關(guān)于110kV變電站AIS設(shè)備安裝故障處理分析

關(guān)于110kV變電站AIS設(shè)備安裝故障處理分析摘要：風(fēng)機(jī)、箱變、集電線路、送出線路、變電站等設(shè)備構(gòu)成了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，也是工程施工的重要環(huán)節(jié)。AIS是變電站是電力網(wǎng)絡(luò)中的重要組成部分，保證其質(zhì)量、安全、運(yùn)行對(duì)于整個(gè)電力網(wǎng)絡(luò)的施工和正常運(yùn)行具有較大的影響。AIS高壓配電裝置，具有滅弧性能良好、絕緣性能好的性能，還具有占地面積小的優(yōu)點(diǎn)，AIS設(shè)備還具有防雨、防塵裝置，這使得其在實(shí)際應(yīng)用中具有非常好的應(yīng)用性能。但是AIS設(shè)備在施工和運(yùn)行過(guò)程中受到各種因素的影響，安裝質(zhì)量和穩(wěn)定運(yùn)行很重要。結(jié)合AIS設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)，對(duì)其安裝和故障處理方式予以簡(jiǎn)單分析研究。

關(guān)鍵詞：110kV變電站；AIS設(shè)備；安裝工藝；故障處理方式。

1、AIS設(shè)備概述

風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視。我國(guó)風(fēng)能資源豐富，現(xiàn)在十分重視、利用風(fēng)力來(lái)發(fā)電，開(kāi)發(fā)新能源。

風(fēng)機(jī)、箱變、集電線路、送出線路、變電站等設(shè)備構(gòu)成了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，也是工程施工的重要環(huán)節(jié)。變電站設(shè)備包括：主變、AIS、無(wú)功補(bǔ)償、開(kāi)關(guān)柜、接地變、蓄電池、直流屏、計(jì)量、繼電保護(hù)、通信、監(jiān)控等等。AIS是變電站重要的高壓電氣設(shè)備，稱氣體絕緣敞開(kāi)式開(kāi)關(guān)設(shè)備，施工質(zhì)量和穩(wěn)定運(yùn)行十分重要。

AIS設(shè)備包括：110KV斷路器、110KV電流互感器、110KV電容式電壓互感器、110KV隔離開(kāi)關(guān)、110KV避雷器等。目前大坡頂AIS設(shè)備的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1

圖1中，A是LW30-126高壓斷路器，是AIS設(shè)備的核心元件，其主要由導(dǎo)電回路、絕緣結(jié)構(gòu)、開(kāi)斷裝置、操作機(jī)構(gòu)等組成，其在實(shí)施開(kāi)斷的過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生電弧，產(chǎn)生的電弧會(huì)被設(shè)備內(nèi)部所充的SF6氣體迅速熄滅；B是LB6-110電流互感器，是對(duì)主回路中的電流予以計(jì)量、測(cè)量、保護(hù)；C是GW4-126IID高壓隔離開(kāi)關(guān)，它的作用是保證高壓電器及裝置在檢修工作時(shí)的安全，它不能用與切斷、投入負(fù)荷電流和開(kāi)斷短路電流，它不具有滅弧功能，高壓隔離開(kāi)關(guān)是發(fā)電廠和變電站電氣系統(tǒng)中重要的開(kāi)關(guān)電器，需與高壓斷路器配套使用；D是TYD-110KV電容式電壓互感器，作用是將一次電壓變成小電壓，實(shí)現(xiàn)測(cè)量、計(jì)量、保護(hù)等；E是Y10W1-108/281高壓避雷器，作用是把閃電從保護(hù)電氣上引向自己并安全地通過(guò)自己泄入大地，它是引雷和泄流至關(guān)重要的元件；F是鐵管架構(gòu)；G是配電箱。

AIS敞開(kāi)式的配電裝置具有諸多的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)為：設(shè)備運(yùn)輸方便、設(shè)備安裝施工方便、設(shè)備維護(hù)方便、占地面積小等特點(diǎn)，在110KV變電站中，其占地面積只有常規(guī)設(shè)備面積的三分之一左右；另一方面，AIS設(shè)備中的主要帶電元件即相互連接又具有獨(dú)立性，具有抗震性能強(qiáng)、外界環(huán)境影響小的特點(diǎn)，并且其加工精密、技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備選材優(yōu)良，具有安裝靈活、故障率低、整體噪聲小、能耗損失小、維修方便的優(yōu)點(diǎn)。

2、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)電氣設(shè)備的安裝：

各電氣工程的安裝在土建工程驗(yàn)收合格后進(jìn)行。接地電阻隱蔽施工、測(cè)試、試驗(yàn)合格。各電氣設(shè)備按照《電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)GB50150-2006》要求做了試驗(yàn)并合格。電纜直埋線路的隱蔽工程，必須在隱蔽驗(yàn)收合格后方可施工。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組吊裝、電氣連接、箱變安裝、電纜直埋線路、導(dǎo)線架空線路、開(kāi)關(guān)柜、主變、AIS、無(wú)功補(bǔ)償、開(kāi)關(guān)柜、接地變、蓄電池、直流屏、計(jì)量、繼電保護(hù)、通信、監(jiān)控等等的安裝，嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙、規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、施工方案、作業(yè)流程施工，做好轉(zhuǎn)序交接驗(yàn)收工作，各工序、各質(zhì)量控制點(diǎn)嚴(yán)格驗(yàn)收制度，對(duì)驗(yàn)收不合格或沒(méi)有驗(yàn)收的工序，嚴(yán)禁進(jìn)入下道工序施工和安裝，確保電氣設(shè)備工程的施工質(zhì)量、人員、設(shè)備安全，為穩(wěn)定運(yùn)行打好堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

