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变电站GIS设备的故障诊断及检修研究刘栋

发表时间：2020/5/21 来源：《基层建设》2020年第3期作者：刘栋张帅

[导读] 摘要：GIS变电站，因设备可靠稳定、占地面积小，特别是城市中心土地资源紧张的形势下，新建的变电站中GIS变电站所占比例很大，但是由于GIS设备在出现问题时，故障诊断与检修难度高，导致在检修时出现很多问题，基于此，本文就对变电站GIS设备的故障诊断及检修相关内容进行分析。

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        摘要：GIS变电站，因设备可靠稳定、占地面积小，特别是城市中心土地资源紧张的形势下，新建的变电站中GIS变电站所占比例很大，但是由于GIS设备在出现问题时，故障诊断与检修难度高，导致在检修时出现很多问题，基于此，本文就对变电站GIS设备的故障诊断及检修相关内容进行分析。
        关键词：变电站；GIS设备；故障诊断；检修
        1分析GIS设备故障检修的现状
        GIS设备是封闭组合型电器，包括母线、断路器、隔离开关、电压互感器等，将这些部分结合装置于一个金属封闭体内，罐体内填充六氟化硫气体。如果设备发生故障，因为罐体较长，设备内部会存在死角，空间太小，很难准确无误的找出故障原因，这需要浪费大量时间来进行设备的拆卸，同时还要注意六氟化硫气体很容易在室内范围造成人窒息，甚至还有可能产生部分气体出厂不合格，其中内含有有毒杂质，给检修人员的生命安全带来威胁。因此检修难度大。
        2分析GIS设备常见故障的分类
        GIS设备常见故障有以下几方面：操作机构故障，表现为隔离开关分合不到位，而且封闭气室无法观察，造成放电短路，导致大规模的停电，严重影响电网安全；局部放电现象，多见于新投运GIS设备，通常因设备安装阶段环境恶劣，气室内有粉尘或微小生物，或GIS内部导体表面光洁度不够所致；GIS气室内SF6气体缓慢泄漏，通常因为运行年限较长，密封胶圈老化；GIS气室微水超标，同SF6气体泄露原因一样，除了运行年限过长原因外，还因GIS设备所处环境湿度较大，长久运行后环境中水汽进入气室内；二次设备老化，控制回路故障频发，表现为隔离开关连锁继电器损坏，控制回路故障。
        3分析GIS设备常见故障及原因
        3.1常见故障
        一般见到的GIS设备发生故障，经常会在断路器与互感设备上产生。在断路器上很容易产生分合闸的动作没有办法完成，在互感设备上则大部分出现的故障是电流互感上存在偏差，造成结果不精确。
        3.2GIS设备故障产生的原
        通常，断路器产生分合闸无法完成这种故障。故障产生的原因是断路器中的弹簧系统能量缺乏、电能不够、六氟化硫压力下降到一定程度后产生合闸动作出错及控制回路影响到合闸动作等原因，分闸动作包含控制电路回路故障、电源中断分闸供电。如果断路器接触不良也有可能造成分闸动作无法正常完成。对于互感设备出现的故障，在实践当中发现，原本电流互感器在常规状态下，互感器的屏蔽罩在靠近开关一侧会与GIS设备外壳处于连接状态，而与线路另外一侧的外壳会由六氟化硫气体隔绝处于绝缘状态，这种工况下没有回路，但是实际运行过程若连接外壳一侧的某一段出现松动就可能导致两侧同时处于连接状态下，进而形成一个闭合回路，影响互感器的数值。具体而言当产生闭合回路之后，二次绕组会通过感应磁通产生一个反向电流，并与一次电流抵消，而互感器只能感受到方向电流与一次电流的差值，这种状态下会导致变比发生变化，一般是增大。一般出现这种问题是因为零件规格误差较大，或者是安装过程中有疏漏导致的。
        4故障检修研究
        4.1断路器检修
        当确定GIS设备故障为断路器故障后，在诊断过程中首先要确定是否是电源存在问题，无论合闸还是分闸，电能支持不够都不会出现动作，所以当断路器工作不正常时，首先检查电源是否空开，并检查熔丝，如果电源空开，则试合空开，如果熔丝出现熔断，则只能更换新的熔丝。处理完成后进一步检查汇控柜。如果电源未曾出现问题，可以对控制回路引起的分合闸问题进行考虑，这时需要了解故障是分闸还是合闸动作出现的问题。当发现是分闸动作出现错误时，需要首先检查断路器的控制把手，还要检查分闸线圈。如果发现难以解决的问题，需要邀请专业检修人员来检查控制回路。当产生合闸问题时，可以由专业检修人员来检查电路的二次回路。如果断路器故障的产生是因为六氟化硫气体压力不足时，需要对其进行格外关注。

