劉文生

一、GIS組合電器設(shè)備組成及異常處理的必要性

變電站是整個電力系統(tǒng)非常重要的組成單元之一，其在實際運行中可能會出現(xiàn)各種異?；蚬收?，而這些異?；蚬收系某霈F(xiàn)會對整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行以及各行業(yè)生產(chǎn)生活造成嚴(yán)重的影響。如何及時的發(fā)現(xiàn)和處理出現(xiàn)的各種異常或故障情況，是變壓站實際運行中需要解決的問題。六氟化硫封閉式組合電器（GIS）是一種氣體絕緣開關(guān)設(shè)備。這種電器設(shè)備是由斷路器、隔離開關(guān)、電纜終端、進出線套管、接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、母線和避雷器等多種電子元件組成的，其主要采用SF6氣體作為絕緣介質(zhì)。這種電器設(shè)備占地面積較小且技術(shù)含量及性能較高，因此在整個電力系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛。雖然這種電器設(shè)備可以有效解決變電站的各種異?；蚬收?，但在實際運行中，該電器設(shè)備的故障頻次也較高，同時其并未采用分離式敞開設(shè)備的模式，其故障修復(fù)時間較長，修理費用高，且造成的經(jīng)濟損失較大，因此變電站GIS組合電器設(shè)備的異常和故障的及時發(fā)現(xiàn)和處理意義重大。

二、GIS組合電器設(shè)備常見故障

1、電器設(shè)備常見故障分類

變電站GIS組合電器設(shè)備的故障可歸納為以下兩類：一類是一般性電器設(shè)備故障，這類故障的故障發(fā)生率較高，與其他常規(guī)電器設(shè)備大致相當(dāng)，這類故障發(fā)現(xiàn)和處理也較為簡單，如GIS組合電器設(shè)備中的斷路器操作機構(gòu)故障；另一類是GIS組合電器專屬故障，這類故障的故障發(fā)生率較低，其故障發(fā)生率大概為0.1～0.2次/年，遠(yuǎn)低于其他常規(guī)電器設(shè)備的故障發(fā)生率。同時這類電器設(shè)備發(fā)生故障后，需要檢修的時間較長，故障處理難度大。

GIS組合電器設(shè)備常見故障具體表現(xiàn)為以下5種：首先是電器設(shè)備使用氣體泄漏。這是較為普遍的GIS組合電器設(shè)備故障，如GIS組合電器設(shè)備異?；蚬收陷^輕，電器設(shè)備需要時常補氣。GIS組合電器設(shè)備異?；蚬收陷^重時，需要停止GIS組合電器設(shè)備，再進行安全檢修。其次是SF6氣體水分含量高，這類故障通常與SF6氣體泄漏有關(guān)，當(dāng)SF6氣體泄漏時，電器設(shè)備外部環(huán)境的水汽會滲透到GIS組合電器氣室內(nèi)，進而使得GIS組合電器氣室的SF6氣體水分含量高。SF6氣體水分含量高會導(dǎo)致GIS組合電器設(shè)備的絕緣子和其他絕緣元件出現(xiàn)閃絡(luò)情況。再次是GIS組合電器設(shè)備內(nèi)部放電。這類故障主要是由于GIS組合電器設(shè)備內(nèi)部清潔度不夠、運輸過程中的意外碰撞以及使用的絕緣元件質(zhì)量不合格等情況導(dǎo)致的。這類故障的危害性和潛在破壞性較大，會對GIS組合電器設(shè)備的其他電子元件造成損害，導(dǎo)致整個GIS組合電器設(shè)備工作異常，甚至是無法使用。接下來是斷路器液壓操動系統(tǒng)的漏油問題，這類故障會影響斷路器工作穩(wěn)定性，導(dǎo)致斷路器甚至是GIS組合電器無法正常使用。最后是GIS組合電器設(shè)備的內(nèi)部元件故障。這個GIS組合電器設(shè)備是由多種電子元件組合的，如斷路器、避雷器、母線以及各種開關(guān)等。這些電子元件的故障發(fā)生率較高，同時這類故障發(fā)現(xiàn)和處理相對簡單。

