新形势下对小水电站电力设备的预防性试验工作的问题分析

夏金华

（揭阳市水电工程公司，广东 揭阳 522000）

随着我国小型水电站的建设不断完善，电力预防性试验开始在小型水电站运用，预防性试验和检修是电力设备运行和维护工作中一个重要环节，是保证电力设备安全运行的有效手段之一。多年来，独山子自备电网的高压电力设备基本上都是按照原电力部颁发的《电力设备预防性试验规程》的要求进行试验的，对及时发现、诊断设备缺陷起到重要作用。 随着炼化装置的停工检修周期的加长，对供电的可靠性和安全性提出了更高的要求，传统的预防性试验和检修方式愈来愈显示出许多不足。

1 预试的分类

由于预试工作具有科学性、全面性、规范性,且其内容丰富、项目繁多。因此,按照有关标准、规程、规范的要求,对预试进行合理的分类就显得非常必要。

1.1 按试验内容分类

按试验内容的不同,电力设备预试可以进行如下分类。

1）考核通过值试验。如电气设备绝缘电阻测试等,以设备试验值能满足标准值为合格。这类值通常不可以调整。

2）校验调整值试验。如继电保护的动作值、仪表误差值校验等,以校验调整到标准规定或设计整定范围内为合格。

3）性能参数值试验。如电气设备泄漏电流测试等,它没有明确的标准值,有关规程、规范上强调以其往年量变程度大小为优劣,该类值一般也不可调整。

1.2 按试验范围分类

按试验范围的不同,电力设备预试可以进行如下分类。

1）定期试验。这是为了及时发现电力设备潜在的缺陷或隐患,每隔一定时间对电力设备定期进行的试验。例如,油中溶解气体色谱分析、介质损耗因数、交流耐压等试验。

2）大修试验。指大修时或大修后做的检查试验项目。如穿心螺杆绝缘电阻、油箱密封试验、断路器机械特性等试验。

3）查明故障试验。指定期试验或大修试验时,发现试验结果有疑问或异常,需要进一步查明故障或确定故障位置时进行的一些试验。这是在必要时才进行的试验项目。例如,空载电流、短路阻抗等试验。

4）预知性试验。这是为了鉴定电力设备绝缘的寿命,弄清被试电力设备的绝缘是否还能继续使用一段时间,或者是否需要在近期安排更换而进行的试验,例如,发电机或调相机定子绕组绝缘老化鉴定等试验。

1.3 按试验性质分类

按试验性质的不同,电力设备预试可以进行如下分类。

1）非破坏性试验或称绝缘特性试验。使用较低的试验电压或用不会对被试电力设备绝缘产生累积损伤效应的方法,根据绝缘介质中发生的各种物理过程(如吸收、极化等),测量绝缘的各种参数(如绝缘电阻、介质损耗角正切值等),以及与吸收、极化过程有关的特性(主要表现为电阻-时间的变化规律)和绝缘冷却介质的一系列其他特性(如化学成分及气体含量等),从而判断电力设备的绝缘能力,及时发现可能的劣化现象,但这类试验比较间接,不容易做出准确的判断。

2）破坏性试验或称绝缘耐压试验。在被试电力设备上施加高于其工作电压的试验电压,以求揭示危险性较大的集中性缺陷的存在,并直接检验被试电力设备的绝缘耐压水平或裕度。耐压试验时,对被试电力设备绝缘可靠性的考验比较直接和严格,缺点是试验可能给被试电力设备的绝缘造成一定的损伤,并会导致被试电力设备的绝缘能力下降或可能修复的缺陷在试验过程中发展为不可逆转的击穿。

2 预试结果的分析和判断

《电力设备预防性试验规程(DL/T596-1996)》强调指出,对试验结果应进行综合分析和判断,一般应进行下列三个步骤：①应与该设备历次试验结果相比较；②与同类设备试验结果相比较；③参照相关的试验结果以及对照《规程》等的技术要求,根据变化规律和趋势,进行全面的综合分析，作出正确判断。有时综合分析判断具有一定难度和复杂性,试验人员不能教条地、机械地逐项对照技术要求(技术标准)进行。特别是当试验结果接近技术要求限值(但还未超标时),不但应该考虑天气条件的影响,以及测量仪器可能产生的误差,甚至还要考虑操作人员的技术素质等因素。综合分析判断的准确与否,在很大程度上决定于试验人员的工作经验、理论水平、分析能力以及对被试电力设备结构特点的了解程度,所采用的试验方法、测量仪器及测量人员的素质等等方面的因素。

根据综合分析,可对电力设备做出三种判断结论：合格、不合格或对设备有怀疑。对于不合格的应及时进行检修。为了能做到有针对性地或加速处理缺陷,应根据设备结构特点,尽量做部件的分节试验,以便进一步查明缺陷的部位或范围。对有怀疑或异常、而一时又不易确定是否合格的电力设备,应采用缩短试验周期的措施、或在天气良好时进行复测来监视电力设备可疑缺陷的变化趋势或者验证过去测量的准确性。

