变电站GIS组合电器设备改造方法的探讨

变电站GIS组合电器设备改造方法的探讨
发布时间：2022-07-06T07:04:46.806Z 来源：《福光技术》2022年14期作者：刘明昌
[导读] 但是也需要对GIS高压组合电器的不断研究改进，才能保证其可在我国大规模智能化变电站建设得到广泛应用。

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摘要：本文通过对GIS高压组合电器智能化变电站的组成及特点的阐述，并对新技术的改造升级以及GIS在智能化变电站中的应用分析，不难看出，GIS高压组合电器具有良好的通信性能和安全稳定性，大量的相关智能化设备，以及多种智能化、自动化和数字化技术的大量应用，使得GIS高压组合电器成为我国当前的智能化变电站建设的热点技术。

但是也需要对GIS高压组合电器的不断研究改进，才能保证其可在我国大规模智能化变电站建设得到广泛应用。

关键词：变电站；GIS组合电器设备；改造方法
引言：电力是国民工业的先行官，关系到国民经济的可持续发展。

随着现代社会和经济的发展，对能源的巨大需求促进了电力工业的飞速发展，电力设备故障给人们的生产和现代生活所带来的影响越来越大，对系统的稳定经济运行也提出了越来越高的要求，而保证系统的经济性和稳定性的一个强有力措施就是在提高电力设备使用率的同时保障其正常运行。

所以要如何完善目前的设备技改工作体制，福州电业局xx变电站GIS组合电器设备技改工程中，为适应电力部门向市场化现代企业模式的转变，全站10KV母线在正常地运行情况下，采取了一种分段停电的新方案，缩短了施工时间，取得了电网安全可靠运行与企业经济效益并举的成效。

新的技改方案在全省电力系统属首创项目。

一、GIS组合电器设备常见故障
1、电器设备常见故障分类
变电站GIS组合电器设备的故障可归纳为以下两类：一类是一般性电器设备故障，这类故障的故障发生率较高，与其他常规电器设备大致相当，这类故障发现和处理也较为简单，如GIS组合电器设备中的断路器操作机构故障；另一类是GIS组合电器专属故障，这类故障的故障发生率较低，其故障发生率大概为0.1~0.2次/年，远低于其他常规电器设备的故障发生率。

同时这类电器设备发生故障后，需要检修的时间较长，故障处理难度大。

GIS组合电器设备常见故障具体表现为以下5种：首先是电器设备使用气体泄漏。

GIS组合电器设备异常或故障较重时，需要停止GIS组合电器设备，再进行安全检修。

其次是SF6气体水分含量高，这类故障通常与SF6气体泄漏有关，当SF6气体泄漏时，电器设备外部环境的水汽会渗透到GIS组合电器气室内，进而使得GIS组合电器气室的SF6气体水分含量高。

SF6气体水分含量高会导致GIS 组合电器设备的绝缘子和其他绝缘元件出现闪络情况。

再次是GIS组合电器设备内部放电。

这类故障主要是由于GIS组合电器设备内部清洁度不够、运输过程中的意外碰撞以及使用的绝缘元件质量不合格等情况导致的。

这类故障的危害性和潜在破坏性较大，会对GIS组合电器设备的其他电子元件造成损害，导致整个GIS组合电器设备工作异常，甚至是无法使用。

接下来是断路器液压操动系统的漏油问题，这类故障会影响断路器工作稳定性，导致断路器甚至是GIS组合电器无法正常使用。

最后是GIS组合电器设备的内部元件故障。

这个GIS组合电器设备是由多种电子元件组合的，如断路器、避雷器、母线以及各种开关等。

这些电子元件的故障发生率较高，同时这类故障发现和处理相对简单。

2、GIS组合电器设备常见故障
2.1制造厂方面
制造厂对GIS组合电器设备常见故障的影响可以包括以下4种：首先是制造环境质量较差。

这主要是指GIS制造车间的清洁程度不符合相关生产要求，尤其是总装配车间。

GIS制造车间环境清洁度不达标，会导致大量的金属微粒、粉末和其他杂物留存在GIS组合电器设备的内部，这给GIS组合电器设备安全稳定运行带来极大的威胁，这些杂质会导致电子元件损坏，甚至是整个GIS组合电器设备运行故障。