2、GIS組合電器設(shè)備常見故障

2.1制造廠方面

制造廠對GIS組合電器設(shè)備常見故障的影響可以包括以下4種：首先是制造環(huán)境質(zhì)量較差。這主要是指GIS制造車間的清潔程度不符合相關(guān)生產(chǎn)要求，尤其是總裝配車間。GIS制造車間環(huán)境清潔度不達標(biāo)，會導(dǎo)致大量的金屬微粒、粉末和其他雜物留存在GIS組合電器設(shè)備的內(nèi)部，這給GIS組合電器設(shè)備安全穩(wěn)定運行帶來極大的威脅，這些雜質(zhì)會導(dǎo)致電子元件損壞，甚至是整個GIS組合電器設(shè)備運行故障。制造環(huán)境質(zhì)量差引起的電器設(shè)備故障大概占GIS組合電器設(shè)備總體故障量的16%。其次是GIS組合電器設(shè)備裝配誤差大，在GIS組合電器設(shè)備裝配過程中，設(shè)備的可動元件和固定元件間會產(chǎn)生摩擦作用，摩擦產(chǎn)生的金屬粉末和殘屑會留在元件的隱蔽區(qū)域，如沒有及時清理干凈，會導(dǎo)致裝配元件的相對誤差大。這類故障大約占GIS組合電器設(shè)備總體故障量的10%。接下來是生產(chǎn)裝配工藝不規(guī)范，制造廠沒有遵守相關(guān)的GIS組合電器設(shè)備相關(guān)元件的生產(chǎn)和總體裝配工藝規(guī)程，裝配過程存在元件裝配位置錯誤、漏裝甚至是裝配不到位等情況。最后是質(zhì)量問題，GIS組合電器設(shè)備相關(guān)元件采用的材料質(zhì)量不符合相關(guān)的生產(chǎn)使用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，通常制造廠實際生產(chǎn)采用質(zhì)量不合格的材料，這導(dǎo)致生產(chǎn)出的GIS組合電器設(shè)備元件存在嚴(yán)重的質(zhì)量隱患。

2.2 設(shè)計因素

GIS組合電器設(shè)備設(shè)計不合理或者設(shè)備絕緣裕度過低，這都是造成GIS組合電器設(shè)備出現(xiàn)異?；蚬收系脑颉Ｈ鏕IS組合電器設(shè)備的支撐絕緣子，現(xiàn)在采用的是環(huán)氧樹脂澆注絕緣子，其使用場強為6KV/min，長時間使用不會發(fā)生擊穿問題，但如果采用的是10KV/min系列的絕緣子，短時間內(nèi)不會出現(xiàn)問題，但長期使用可能出現(xiàn)擊穿問題。這類設(shè)計不合理或者設(shè)備絕緣裕度過低造成的故障可占GIS組合電器設(shè)備總體故障量的7%左右。

2.3 實際運行問題

GIS組合電器設(shè)備實際運行過程中，工作人員的操作不當(dāng)或者操作失誤可能會引起GIS組合電器設(shè)備異?；蛘吖收稀Ｈ艄ぷ魅藛T將電器設(shè)備的接地刀閘合在帶電相上，當(dāng)此時的故障電流較大，則可能導(dǎo)致接地刀閘迅速損壞。

2.4 設(shè)備安裝過程

首先是設(shè)備安裝沒有遵守相關(guān)工藝規(guī)程。在設(shè)備安裝過程中，工作人員由于未遵守相關(guān)工藝規(guī)程，對金屬元件的劃痕以及凹凸度處理不足。這類故障大約占GIS組合電器設(shè)備設(shè)備安裝故障量的40%。其次是設(shè)備安裝現(xiàn)場環(huán)境清潔程度不符合相關(guān)設(shè)備安裝要求，在實際設(shè)備安裝過程中，環(huán)境清潔程度不足可能引起絕緣元件受潮以及被腐蝕等情況，同時也會導(dǎo)致外部的塵?；蛘咂渌s質(zhì)殘留在GIS組合電器設(shè)備內(nèi)部。接下來是設(shè)備安裝失誤，具體為設(shè)備安裝錯誤和漏裝。實際安裝過程中，工作人員由于個人問題造成裝錯或漏裝等情況，設(shè)備屏蔽罩內(nèi)部與導(dǎo)體間出現(xiàn)不規(guī)則間隙。設(shè)備使用的螺栓、墊圈出現(xiàn)漏裝或者緊固程度不足。最后是異物清理問題。設(shè)備安裝過程不是獨立的，通常與其他工程協(xié)同進行，如土建、通風(fēng)等工程。這種混合作業(yè)極可能導(dǎo)致設(shè)備安裝過程中，其他工程產(chǎn)生的大量異物沒有及時清理，殘留在GIS組合電器設(shè)備內(nèi)部。有時其他工程各種工具也會遺留在GIS組合電器設(shè)備內(nèi)部，這些異物會帶來極大的安全隱患，嚴(yán)重威脅著GIS組合電器設(shè)備安全穩(wěn)定運行。