3 预试的地位和作用

预试是小水电站电力设备运行管理工作的一个重要组成部分,是实现小水电站科学管理、提高经济效益以及安全运行的重要保障。

3.1 预试是小水电站电力设备安全运行的保证

小水电站安全运行的首要问题是确保电力设备安全、确保继电保护的可靠性。这不仅仅是对已投入运行的小水电站而言,就是对于新建的小水电站,虽然交付使用时已进行过交接验收试验,预试也是十分必要的。其原因之一是新设备性能的稳定需要一个过程,在这一过程中,预试能发现设备性能不稳定的故障隐患;其原因之二是由于运行管理人员对新设备性能不熟悉,预试能够帮助建立电力设备的性能档案,便于运行管理人员学习,也为今后分析判断电力设备运行故障等打下基础。

对于使用多年的小水电站电力设备,能否继续投入运行,更应依靠预试提供的科学结论来决策。因为电力设备经过长期运行,其技术性能必然会逐渐降低;而电力设备间断运行或长期停运,其绝缘性能和机械特性受温度、湿度、灰尘等环境因素影响也会劣化;只有通过预试才能确定这些电力设备能否安全运行。

3.2 预试能为小水电电力设备更新改造提供科学依据

事物的发展总是有一个由量变到质变的过程,电力设备性能的劣化也不例外,通过对电力设备的有关参数的测试,经过逐年累计、比较、统计和分析,可以找出电力设备性能变化的规律,预测其寿命,并结合运行情况,充分发挥电力设备功能,争取维修主动,最大限度地减少损失,提高经济和社会效益。超过设计年限而继续运行的重要电力设备如发电机、变压器等的绝缘寿命预测就更加具有显著的经济意义。/超寿命0电力设备继续运行的前提是必须可靠地估计其残余寿命。例如,变压器寿命不是决定于已运行的年数而应由其绝缘实际状况决定,并因此提出了/绝缘年龄0的概念。/绝缘年龄0以变压器油中CO、CO2、糠醛等的浓度并结合纸绝缘的抗拉强度和聚合度测量值来估算。随着/绝缘年龄0的增加，电力设备运行的可靠性将降低,当可靠性低于某一预定值时,认为电力设备寿命已尽,电力设备应退出运行或进行相应的处理。通过预试及时了解掌握电力设备的状态是否良好,根据对预试资料的分析,可分轻重缓急对设备有序地修理、更新。由于小水电站电力设备的逐渐老化,对它们进行局部检修或更新是必然的,尤其是对超期/服役0的老旧电力设备,预试可以为其更新改造决策提供第一手资料。

3.3 预试及其设备和技术的发展是小水电站走向管理现代化的前提和基础

小水电站电力设备的管理往往需要对电力设备进行考查,按照性能的完好程度进行分类,当然这样的分类也是动态的。电力设备分类,不仅要看其外观的好坏,重要的是要看其性能的完好情况,即通过预试测量其主要性能参数或考核电力设备绝缘符合标准及规程、规范的程度。比如,全部性能指标通过预试合格者为完好类电力设备;主要性能指标通过预试合格,部分性能指标不合格者为待修电力设备;主要性能指标不合格,即失去主要功能者为待报废电力设备等等。小水电站电力设备预试能满足电力设备管理的动态分类,为电力设备的管理现代化提供必要的前提。

同时,随着科技的快速发展,预防性试验设备和技术也在不断创新。近年来国内生产的测量仪器、仪表和试验设备有了较大的改进,逐步走向数字化、微机化、自动化或半自动化,提高了测量精度和工作效率。例如：

1）出现了数字兆欧表,能自动计时,并能显示吸收比值或极化指数值,兼有自动放电功能等。

2）高压直流电压试验设备更趋完善。功率和电压等级均有提高,采用数字式表计和指针式表计并用,读数方便、准确、易于判别。

3）出现了多种新颖的绝缘介损失角测试仪(有多种形式的M型试验电路和测量电压、电流相角差的电路)。提高了测量精度和工作简捷性,促使QS1交流电桥逐步淘汰。

4）广泛使用数字式交直流高压分压器,使现场能方便地直接测量高压侧电压,能直接显示/交流电压峰值0或有效值甚至是电压波形。

5）真空度测试仪的应用,使真空开关中的关键部件真空泡的预试发生了从定性测量到定量测量的飞跃。动测试仪、接触电阻测量仪、绝缘油介质强度自动测试仪等等都有了很大的改进。

以上这些先进的检测手段将更加科学地揭示出电力设备性能的变化规律,特别是由于计算机的普及应用,将进一步推动小水电站电力设备实现自动化在线监测,在设备运行过程中,自动对设备状况连续或定时进行监测。这必将为小水电站的运行和管理走向现代化打下坚实的基础。

4 结语

综上所述,预试工作是小水电站运行管理中不可或缺的一项基础性工作,对小水电站电力设备的高效、稳定、安全运行起着决定性作用。为此,我们应该真正提高对预试工作地位和作用的认识,切实加强对预试工作的实施和监督,对预试工作做到常抓不懈。