制造环境质量差引起的电器设备故障大概占GIS组合电器设备总体故障量的16%。

其次是GIS组合电器设备装配误差大，在GIS组合电器设备装配过程中，设备的可动元件和固定元件间会产生摩擦作用，摩擦产生的金属粉末和残屑会留在元件的隐蔽区域，如没有及时清理干净，会导致装配元件的相对误差大。

这类故障大约占GIS组合电器设备总体故障量的10%。

接下来是生产装配工艺不规范，制造厂没有遵守相关的GIS 组合电器设备相关元件的生产和总体装配工艺规程，装配过程存在元件装配位置错误、漏装甚至是装配不到位等情况。

最后是质量问题，GIS组合电器设备相关元件采用的材料质量不符合相关的生产使用质量标准，通常制造厂实际生产采用质量不合格的材料，这导致生产出的GIS组合电器设备元件存在严重的质量隐患。

2.2设计因素
GIS组合电器设备设计不合理或者设备绝缘裕度过低，这都是造成GIS组合电器设备出现异常或故障的原因。

如GIS组合电器设备的支撑绝缘子，现在采用的是环氧树脂浇注绝缘子，其使用场强为6KV/min，长时间使用不会发生击穿问题，但如果采用的是10KV/min系列的
绝缘子，短时间内不会出现问题，但长期使用可能出现击穿问题。

这类设计不合理或者设备绝缘裕度过低造成的故障可占GIS组合电器设备总体故障量的7%左右。

3技改方案制定
自20世纪80年代起GIS组合电器已广泛应用于我国电力系统各变电站中，这些SF6绝缘全封闭组合电器，国产的主要厂家是西开、平开、北开、沈高等，福州电业局xx变电站GIS组合电器设备采用的是xx国产的厂品，在运行期间暴露出了以下缺陷：①产品质量存在问题，如加工精度不够、法兰接合面不平、安装后存在SF6漏气问题。

②运行、操作不当损坏设备元件。

③气动机构漏气或液压机构漏油故障。

④多处SF6气室连接点有漏气现象。

⑤超大修年限运行。

⑥部分开关开断电流次数较多。

⑦部分刀闸、接地刀闸无法电动操作。

综合在运行期间暴露出的缺陷，所以提出技改的要求。

分析项目施工方案；新建的项目施工不受停电时间的限制，而技改项目在停电施工中的时间是受到一定的限制，技改项目设备在停电中施工，为了不影响负荷的输出，所以变电站内施工，更重要的是电网的安全可靠运行。

GIS组合电器设备在安装前首先熟悉设计图纸、产品安装使用说明书、产品试验的合格证及安装工艺规程等技术资料。

从资料中了解设备的技术特性、结构、工作原理以及运输、保管、检查、组装、测试、安装及调整的方法和要求。

由于GIS是密封式，结构复杂，一旦发生故障，后果相当严重，而且安装工艺要求十分精细，稍有不慎就可能造成安装质量问题。

针对当前的GIS组合电器设备进行不同的安装方案进行探讨，项目负责人与设计人员、生产专责、施工队伍进行多次研究、图审讨论，制定了符合实际、缩短工期且又安全可靠的施工方案。

如何在拆除旧设备的过程，即进行基础施工。

再进行新设备的安装。

安全可靠运行、减少施工时间、制定出安全的改造方案。

结束语：
变电站GIS组合电器设备是电网的一次主设备，GIS组合电器的稳定运行是保障电网安全可靠的运行。

一些早期的GIS组合电器在很大程度上影响了电力系统的安全运行，因此近阶段陆续对旧、性能不佳的GIS组合电器进行淘汰更新改造，由于新的GIS组合电器的结构形式的不同，福州电业局xx变电站GIS组合电器设备技改工程中，全站10kV母线在正常地运行情况下，采取了一种分段停电的新方案，取得了电网安全可靠运行与企业经济效益并举的成效。

据了解新的技改方案在全省电力系统属首创项目，请电力系统的同行对以上现场的施工方案进行探讨，深入研究，不断地总结经验，完善其功能，确保电网的安全运行。

参考文献：
[1]包玲,张卫平.变电站GIS组合电器设备改造方法的探讨[J].内燃机与配件,2017(13):139-140.。