电力GIS组合电器故障分析与对策

电力GIS组合电器故障分析与对策摘要：电气GIS设备封闭在罐体内，由于GIS设备的安装精度、密封性要求严格，设备由厂家安装、充气成功后运往现场，使GIS设备存在隐患不易发现，投运后发生事故不易查找故障点。为提高供电可靠性，实时发现GIS设备的异常征兆，避免重大事故发生，本文结合实际遇到的问题，就GIS出厂设计安装、现场耐压试验的要求、日常巡视维护、检修方案的确定给出论述。关键词：全封闭设备出厂设计安装电气五防闭锁日常巡视维护检修方案0引言与常规变电站（AIS）相比，GIS即“气体绝缘开关设备”（GasInsulatedswitchgear）采用的足绝缘性能和灭弧性能优异的六氟化硫（SF6）气体作为绝缘和灭弧介质，结构紧凑、安装方便、不受污染及雨、盐雾等大气环境因素的影响等优点，GIS技术必将持续发展，并将成为本世纪高压电器的发展主流，在电力系统中广泛应用。然而，第一台GIS设备于本世纪1996年投运，其发展和成熟不到20年的历史，比起传统室内外设备还在不断摸索完善阶段。案例：某变电站发生一起GIS设备出厂安装错误，引起母差保护跳闸的事故。事故过程：XXXX年X月X日，某变电站220kV东母PT转检修，进行吸附剂罩更换工作，在合上2东90（PT侧）时，发现GIS内部异响，后台机上传220kV母差保护动作，220kV东母失电。从GIS现场实际位置对比可以看出，操作PT侧接地刀闸（2东90）时，母线侧接地刀闸（2东10）动作合闸，引起母线三相短路接地。（图1）分析本次装置性误操作的原因及得到的启示：1厂家设备存在隐患1.1本次事故前设备安排停电检修的起因，由于厂家制造吸附剂罩不符合产品的工艺要求，兄弟单位的GIS组合电器吸附剂罩发生故障后，针对同一厂家、同一型号的设备吸附剂罩进行更换，造成重复停电。1.2本次事故发生的主要原因是厂家安装设备错误。由于故障发生在合上220kV东母PT侧接地刀闸的同时，因此重点对220kV东母2东9隔离开关、母线侧地刀2东10、PT侧地刀2东90进行详细检查。发现2东10（母线侧）、2东90（PT侧）在东母PT汇控柜接线图和操作把手、对应机构箱机械分合指示、后台机遥信位置指示一致。而接地刀连杆及机构箱上均标注有“ES63”或“ES64”字样，应分别对应安装。而实际标注为“ES63”的地刀连杆装配在标注为“ES64”的地刀操动机构上，不对应。连杆装反及应该安装正确的详细情况示意图如图2，图3。根据上述分析，由于制造厂安装人员将PT侧地刀与母线侧地刀操动连杆装反，导致母线三相短路接地。1.3本次事故连杆装反的原因是大型厂家GIS设备的生产专业化、流程化的弊端，使所有隔离开关的连杆和接地刀闸的连杆相同，便于更换和互换，对于生产厂家减轻了负担，却给电力安全运行埋下了隐患，如果将隔离开关的连杆和不同位置接地刀闸的连杆在长度、形状、标志标识上有区别，现场安装时，减小错误的可能，或将母线PT侧地刀与隔离开关设计为三工位刀闸，即拉开隔离开关后自动合上接地刀，防止同类事故的发生。2现场交接试验项目把关存在问题及专业验收队伍的培养分析本次事故发生的主要原因，可以追述到设备安装、验收、投运等各个环节，GIS设备安装完毕后，需要现场测量真空度、回路电阻测量、耐压试验、检查各部开口销打开等，这样多的关口，没有发现这次错误安装，说明我们的现场交接试验项目把关还存在问题，还需要不断培养专业的GIS设备验收队伍。2.1回路电阻的测量GIS设备安装完备后，必须对母线及各刀闸、开关等设备进行回路电阻测量，通常是利用两接地刀在接地头处用回路电阻测试仪测量。必须采用同一方案测量几个回路，合上或分开相应的刀闸、开关，确保每一设备（刀闸等）及接头均被测试到，可采用不同的三组接地刀闸不同的组合，配合开关、刀闸在相应的合、分位置，来测试回路电阻。2.2因为GIS设备除微水等少数试验项目外，主要进行现场耐压试验，在2东9隔离开关和220kV母线进行耐压试验时，能及时发现并查找试验不合格的原因就可以纠正本次严重错误。