变电站及发电厂设备故障检修软件的开发

广西大学电气工程学院 冉明皓

国网天津市电力公司检修公司 赵星云

随着科技的发展，电能已经成为当下社会生活最重要的能源之一，因此确保电气设备的安全运行以保证正常供电就显得至关重要。电力系统中的故障事故形成的原因较多，因此减少系统性故障也应从多方面入手。本文总结了关于发电厂及变电站GIS设备的故障种类及对应的解决措施，归纳了电气设备的日常维护方法。并在Windows开发环境下，使用VB 6.0做成发电厂及变电站的故障管理系统，方便电厂工作人员的使用和维护。

众所周知，电力系统主要由发电厂发电、线路输电、变压器配电和用电等环节构成，而现代的电力系统除了上述几个环节之外，还包括对电能的控制监测，信息通信等功能，是一个庞大而又复杂的系统。因此在如此庞大的系统下，出现故障往往第一时间较难以掌握问题的关键，这就需要工作人员对发电厂的电气设备有全面的了解和关键有效的诊断手段，在故障发生的较短时间内能及时处理。我国对负荷供电大致分为三个等级，其中一类负荷和二类负荷都有着较高的电能质量要求，因此建立一个发电厂的故障管理系统十分必要。随着国家对电力系统的完善和发展，我们对该故障管理系统的数据库整理越来越完善，通过多年来学者们的经验和总结，我们将发电厂和变电站的故障类型和解决方法归纳至本故障管理系统中，日后也会不断进行完善，实现电力系统故障检测的优化。

1 变电站GIS设备故障

变电站GIS设备，即封闭式气体绝缘组合电器是将多种变电设备，如断路器、互感器等统一封闭在充SF6气体的金属体中。在超高压和特高压输电领域中，GIS更显示出常规开关设备无法比拟的优势。所以研究GIS设备的故障检修问题具有十分重要的意义。如果设备发生故障，设备内部会存在死角，空间太小，很难准确的找出故障原因，同时还需要注意SF6在室内易造成人窒息，甚至还有可能产生部分气体出厂不合格，其中内含有有毒杂质，给生命安全带来威胁，因此检修难度大。

1.1 GIS故障种类

GIS设备的故障种类大致分为五种，故障树如图1所示。

图1 GIS设备的故障种类

其中操作机构和二次设备老化的故障多为设备本身的故障问题，如隔离开关不能正常断合，出现短路，大面积停电等问题。而局部放电故障往往是因为设备刚刚投入使用，并没有进行试运行，安装环境与设备运行环境不符。SF6气体泄漏和微水超标故障一般是因为运行时间较长，导致胶圈的性能老化。

1.2 GIS设备故障诊断

GIS设备的故障点一般发生于断路器或者是互感器。断路器故障一般是不能及时完成分合闸的开关工作，而互感器往往是因为在电流或电压的转换中出现较大偏差，GIS设备具体的故障诊断如表1所示。

表1 GIS设备具体的故障诊断

1.3 GIS设备的故障检修

一旦有故障发生时，工作人员首先需要做的事就是确定故障发生类型，确定后按照检修步骤来检修电气设备，并总结引起故障的原因和解决问题的经验，必要时需要更换相关部件，操作过程中，首要保证工作人员的自身安全，按步骤完成检修任务。有关GIS设备的检修类型和相关解决手段整理如图2所示。

图2 GIS设备的检修类型和相关解决手段

1.4 变电站设备维护

除了完善故障检修方案，对变电站设备进行日常的维护也是至关重要的。工作人员要结合设备的日常运转情况，制定切实可行的维护、检修方法，详细记录工作过程，可以提升维护、检修工作效率满足了我们日常生活生产的电力需求。变电站维护可以总结为如图3所示。

图3 变电站维护

2 发电厂电气设备故障

由于我国国民经济的飞速发展，电能俨然成为最重要的资源之一。 我国能源部门的主要电力生产方式是依然是热电厂发电。大部分电厂发电都是依靠大型机组，无疑可以有效地提高发电效率。但是，大型设备的寿命也是有限的，而且大型设备的故障一旦发生，往往很难在较短时间内及时解决。发电机组的故障情况是我们不得不思考的一个重要问题。只要及时进行设备的检修和维护，就可以为电厂提供稳定的性能。因此，有必要进行预测以改善工厂的运行并迅速消除工厂电气设备的故障。如何通过消除电气设备运行的障碍来确保发电厂的安全可靠运行。这是一个值得深入研究的问题。

2.1 常见故障及解决措施

一般情况下，发电厂往往会发生电气设备故障，接地故障又或者是线路的回路故障等，其中设备故障一般是发电机或者变压器的原因。而线路故障往往是因为绝缘，导线断裂或者温升过高导致短路。具体故障情况和解决措施如表2所示。

表2 发电厂电气设备故障

2.2 发电厂日常维护方式

对于电厂来说，检修管理并维护电气设备不是一蹴而就的任务，而是一项长期性工作，所以不仅需要在故障发生时及时解决，更重要的是加强发电厂的日常维护工作。科学的管理系统，切实可行的设备管理方案和对高素质人才的培训实践可提高设施的正常运行，提高电厂的市场效率和竞争力，这是长期的工作要求，为企业发展提供了必要的保证。具体的维护措施如图4所示。

图4 发电厂日常维护方式

3 故障管理软件的开发

故障管理系统是采用VB6.0为环境，知识库使用Access建立的数据库。设计初衷意在构建一个完整的发电厂及变电站的故障检修系统，把近年来相关的故障进行归纳，便于工作人员对电厂的使用和维护。所以该故障管理系统主要有以下几点内容。

3.1 用户登录

系统的初始登录界面如图5所示，单击“登录”按钮后，按要求输入用户名和密码后（本系统设置为123456）才能完成登录，当输入的用户名或密码与设定值不同时会提示：用户名或密码出错。具体如图6所示。

图5 系统的初始界面

图6 登录界面

正确登录后即可进入本系统的目录，分为四大内容，分别是发电厂故障，变电站GIS设备故障，工作日记和系统简介。具体如图7所示。

图7 系统的目录

3.2 发电厂故障查询

点击进入到发电厂故障模块后，可以输入故障类型查询对应的故障现象和解决措施，如图8所示。

图8 发电厂故障查询

对于其故障的应对措施也总结其中，具体描述情况如图4所示的思维图所示。

3.3 变电站GIS设备故障查询

点击进入变电站GIS设备故障界面后，对三种故障类型做了详细介绍和总结，对检修人员的实用性较强，而且便于后续新故障类型出现时及时添加。具体如图9所示。

图9 变电站GIS设备故障查询

3.4 工作日记

此故障管理系统还设计了一个工作日记的功能，在工作人员进行日常的检修过程中，可以及时将设备情况或异常情况记录在工作日记中，便于工作交接或后续的维护情况调查。如图10所示。

图10 工作日记

结语：通过VB6.0的编程完成了发电厂和变电站故障管理软件系统的设计，不仅方便初学者和工作人员的学习和使用，日后还可以对其功能进行完善和改进，而且该系统具有的故障查询功能极大的方便了检修人员的维护过程，对提高发电厂检修效率有着显著作用。

发电厂和变电站故障的知识库建立需要庞大的信息数据来支持，作者在查阅大量文献，将多年来的故障类型和解决措施均总结在本文并统一归纳在此故障管理系统中，希望能帮助工作人员在变电站的维护检修工作中起到一定的帮助作用，提升电力系统的稳定性和可靠性，满足居民和国家的用电需求。