AIS設(shè)備安裝中，斷路器分合位置指示正確，彈簧儲(chǔ)能機(jī)構(gòu)應(yīng)儲(chǔ)能正常，指示正確；隔離開(kāi)關(guān)接頭、接點(diǎn)接觸良好，動(dòng)作靈活不犯卡；電流、電壓互感器瓷套無(wú)裂紋、無(wú)破損、無(wú)放電痕跡，油位符合要求，無(wú)異常擺動(dòng)，指示正常；避雷器無(wú)裂紋、無(wú)破損、無(wú)放電痕跡，放電計(jì)數(shù)器等電氣設(shè)備安裝牢固。

3、110kV變電站AIS設(shè)備常見(jiàn)故障

3.1、110kV變電站AIS設(shè)備中的常見(jiàn)故障

由于運(yùn)行過(guò)程中受到各種因素的影響，導(dǎo)致AIS設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)各種各樣的故障是難以完全避免的。對(duì)其運(yùn)行過(guò)程中的各種故障進(jìn)行分類，主要可以劃分為常見(jiàn)故障與特有故障兩種類型。有統(tǒng)計(jì)研究顯示，AIS設(shè)備的故障率大致為常規(guī)設(shè)備的五分之一到五分之二左右，并且常出現(xiàn)于設(shè)備投產(chǎn)運(yùn)行的第一年中。AIS設(shè)備的操作機(jī)構(gòu)主要由電動(dòng)彈簧操作機(jī)構(gòu)、電動(dòng)操作機(jī)構(gòu)、斷流器操作機(jī)構(gòu)等共同組成，該部分常見(jiàn)的故障有：因電動(dòng)合閘失靈或者是跳閘之后分閘不到位導(dǎo)致的大面積停電等。

3.2、110kV變電站AIS設(shè)備中的特有故障

AIS設(shè)備LW30-126高壓斷路器的SF6氣體壓力一般為0.5-0.6MPa，報(bào)警壓力0.43MPa，閉鎖壓力0.40MPa。AIS設(shè)備中含有SF6氣體，對(duì)該氣體的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行簡(jiǎn)單分析發(fā)現(xiàn)，其化學(xué)性質(zhì)非常的穩(wěn)定，并且具有不燃、無(wú)色無(wú)味的特點(diǎn)，一旦壓力值達(dá)到0.29Mpa，其滅弧性能與絕緣性能非常的強(qiáng)，能夠達(dá)到空氣的一百倍。但是該氣體也具有自身的缺點(diǎn)，就是在受到電弧、火花及局部放電的影響時(shí)，其會(huì)分解成為對(duì)人體有毒害作用的氣體，如氟化氫、二氧化硫、四氟化碳等，這些氣體，對(duì)于人體健康具有交大的影響，對(duì)于人體的粘膜、皮膚及眼睛都很容易產(chǎn)生刺激作用，甚至?xí)?dǎo)致出現(xiàn)頭暈、窒息甚至是死亡等嚴(yán)重癥狀。

SF6泄露之后，氣體中的水分含量會(huì)上升明顯，容易出現(xiàn)由于氣體水分含量過(guò)大導(dǎo)致絕緣件或者是絕緣子的閃絡(luò)故障。由于內(nèi)部粉塵、絕緣件的質(zhì)量較差或者是運(yùn)輸碰撞等也會(huì)導(dǎo)致AIS內(nèi)出現(xiàn)局部放電故障，出現(xiàn)這種故障容易引起內(nèi)部電場(chǎng)的變化，最終引發(fā)絕緣故障；還有一種故障為接地/隔離開(kāi)關(guān)、母線、互感器、斷路器等內(nèi)部元件出現(xiàn)故障損壞，調(diào)查統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，AIS設(shè)備中最容易出現(xiàn)故障的元件是隔離開(kāi)關(guān)與盆型絕緣子，該類故障占到了所有內(nèi)部元件故障發(fā)生率的一半以上，所以在施工中和設(shè)備檢查及維護(hù)工作中，應(yīng)該重視這兩個(gè)元件的檢測(cè)。

閃絡(luò)與破裂是盆型絕緣子中常見(jiàn)的故障，在隔離開(kāi)關(guān)中最常見(jiàn)的故障就是機(jī)械結(jié)構(gòu)的失靈，如分閘不到位、銹蝕等，另一方面，由于開(kāi)關(guān)觸頭彈簧接觸不良等原因很容易導(dǎo)致導(dǎo)電回路中出現(xiàn)開(kāi)裂、發(fā)熱異?；蛘呤撬蓜?dòng)?；ジ衅鞯墓收现饕憩F(xiàn)為電流互感器故障與電壓互感器故障，絕緣燒壞、去磁作用消失等二次開(kāi)路等問(wèn)題是電流互感器中常見(jiàn)的故障；熔斷器熔斷、輔助接點(diǎn)接觸不良、二次接線松動(dòng)等是電壓互感器中的常見(jiàn)故障。

