500?kV变电站GIS设备的故障诊断与维护

苟伟++李长彬

摘 要：GIS设备是构成500 kV变电站的主要设备之一，一旦该设备出现问题，可能引发极为严重的后果。该文简要介绍了GIS设备的基本构造，分析了电流互感设备与断路器在GIS设备运行过程中可能出现的问题，并提出了对应的解决方案，以期保证GIS设备能够正常稳定地运行。

关键词：500 kV变电站 GIS设备 故障诊断 维护

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）12（a）-0012-02

变电站在运行过程中，GIS设备发挥的作用举足轻重，是变电站内极为重要的设备之一，对变电站的运行而言具有十分重要的意义。GIS设备质量直接影响了变电站的正常运作。故而，诊断GIS设备故障并对其进行维护便成为电力工作人员关注的主要内容之一。

1 GIS设备基本介紹

GIS设备指气体绝缘金属封闭开关装置，全称是六氟化硫全密闭型组合装置，该装置中，局部区域带电，该类型区域外壳所用材料均为金属，常用材料有不锈钢以及铝合金等，装置当中充满气体六氟化硫，具有优秀的灭弧能力，且具备优秀的绝缘性。该装置通常含有如下几种结构：设备汇控柜、电流互感器、断路器以及开端设备等。其中，断路器在开断时，可能形成一定量的电弧，但因为GIS装置内充满了六氟化硫气体，使得电弧即时熄灭，之后将GIS分解为气体，所形成的气体对人体有害。故而，断路器当中需添加吸附剂。而电流互感器在GIS设备中的主要作用是对主回路电流进行测量。上述构件均为GIS设备的必要构件，保证了设备能够更为稳定、安全地运行。

2 GIS设备运行主要故障

2.1 断路器主要故障及原因

GIS设备在正常运行过程中，断路器可能出现合闸动作无法完成与分闸动作无法完成的故障。其中，引发合闸动作无法完成的主要原因有如下几点：（1）电源停止供应合闸所需电能。（2）受到控制回路的影响。（3）部分合闸动作难以完成的主要原因是弹簧机构没有储存足量的能量，导致断路器难以完成。（4）六氟化硫本身压力下降，同样可能导致开关出现便所状态。

引发分闸动作难以完成的主要原因有以下几点：第一，电源中断了对分闸所需电能的供应。第二，控制回路出现故障。第三，断路器部分接点存在转换不良或是接触不良的问题。第四，六氟化硫压力降低至一定程度，便有可能造成开关被闭锁。

2.2 GIS设备电流互感设备存在的问题

电流互感设备存在的主要问题是，在运行过程中GIS设备电流互感比可能出现一定偏差。通过实验发现，引发这一问题的主要原因是500 kV变电站某一线路电流互感设备存在异常。也正因如此，使得测试最终结果与正确数值之间存在较为明显的偏差，且误差值不低于10。若再对其原因进行深入分析，可得出电流互感设备存在的主要问题有如下几点：第一，电流互感设备于常规运行状态中，屏蔽罩临近开关的一侧需与GIS外壳之间形成接触，同时与线路另外一个外壳之间呈绝缘的状态，于该状态中，并未形成回路。但在实际运行时，若电流互感设备所用的屏蔽罩某一段发生松动，便可能同外壳之间形成连接，进而形成呈闭合状态的回路。第二，若外壳与屏蔽罩之间形成了回路，二次绕组所具有的感应磁通便会于屏蔽罩当中生成呈反向的电流，借此对产生的一次电流形成抵消。若将一次导体电流值设为I1，并将屏蔽罩所形成的反向电流设定为Ie，处于这一状态下，便相当于该过程中只能感觉到一次电流的存在，该电流值便是I=I1-Ie。此时，便容易发生变比增加的状况。而导致屏蔽罩出现松动的主要原因是制造商生产电流互感器时，在组装环节当中，如绕组以及绕组之间的组建等部分零部件的尺寸并没有完全达到要求，或是同标准规格之间存在一定误差，虽然暂时不影响其使用，但存在一定隐患。二是工作人员安装、或是维修人员更换过程中，工作人员与维修人员并未完全按照标准实施安装，使得安装效果同标准效果之间存在一定误差，进而导致该问题的出现。

3 GIS设备故障具体处理方式

3.1 断路器故障处理

若工作人员确定为断路器发生问题，则应按照如下方式对断路器进行处理。

对电源进行处理。无论是合闸动作，还是分闸动作，若没有足够的电量支持，均无法完成。若断路器无法正常工作，工作人员应先对断路器电源进行检测，确认电源当前是否为空开状态，同时对熔丝当前情况进行检测，是否存在熔丝熔断的问题。若确认断路器为空开状态，则需进行试合空开。若熔丝存在问题，则应及时对熔丝进行更换，同时检测汇控柜内各个开关，确保其同断路器之间的距离在规定范围之内。