三、針對各種異常及故障處理方法

1、GIS斷路器異常及故障處理方法

1.1GIS斷路器拒合閘處理

這種GIS斷路器拒合閘故障處理大致可包括以下5種：首先是GIS斷路器出現(xiàn)操作電源斷電情況，出現(xiàn)這種情況，工作人員應(yīng)對操作電源進行仔細(xì)檢查，主要是空開和熔絲等情況。如發(fā)生上述情況，可采取的措施是合空開和更換熔絲，同時也應(yīng)對匯控柜內(nèi)的開關(guān)進行調(diào)控，保證其在合適的位置。其次是控制回路異常，出現(xiàn)這類問題，應(yīng)對控制回路中故障頻發(fā)的區(qū)域進行檢查，如同期回路、控制開關(guān)等。若出現(xiàn)的是次回路問題，這類問題的專業(yè)性很強，通常需要專業(yè)人士進行處理。再次是GIS斷路器的彈簧機構(gòu)儲能不足，這類情況主要檢查是否是電源出現(xiàn)問題，若是機構(gòu)自身問題，則反饋給專業(yè)人員進行處理。接下來是GIS斷路器開關(guān)問題，這是由于SF6壓力降低導(dǎo)致的開關(guān)閉鎖。出現(xiàn)這類問題，工作人員應(yīng)及時斷開斷路和操作電源空開，并停止重合閘的使用，同時通知專業(yè)人員進行后續(xù)處理。最后是斷路器投運問題，這類問題是由于斷路器故障導(dǎo)致的斷路器未能投運。出現(xiàn)這類問題，工作人員應(yīng)及時斷開斷路器的兩側(cè)隔離開關(guān)，并通知專業(yè)人員進行處理。

1.2 GIS斷路器拒分閘處理

這種GIS斷路器拒分閘故障處理大致可包括以下3種：首先是分閘電源斷電問題，工作人員應(yīng)及時對斷路器操作電源的空開或熔絲情況進行檢查，如發(fā)生這類問題，工作人員可進行合空開以及更換熔絲等操作，并保證匯控柜內(nèi)的開關(guān)在合適的位置。其次是控制回路、彈簧機構(gòu)儲能、GIS斷路器開關(guān)和斷路器輔助接點故障，出現(xiàn)這四類故障后，首先確定故障原因，再通知相關(guān)專業(yè)人員進行后續(xù)處理。最后是故障造成斷路器分閘異常的問題，出現(xiàn)這類情況可采用母聯(lián)串代故障斷路器，這種斷路器在保證整個GIS組合電器設(shè)備正常運行的前提下切斷隔離故障斷路器，并對故障斷路器進行故障原因檢查，再反饋給相關(guān)專業(yè)人員進行處理。

2、GIS斷路器操作機構(gòu)異常及故障處理方法

2.1液壓操作機構(gòu)

液壓操作機構(gòu)異常及故障，具體為液壓機構(gòu)無油位或者嚴(yán)重是漏油引起的斷路器出現(xiàn)分合閘閉鎖的情況。發(fā)生上述情況時，工作人員首先應(yīng)斷開液壓操作機構(gòu)電機電源。并利用母聯(lián)斷路器進行切換處理，再通知工作人員進行檢修處理。

2.2隔離開關(guān)操作機構(gòu)

GIS設(shè)備隔離開關(guān)正常操作時，如出現(xiàn)不能正常電動操作時，操作人員應(yīng)對控制回路電壓以及電機電壓進行檢修，防止其出現(xiàn)電壓過低和失壓等情況。同時對熱繼電器的工作情況進行檢查，若熱繼電器異常，可進行熱繼電器復(fù)位操作。當(dāng)電動操作異常時，可先斷開操作電源，再進行手動操作GIS設(shè)備隔離開關(guān)。

3、SF6故障處理方法

SF6氣體降低故障處理主要分為兩類：一種是SF6氣體降低至報警值時，工作人員應(yīng)及時反饋，等待專業(yè)人員進行補氣作業(yè)。另一種是SF6氣體降低到閉鎖值，如出現(xiàn)這類問題，工作人員應(yīng)先斷開操作電源，再鎖死操動機構(gòu)，同時通知檢修部門進行處理。

四、結(jié)語

通過上述對變電站GIS組合電器設(shè)備的異常及故障處理方法的分析，變電站GIS組合電器設(shè)備需要多方面協(xié)作，技術(shù)人員要加強對電器設(shè)備故障的分析，在實踐中總結(jié)經(jīng)驗，優(yōu)化應(yīng)對措施，制定多元化的應(yīng)急體系，針對每一種常見故障都要有相應(yīng)的處理方法，從根本上保證變電站GIS組合電器設(shè)備安全穩(wěn)定運行。