高压开关运行情况及GIS全过程管理重点措施

P11国网公司高压开关设备运行情况及GIS全过程管理重点措施中国电力科学研究院P2主要内容一高压开关设备装用情况二高压开关设备缺陷情况统计三高压开关设备故障情况统计四缺陷和故障原因分析五GIS全过程管理重点措施P3第一部分高压开关设备装用情况P4一、高压开关设备装用情况国网公司2010年高压开关设备装用情况统计电压等级(kV)断路器(台)组合电器（间隔）隔离开关（组）真空SF6油合计GIS其它合计母线合计瓷柱式罐式1100000004263380002172017439847144355500300169903700366651101714398493630762612013741687123952313625201924160313919983531316954821770780111262434592491874455841300197113972403716380672.52865696094007606106422612902542392240.53085943846361878323--------------------2444531034466--------------------1230475067536932318435--------------------总计34009212658712966479645200052051220536273279162P5各电压断路器（含组合电器）装用比例分布图一、高压开关设备装用情况P62010年各电压断路器（含组合电器）装用量同比增长率一、高压开关设备装用情况P7近六年各电压等级断路器（组合电器）装用量平均增长率一、高压开关设备装用情况P8一、高压开关设备装用情况断路器投运年限分布情况P9一、高压开关设备装用情况组合电器投运年限分布情况P10国网公司2007～2010年主要断路器（含组合电器）制造厂装用量单位：台（间隔）制造厂年份西开新东北平高ABB西门子AREVA如高泰开合计占装用总量比例2007年13144547995739197112334569263718965772890.6%2008年1462642801118211689136026737202121366627391.1%2009年1664243961257912980155508031270033577623590.8%2010年1885855491354614373173018919348644228645494.4%一、高压开关设备装用情况P112010年主要断路器（含组合电器）制造厂装用量一、高压开关设备装用情况P12第二部分高压开关设备缺陷情况统计P13二、高压开关设备缺陷情况统计断路器主要危急和严重缺陷（一）总体情况P14二、高压开关设备缺陷情况统计组合电器主要危急和严重缺陷（一）总体情况P15二、高压开关设备额缺陷情况统计隔离开关主要危急和严重缺陷（一）总体情况P16二、高压开关设备缺陷情况统计各主要制造厂断路器设备缺陷率对比（二）制造厂分布情况P17二、高压开关设备缺陷情况统计各主要制造厂组合电器设备缺陷率（二）制造厂分布情况P18二、高压开关设备缺陷情况统计各主要制造厂隔离开关设备缺陷数量对比（二）制造厂分布情况P19第三部分高压开关设备故障情况统计P20三高压开关设备故障情况（一）总体情况时间统计指标800kV550kV363kV252kV126kV72.5kV合计2010年故障数量31451817057故障率1.3570.2970.3100.0710.02900.0572009年故障数量1501219037故障率1.5150.12500.0520.03400.0402008年故障数量0311813035故障率00.0880.1040.0910.02700.0442007年故障数量0642511147故障率00.2250.4890.1450.0260.0150.067近四年故障数量4281073601176平均故障率0.7180.1830.2260.0900.0290.0040.052近四年72.5kV及以上断路器（含组合电器）故障统计P21（二）按电压等级统计2007~2010年各电压等级断路器故障分布情况二高压开关设备故障情况P22（二）按电压等级统计2007与2010年各电压等级断路器故障率比较二高压开关设备故障情况P23（三）按投运年限统计2007~2010年故障设备按运行年限分布图二高压开关设备故障情况P24（四）按制造厂统计故障断路器（含GIS）按制造厂分布图二高压开关设备故障情况P25（四）按制造厂统计国产厂与合资厂设备故障率比较二高压开关设备故障情况P26（五）按故障原因统计断路器(含GIS)故障类型分布图二高压开关设备故障情况P27第四部分缺陷和故障原因分析P28四缺陷和故障原因分析（一）设备质量问题较为突出统计表明，2007年～2010年，国网公司系统126kV及以上断路器（含GIS），因设备原因引起的非计划停运占72.5%，因设备自身质量原因造成的重大质量故障占84.4%。设备质量主要体现在原材料材质不稳定、加工及装配质量不过关及外购外协配套件不合格等三方面，极大影响了设备的整体性能及长时间运行的可靠性。P29四缺陷和故障原因分析（二）GIS现场安装工艺和质量控制不严目前现场安装主要存在以下问题：户外安装环境无法满足设备安装条件的要求。天气因素和空气污染物严重影响了设备的安装质量。安装程序和安装工艺未严格按照厂家安装规范进行。设备运抵现场后，直接充入SF6气体，造成侵入设备的水份或空气无法排除，导致设备“带病运行”。对安装过程中的死点盲点不采取有效措施进行观察确认。故障后安装责任划分不清，制造厂和安装单位分工不明确，造成故障追溯困难。