2.3在本次事故中，现场验收人员的GIS知识缺乏，对设备的结构、性能及各部件的重要程度并不是很了解，在一、二次专业验收人员对2东10或2东90拉合试验验收时，能及时发现①2东10和2东90的电机电源接线有误；②2东10和2东90一次设备位置与实际接线位置不符，合上靠近母线侧的2东10接地刀闸时，连杆传动的却是靠近PT侧的2东90接地刀闸，就可避免此次事故发生。事实证明，电力生产各领域间存在着不可分割的相互关联，企业必须紧随设备更新换代，不断提高电气设备的厂家设计安装、现场设备的运用人才专业素质，现场验收要本着理论与实践相结合的原则，尤其对母线侧隔离开关和接地刀闸（有可能引起母线故障）、主变各侧CT和回路1、3隔离开关两侧的接地刀闸（有可能引起主变故障）等，发生故障影响范围较大的设备，应列入重点验收项目。我们还需要借鉴全封闭设备专业技术相对发达的地区的成功经验，现场安装厂家人员、各一、二次专业验收人员在实际工作中，总结摸索一套验收方案，编制验收大纲，完善这个领域的相关规程。3检修方案的确定对于GIS全封闭组合电器，必须按期做好第一次轮检，并采用相对保守的停电方式确定检修方案。就本次事故而言，检修PT时需要将母线同时停电，在检修的过程中按照规程做好回路电阻测试和耐压试验，在相关各专业检修的过程中，会发现设备的相关数据不在规定范围内，详细检查原因，会避免一次事故发生。GIS全封闭组合电器是一个大的整体，相互之间密不可分，其检修方案的确定，成为一个新的课题，封闭罐体内任何一组设备检修，都需要考虑对其他设备的影响，操作和调试都尽可能不会影涉及到运行设备，如2东10和2东90；291-10和291-线0（如果带有旁母时，需要由旁路开关旁带XXⅠ线（双母带旁母接线方式），那么不能保证两把接地刀闸的一次连杆和二次电机电源正确性），这种两把接地刀闸之间只有一组开合类设备的，尤其要同时停电。GIS组合电器的原理与传统电力设备有相同之处，区别也很多，由于GIS组合电器动、静触头的绝缘是靠Sf6气体完成，动静触头分开时安全距离不能满足电力安全工作规程中规定的要求，如何使检修方案的确定更加安全合理，函待探讨。如回路停电检修时，母线侧隔离开关不能检修，隔离开关的气仓内SF6气体不能回收气体和抽真空，防止设备和人身事故等。4GIS设备日常巡视的把关及GIS设备外观结构的改进GIS设备气密封在罐体内，现场辨认设备类型及接线方式困难。就本次事故而言，设备投产近两年来，变电运行人员作为设备的运用者，经过上百次的巡视检查，却未能发现2东10和2东90的连杆装反，也没有对同原理的2东10和2西10的连杆和安装结构进行过对比分析，过分依赖厂家调试人员，对GIS设备的了解还需要专业化、系统化。如果GIS设备能象传统设备一样很直观地看到设备内部接线，在GIS组合电器的SF6罐体的外部桶上标出“电力设备图形符号”标志，用模拟导线和电气设备的方法将设备无缝连接，使笼统的GIS组合电器设备内部接线具体化，运行人员记录辨认各气仓对应的压力值、检查设备接线正确性更加直观，提高了工作效率，现场验收和倒闸操作时，能直观的发现合上2东10和2东90接地刀闸时，合在母线侧和PT侧的位置截然不同，避免事故发生，同时使各专业的人员验收工作就会更简单化；即使有地基塌陷扭曲等原因，使设备的连接处出现小的裂缝，也能同时对应分析设备的损坏程度。■5结束语随着GIS变电站数量的增多，发生故障的概率也在增加。提高GIS设备的运行的可靠性，在硬件上需要减少设备出厂隐患，并结合安全生产需要，不断完善设备功能；在软件上提高厂家现场安装人员素质，加强现场启动验收、巡视维护、确定检修方案等人员培训，使GIS设备同传统室外设备一样深入基层一线。参考文献：[1]张载霖.GIS设备局部放电分析及对策研究[J].价值工程，2012（30）.[2]梁之林，朱大铭，张英杰.两起GIS组合电器事故原因分析[J].吉林电力，2007（04）.[3]杜晓平，李涛，李景华，牛庆松.气体绝缘组合电器（GIS）事故原因分析及建议[J].绝缘材料，2009（03）.