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如果无法完成分闸动作，就可以经断路器电源进行直接中断，保持有断路器电源空开，还需要向省级报告，将重合闸停止，经过上级批准过后，需要用母联串代的方式将未曾发现的故障的断路器换到另外一侧的母线上，再将故障断路器中断，进而再去维修。如果出现无法完成合闸操作，那就需要将电源中断，申请重新合闸，然后再让检修人员来进行检修。当出现六氟化硫气体压下到警戒值以下，况且没有方法支持分合闸时，就可将断路器的电源快速中断，同时还要闭锁操作机构，将闭锁机构标上必要标志，然后根据你检修制度来进行维修。
        4.2互感设备检修
        通常，GIS设备中互感器元件出现问题的概率不高。但不代表不会出现问题，而且互感器出现问题时，一般不会出现明显的故障现象指示工作人员准确找到故障原因。这给设备检修带来的很大的困难。一般通过合格验收及科学安装的GIS设备不会出现互感器问题，并且利用现在先进的在线监测技术可以保证互感器的正常运行。当然确实是出现互感器故障，那么可以根据图纸测定保护区段，并结合在线监测装置确定故障位置，然后直接更换设备。更换前的互感器必须要经过严格检测，确保质量、规格、参数合格后才能用于更换。更换过程中需要基于相关数据进行统计分析，按GIS设备实际需求完成更换作业。具体流程是先做设备接地，然后根据操作手册和安装说明书，准确安装。
        4.3GIS整体维护措施
        强化对设备自身的现地控制柜实施维护，只有这样才能从根部解决GIS故障。设备自身的控制柜当中的全部元器件，提高对它所具备的性能实施检测的能力，对于达不到规定要求的密度继电器，要在第一时间进行更换。同时对设备所具备的操作性实施加强维护。保证设备整体在操作时不存在缺陷，满足实际操作施工期的功率要求；保证使用的液压油不存在变暗变浑浊的现象；同时保证所有操作机构和断路器这两方面的功能；实施具有预防性质的测试，保证所有开关部位全部能够达到最好的工作状态。
        5结语
        故障诊断和检修也是电网系统的至关重要的环节，检修人员需要认真检查GIS设备故障产生的原因，然后需要根据出现的故障进行检修，相关部门需要加强培养检修人员的专业能力，提升其检修水平。另外还要提高对设备频繁产生的故障与检修的重视程度，检修人员也要认真检修故障原因，对其进行修复，还有一些不能明确开展维护工作承担责任的情况，则需要对相关人员，在实际责任落实方面，展开监督管理。最大限度保证该设备能够安全且高效地开展正常的工作。
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        作者简介：作者简介：刘栋（1990-），性别：男，籍贯：江苏宿迁人，民族：汉；学历：安徽理工大学电气工程研究生硕士，职称：工程师，职务：变电修试工单位名称：国网江苏省电力有限公司泗阳县供电分公司
        张帅（1995—），性别：男，籍贯：江苏睢宁人，民族：汉，学历：大学本科；职称：助理工程师，职务：变电站值班员，单位：国网江苏省电力有限公司泗阳县供电分公司