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摘要:全封闭组合器(GIS)故障多为绝缘性故障,而局部放电则是发生绝缘故障的主要表现形式。GIS封闭母线在运行的过程中,一旦发生放电故障,直接影响了整个电网的安全、可靠性运行。因此,必须要明确放电故障原因,并对其进行有针对性的处理。本论文以GIS封闭母线放电故障为研究对象,对其进行了详细的研究和分析。
关键词:全封闭组合器;放电故障;原因;处理
为了最大限度满足社会生产和生活的用电需求,全封闭组合器(GIS)在电力系统中得到了广泛的而应用。在具体应用的过程中,GIS具有占地面积小、可靠性高、灵活方便、安全性较强的优势。在电力系统中,一旦GIS在运行的过程中,出现放电故障,就会导致电网出现大规模停电的现象,直接影响了整个电网的可靠、稳定和安全运行。
一、GIS封闭母线放电故障案例分析
以某变电站为例。本变电站220KVGIS为ZF4-252型设备,主要包括隔离和接地开关、断路器、三相母线筒、电压和电流互感器、单相分支线、套管、避雷器、电缆终端、伸缩节等原件,其组合电器主要采取双母线分段接线方式。
2018年3月18日,该变电站中的1号变压器运行状态为154MW,22:09:41,变电站控制室上位机报“1号主变纵差保护动作,开关站的1号主变高压侧201断路器A相合闸信号复归,开关站1号主变高压侧201断路器C相分闸信号动作,1号变压器的电态复归、控在动作、电气故障”
二、GIS封闭母线放电故障原因分析
1、故障排查
为了进一步明确GIS封闭母线放电故障原因,特按照以下步骤对其进行了详细的排查:
第一、外观检查
对该变电站外观进行了详细的检查,结果显示:该变电站中的1号变压器高压侧的201断路器、低压侧的801断路器均出现跳闸的现象,且变压器保护柜的差动保护动作指示灯变亮,进线左侧第1段的过渡段封闭母线处出现了明显的放电痕迹[1]。
第二、解体检查
对其进行外观检查之后,接着对其进行更加深入的解体检查。检查结果显示:放电发生部位在导体连接触头和罐体之间,且罐体内壁出现了喷溅灼伤的痕迹,并且在罐体下部存在融化电级而形成的片状固体,并且罐体的内部含有大量的因为放电现象而产生的粉尘。同时,在对触头进行检查中,发现触头的屏蔽罩被烧毁、电极被融化掉。
2、原因分析
经过外观和解体检查之后,对其本次故障发生的原因进行了分析,结果发现导致本次放电故障的主要原因为GIS不够清洁,致使电极间的粉尘很颗粒被电弧击穿,从而产生放电故障现象。
具体来说,GIS在现场安装、以及充放SF6气体的过程中,部分的粉尘颗粒也会随之带入到罐体内。当GIS在运行的过程中,所带进去的粉尘颗粒等杂志就会受到电场力的作用,使其向电场较强的触头区进行移动。在这种情况下,伴随着用电设备运行的时间不断增加,就会致使越来越多的、大量的粉尘颗粒聚集在触头附近区域,进而产生微弱的局部放电现象。在局部放电现象的进一步发展,放电区域的导电离子会逐渐出现变大的现象,当其逐渐扩散到高压与罐体之间,气体绝缘强度就会逐渐出现下降的现象,最终在高电压的作用下,形成电弧,并产生较大的短路电流,进而导致其产生放电现象[2]。
三、GIS封闭母线放电故障解决措施
针对导致GIS封闭母线放电故障所产生的原因,笔者认为可从以下几方面,采取有效的处理措施:
第一、做好相应的安全防护措施,并通过设置隔离带、遮拦、悬挂标识牌等方式,对其进行保护,并明确相关人员的活动范围。
第二、对SF6气体、解体设备进行回收。并将气体管路、阀门等进行拆除,同时还要对跨接波纹管的短接板、三相短接排就行拆除,并对内部的母线波纹管进行压缩,对共箱封闭母线、内部导体等进行拆解。最后,还要对罐体、波纹管内部的波纹管内部的波纹进行清理。
第三、将与主母线气体管理连通的分相母线进行拆卸,并对其内部的粉尘情况进行详细的检查。如果检查结果显示内部并不存在粉尘,则其他两相母线也不需要开罐检查;如果检查结果显示内部存在粉尘,则要对其进行彻底清理;对于发生故障的母线,则要进行更换处理,并利用纯氮气对相应的设备、装置等进行清洗,清洗完成之后还必须要严格按照拆解的顺序将其安装起来。同时,在安装的过程中,必须要确保GIS设备保持高度的清洁[3]。尤其是对法兰和封盖进行检查,确保其不能存在灰尘。在对其进行清洁的过程中,还要利用真空吸尘器对气体的间隔进行清洁,对其凹槽和密封面进行检查,看其是否存在损坏的现象;在对导体进行连接的过程中,也必须要做好控制灰尘、金属粉末进入组间内部的现象,将接触面上的残留油脂进行清除,并涂上凡士林。
第四、对内部的吸附剂、密封圈进行更换。
第五、吸附剂更换之后,立即对其进行真空抽取。在进行真空抽取的时候,一直到40Pa,再继续抽半个小时,停止后两个小时,再次对真空进行检查,如果检查结果显示真空≤133Pa,即表示合格。
第六、充额定压力SF6气体。在进行SF6气体注气之前,必须要对气体进行微水检测。并且在充气的过程中,必须要利用减压阀的方式,而避免直接用气瓶进行充气。同时,在充气的过程中,必须要利用专门的清洁管路,以免设备内部不清洁的现象;最后,在进行充气的时候,要先将其瓶盖打开,放出少许的气体之后,再进行充气,以免有空气随之进入到设备中,进而对其运行产生影响。
四、检修效果
对其放电故障进行处理之后,又对重新注气的气室进行了SF6气体检漏、微水试验。检查结果显示:气室内部并无出现漏气等现象,且微水检查结果显示内部微水含量满足规章的相关要求;接着对其进行耐压试验,耐压顺利通过。最后,设备投运之后,并定期对相关的设备进行巡检,结果显示无异音、无异味、保护以及指示灯信号显示正常[4]。
结束语
综上所述,GIS作为电力系统中最为重要的组成部分,其运行安全直接关系到电力系统的安全和稳定。但是GIS设备在运行中,极容易因为不清洁等因素产生放电故障,因此,必须要对其进行详细的排查,明确故障发生的原因,并采取有针对性的解决措施,进而保证GIS设备的安全运行。
参考文献:
[1]张春龙,任仲伟,唐上吉,etal.GIS封闭母线放电故障原因分析及处理[J].内蒙古电力技术,2018(3).
[2]黄颖,张喻,罗利云,etal.一起220kVGIS母线气室局部放电分析[J].江西电力,2016,40(6).
[3]金立军,张明锐,刘卫东.GIS局部放电故障诊断试验研究[J].电工技术学报,2005,20(11).
[4]孙曙光,陆俭国,俞慧忠,etal.110kVGIS局部放电故障定位技术的研究[J].电测与仪表,2012,49(6):10-14.