器负荷大小的差异、季节条件的差异和冷却条件的差异,对上层油温的判断需要在参考值的基础上,根据相近情况下的油温和以往检修的经验进行判断。对变压器的油质进行检修,应该查看油面是否符合温度标准线;对油面突然降低或者升高的现象进行原因确定;检查油枕是否出现渗漏现象;检查放油阀门等是否出现误跳动作;油的颜色是否为正常的透明、淡黄色。当前,变压器故障检测的主要技术为溶解气体色谱分析技术,即对绝缘油中溶解的气体成分进行鉴定,以此对变压器潜在的内部故障进行判断,与其他的变电检修技术相比,可以较为有效的对变压器及充油设备早期的内

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部故障进行判断。具体的做法是从变压器中抽取油样,对油中溶解气体的含量进行测量,根据以往经验对内部故障进行判断。 1、断路器故障检修

电路器在电力系统中起到重要的控制和保护作用,其主要的作用既是当电力设备或者线路发生故障时,可以快速的将故障段进行隔离,保证电力系统其它线路或者设备的正常运行。断路器在长期的使用过程中产生的故障一般可以分为两类,一是电器类故障,二是机械类故障。断路器故障处理的顺序一般为先机械后电气故障、机械故障的原因大多是由于设备的老化、外部线路短路造成的大电流、雷击、传动机构磨损失灵、设备的整体绝缘性和气密性降低等。电气类故障的原因一般为继电器烧毁、控制回路断线或者各种线圈的短路、断线等。对断路器的检修,一般采取以下几种技术:定期的对电磁铁和接触器上的最低动作电压进行测量,保证其在额定的操作电压值的30%-60%之间;对主回路的导线电阻进行测量,对触头的腐蚀和磨损情况进行检查;合闸、分闸时间及三相不同期测量,以检查弹簧是否出现质量不佳、摩擦增大所导致的合闸和分闸时间变化的现象;通过合闸耐压试验对真空断路器灭弧室的真空情况进行检查;通过局部放电法对高压开关柜内部的绝缘部分和导电连接部分的老化和接触不良现象进行检查。 2、电流和电压互感器的检修

电流互感器容易在受到二次阻抗较低因素的影响,铁芯的激磁电流趋向于零。当电流互感器出现发热或者异响声情况时,应该立即停机检查,特别注意对二次侧开路放电情况、负荷参数等问题进行检查。电压互感器则容易出现保险丝熔断的现象,伴随放电声、冒烟和烧焦气味,严重的还会导致外壳与引线之间出现电火花放电,导致外壳漏油。电压互感器出现故障时,应该首先停止运行进行检查。一次侧和二次侧保险丝只有一个熔断时,若熔断相的指示灯为熄灭状,则接地电压为零,一般作如下的处理:拉起电压互感器的隔离开关,检查其外部有无明显的故障,同时检查二次保险,以做出安全保障。 结语

要想对变电站的设备进行良好的状态检修工作，不仅要有有效和良好的检修技术，随着供电事业的不断发展，特别是数字化变电站的不断增加，要求我们在检修工作中要进行不断的创新和实践，在线检修技术也已经越来越多的应用到实际工作中来。要完善供电系统的建设，保证供电的稳定和安全，我们必须要加强对变电站设备的管理，在总结实际经验的基础上，对设备检修技术进行完善。 参考文献

[1] 陈维荣，宋永华，孙锦鑫.电力系统设备状态监测的概念及现状[J].电网技术，2011，24（11）.

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[2] 孙才新，陈伟根.电气设备油中气体在线监测与故障诊断技术[M].科学出版社，2010：113-124.