P30四缺陷和故障原因分析（三）关键外购组部件的质量控制手段不够完善在发生的开关设备故障中，有多起属于绝缘拉杆、瓷套和盆式绝缘子原因引起。制造厂对这些外购件缺少必要的进厂检验和抽检手段，尤其是对进口绝缘拉杆、瓷套等部件基本不进行检测，或者只进行简单的外观检查或尺寸核查，缺少有效的工频耐压、局放、机械性能或超声纵波探伤检验。部分制造厂在装配和调试过程中缺乏有效的工艺工装控制手段，造成这些关键绝缘件发生机械损伤，给设备运行留下故障隐患。此类问题在550kV和800kV开关设备反映尤为突出。P31四缺陷和故障原因分析（四）开关柜存在较大安全隐患开关柜未进行内部故障试验考核；开关柜电弧防护等级不够或未设置压力释放通道；柜内母线间绝缘强度不足；柜内缺少必要的除湿或加热设施。四方面隐患极大的影响开关柜安全稳定运行。P32四缺陷和故障原因分析（五）SF6气体泄漏缺陷较为突出SF6气体泄漏是断路器和组合电器设备的主要缺陷之一，分别占其危急、严重缺陷的27.0%和55.7%。气体泄漏通常导致设备气体压力降低、报警或闭锁，降低灭弧室的灭弧能力及设备整体绝缘性能。SF6气体泄漏缺陷是长久以来一直存在的问题，造成设备漏气主要是由于SF6气体管路接头、密度继电器接头和充气阀门等部件或密封件材质不良、工差配合不好所致，此外，工厂内罐体加工存在沙眼，法兰与瓷柱浇注不严也会造成漏气，还有，现场安装质量不过关会导致GIS不同气室间连接的盆式绝缘子、伸缩节等部位等密封不良。P33四缺陷和故障原因分析（六）二次部分质量控制易被忽视二次部分缺陷主要表现为二次控制回路断线、辅助开关接触不良或切换不到位，分合闸线圈烧毁或引线断线，占断路器缺陷的12.5%。主要由于二次部分单一器件质量不良，辅助开关分合闸状态位置调整不当、控制回路辅助开关接点使用不当或回路电阻偏大导致控制电压达不到线圈分闸电压动作值长期带电，最终导致断线、烧毁等。P34第五部分GIS全过程管理重点措施P35五GIS全过程管理重点措施第一章设备设计选型第一条所选72.5kV及以上GIS产品必须通过国家级产品鉴定。对于国外独资或中外合资企业，其生产的GIS产品应按电力行业标准进行型式试验，试验合格后方可选用。产品型式试验均应在第三方检测机构进行。第二条用于低温（最低温度为-30℃及以下）、重污秽Ⅳ级（沿海Ⅲ级）等地区的GIS，宜采用户内安装方式。P36第一章设备设计选型第三条采用GIS的变电站，其同一分段的同侧GIS母线原则上一次建成。如计划扩建母线，宜在扩建接口处预装一个内有隔离开关（配置有就地工作电源）或可拆卸导体的独立隔室；如计划扩建出线间隔，宜将母线隔离开关、接地开关与就地工作电源一次上全。第四条GIS变电站如计划分期建设，在GIS采购时，应要求制造厂提供包括扩建预留部分在内的完整的现场绝缘试验方案。扩建完成进行试验时，应尽可能减少对原有设备的耐压试验次数。五GIS全过程管理重点措施P37第一章设备设计选型第五条主母线隔室的长度设置应充分考虑检修维护的便捷，550kV及以下GIS的单个主母线隔室的SF6气体总量不宜超过300kg。第六条对双母线结构的GIS，同一出线间隔的不同母线隔离开关应各自设置独立隔室。252kV及以上GIS母线隔离开关不宜采用与母线共隔室的设计结构。五GIS全过程管理重点措施P38第一章设备设计选型第七条为便于开展运行中GIS局放检测工作，制造厂在产品设计时应考虑在GIS罐体内预设电极。电极的设计要求和性能参数需与用户和局放测试仪器厂共同协商确定。电极的设置不得影响GIS的内部电场分布，并应有可靠措施保证测试人员的人身安全。第八条为便于试验和检修，GIS的避雷器和电压互感器应设置独立的隔离开关或隔离断口；架空进线的线路避雷器和线路电压互感器宜采用外装结构。五GIS全过程管理重点措施P39第一章设备设计选型第九条密度继电器与GIS本体之间的连接方式应满足不拆卸校验的要求。分箱结构的断路器应每相安装独立的密度继电器。户外安装的密度继电器应设置防雨罩，以保证指示表、控制电缆接线盒和充放气接口均能够得到有效遮挡。第十条对采用ELK3型（相间连杆采用转动传动方式）设计的三相机械联动隔离开关，应在A、C两相同时安装分合闸指示器。五GIS全过程管理重点措施P40五预防气体绝缘金属封闭开关设备事故措施第一章设备设计选型第十一条吸附剂罩的材质应选用不锈钢或其它高强度材料。吸附剂罩应与罐体安装紧固，吸附剂的成分和用量应严格按技术条件规定选用。P41五预防气体绝缘金属封闭开关设备事故措施第二章工厂组装和试验第十三条GIS装配时，制造厂应对GIS内部的螺丝进行反复拧卸，并彻底清洁螺孔内的金属物，避免其落入罐体内发生放电。第十四条断路器、隔离开关和接地开关出厂试验时应进行不少于200次的机械操作试验，以保证触头充分磨合。200次操作完成后应彻底清洁壳体内部，再进行其它出厂试验。P42五预防气体绝缘金属封闭开关设备事故措施第二章工厂组装和试验第十五条GIS设备出厂绝缘试验应在完整间隔或尽量完整的间隔上进行，252kV及以上设备还应进行正负极性各3次的雷电冲击耐受电压试验。第十六条为防止盆式绝缘子老化和绝缘性能下降，GIS设备可采用带金属法兰的盆式绝缘子，但应预留窗口便于进行特高频局放检测。采用此结构的盆式绝缘子可取消罐体对接处的短接排（跨接片）。P43第三章设备运输、安装和交接第十七条为保证GIS安装质量，363kV及以上GIS应实施“专业化”安装，由制造厂负责设备现场装配和组装工作，施工单位进行现场配合。第十八条安装过程中，对于电缆及母线连接处等难以直接观察的部位，应利用有效的检测仪器和手段进行核查，确保连接可靠。五GIS全过程管理重点措施P44谢谢！2011年9月19日