4、故障原因分析

對(duì)110KV變電站AIS設(shè)備常見(jiàn)故障的產(chǎn)生原因進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，依據(jù)其出現(xiàn)的順序，主要表現(xiàn)為這樣幾個(gè)方面：設(shè)計(jì)、制造、安裝及運(yùn)行。在其設(shè)計(jì)階段中，導(dǎo)致故障產(chǎn)生的最主要的原因是元件的絕緣裕度選擇及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不合理，例如：如果一些容易出現(xiàn)故障的絕緣子的使用場(chǎng)強(qiáng)參數(shù)的控制不合理，就很容易導(dǎo)致出現(xiàn)相應(yīng)的故障。相關(guān)的實(shí)踐表明，應(yīng)該將環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣子的場(chǎng)強(qiáng)控制在6KV/mm以內(nèi)，如果其設(shè)計(jì)參數(shù)超出該值，在使用初期可能不會(huì)出現(xiàn)閃絡(luò)及局部放電現(xiàn)象，但是對(duì)著使用時(shí)間的增大，就很容易出現(xiàn)擊穿故障。其次，AIS設(shè)備的生產(chǎn)制造階段屬于故障控制及產(chǎn)生的關(guān)鍵階段，在實(shí)際的設(shè)備制造過(guò)程中，一定要選擇能夠滿足質(zhì)量要求的原材料，并要嚴(yán)格按照相關(guān)的工藝流程實(shí)施操作，在設(shè)備的裝配過(guò)程中，如果進(jìn)行違規(guī)操作就很有可能導(dǎo)致出現(xiàn)零件的漏裝、錯(cuò)裝以及配合不到位的現(xiàn)象，這就會(huì)直接影響到設(shè)備的運(yùn)行質(zhì)量，容易導(dǎo)致各種故障的出現(xiàn)，另一方面，在設(shè)備的裝配過(guò)程中，一定要注意保持車間的清潔以及出廠之前的內(nèi)部清理工作，防止有金屬微粒、粉末以及其他的雜物遺留于AIS設(shè)備中，引發(fā)設(shè)備故障；最后，是在設(shè)備的安裝、運(yùn)行過(guò)程中，安裝質(zhì)量、工藝、雷擊、污穢、違規(guī)操作等，這很有可能導(dǎo)致接地開(kāi)關(guān)的損壞及外殼的閃絡(luò)等。

5、故障處理方式

對(duì)于電壓互感器回路中出現(xiàn)的斷線故障，首先應(yīng)該依據(jù)相關(guān)規(guī)定退出繼電保護(hù)或者是自動(dòng)裝置，防止其出現(xiàn)誤動(dòng)作，如果發(fā)現(xiàn)熔斷器熔斷，應(yīng)該立即進(jìn)行更換，并查明其熔斷原因，并要檢查切換回路中是否存在接觸不良及所有接頭是否存在松動(dòng)、斷頭現(xiàn)象。

有研究表明，盆型絕緣子的故障率與其耐壓時(shí)間長(zhǎng)短有密切的聯(lián)系，長(zhǎng)時(shí)間的耐壓試驗(yàn)?zāi)軌蚣皶r(shí)發(fā)現(xiàn)盆型絕緣子中是否存在缺陷或者是故障，所以制造廠在設(shè)備出廠前，應(yīng)該對(duì)每個(gè)盆型絕緣子實(shí)施額定電壓下的局部放電試驗(yàn)，并且試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)應(yīng)該保持在一萬(wàn)小時(shí)以上，在其安裝的過(guò)程中，應(yīng)該注意保證其垂直；對(duì)于設(shè)備中的隔離開(kāi)關(guān)，首先應(yīng)該保證其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性，并要做好其溫度檢測(cè)及定期檢修工作。

AIS設(shè)備出現(xiàn)故障最為頻繁的時(shí)期為：加電試運(yùn)行和投入運(yùn)行的第一年，把好安裝施工質(zhì)量關(guān)，做好投入運(yùn)行的第一年的檢測(cè)、日常護(hù)理及維修管理工作非常的必要，要對(duì)設(shè)備中關(guān)鍵元件的位置指示燈、觸頭接觸、閉鎖位置等予以嚴(yán)格調(diào)試、嚴(yán)密監(jiān)測(cè)，保證其安裝質(zhì)量合格，運(yùn)行中能夠正常工作，這對(duì)于相關(guān)故障的預(yù)防具有積極的作用。

6、結(jié)束語(yǔ)

AIS設(shè)備是110kV變電站中的重要組成部分，也是風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中重要組成部分，本文就主要結(jié)合風(fēng)電系統(tǒng)中重要的AIS設(shè)備的結(jié)構(gòu)、性