若确认断路器工作故障是由控制回路引起的，则需对控制回路中较为容易出现故障的位置进行重点检查。若断路器发生的问题为分闸动作无法完成，则需对分闸线圈、断路器控制把手等位置进行检查，确认有无问题，若无问题，再邀请专业人员对控制回路进行检查。若故障类型为合闸动作没有完成，则需邀请专业人员对二次回路问题进行处理。

针对由于六氟化硫压力降低所引发的问题，工作人员应按照如下方式进行处理。若故障类型为分闸动作未完成，则工作人员需中断断路器操作的供应电源，使其处于空开状态，并向上级申请停止重合闸的使用，等待审批通过之后利用母联串代的方式连接故障短路设备，将未发生故障的短路器转换至另一条母线之上，之后中断已确认发生故障的断路器，并由维修人员维修同已发生故障断路器相对应的母线。若故障类型为合闸未进行，则工作人员需及时短路其操作电源终端，并申请终端重合闸的使用，之后要求维修人员维修。针对六氟化硫压力下降或是已经发生泄漏的现象，若GIS设备内六氟化硫气体下降至报警值，则维修人员应立刻向设备当中补充新的六氟化硫气体。若六氟化硫气体过低，已然无法支持断路器完成合闸或是分闸工作，则工作人员必须将操作电源中断以锁定操动机构，同时使用标识标记不可实施手动操作，之后按照调度部门所下达的命令实施故障开关的隔离工作，并进行专业的维修。

3.2 电流互感设备故障处理方式

相比其他设备，电流互感设备出现问题的机率不大，且没有明显的特征可以向工作人员指示故障发生的原因，使得维修工作难度大大增加，对变电站的正常运行产生较大的负面影响，同时也消耗了大量的人力资源与时间资源，造成企业经济的损失。为此，维修人员在维修工作中，应有意识地降低该问题再次出现的机率，借此缩减企业在该方面投入的资本。维护人员若确认为该类型问题，则可通过测定保护区段，并依靠有关设计图紙实施测量与确定。同时也能利用目前较为先进的检测方式，如传感器等对输电线路的运行状态实施在线检测，以保证检测人员可及时确认故障发生位置。维护人员确认故障位置之后，应按照如下方式进行处理与维护。

设备更换。若发现电流互感器出现问题，工作人员应及时进行更换。更换之前，施工人员应对电流互感器进行检测，确保其质量达到要求。同时对其规格与有关参数进行测量，保证其符合变电站的实际需求，避免因为参数不合适或是其质量存在问题而导致GIS设备的运行受到影响。

设备安设工作。维护人员在更换新设备之前，维修人员需要求技术人员对各个设备的类型以及相关信息数据进行统计与分析，根据设备本身实际要求完成安装工作。设备安装工作进行之前，工作人员应先完成设备接地工作，尽可能确保设备安装工作的合理性以及准确性。

设备检测工作。工作人员应定期对设备进行检测，保证设备可正常稳定地运行。检测工作中，维修人员应详细记录电流互感器在运行过程中形成的数据，并将所收集的数据记录在案。一旦发现数据分析结果与正常结果之间存在问题，如电流互感器变比与正常值之间存在明显的区别，维修人员应立刻申请开盖检测，分析当中存在的问题，并及时予以消除。以免其之后对GIS设备的正常运行造成影响。

如某变电站室外GIS设备与整体交接试运行时均为正常状态。但该设备运行3个月之后，检测人员发现变电站Ⅰ母电流互感设备间隔气室内压力相对较低，且用以监控GIS设备运行状态的的监控系统也显示报警信号。该气室当中的SF6压力信号于正常状态下为0.45 MPa，但此刻下降至0.38 MPa。维修人员经过检测后，确认电流互感设备气室间隔内U相气室管路彼此相连的部分出现泄漏问题。并确认引发气体泄漏的根本原因在于部件连接时间洁净度不高。具体解决方法：利用专用的检测工具放松存在泄漏点的管路，之后再使用GIS设备气室外部气压之间的差将SF6自管路安设部分冲出，之后将金属壳表面残留的微尘冲洗干净，直至这一泄漏点所残留的微尘被全部清理，工作人员再将管路旋紧。旋紧工作完成之后，必须对电流互感设备实施补气，使得气压能够符合设计的需求。

4 结语

GIS设备是构成500 kV变电站的主要设备之一，其运行质量与运行水平均对变电站的运行造成极为严重的影响。为此，工作人员必须保证GIS设备运行的稳定性，熟悉引发该问题的技术，以期保证GIS设备的稳定运行。

参考文献

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