漫湾电厂220,kV,GIS存在的运行风险及预控分析

摘 要 漫湾电厂220 kV GIS设备至今已运行近20年，主设备及其辅助元件逐步老化，安全运行风险不断增大。近年来，漫湾电厂总结和积累了该套设备的检修、维护技术经验。文章结合220 kV GIS设备安装、运检技术规范，简要介绍了漫湾电厂220 kV GIS设备运行风险及其控措施的制定与实施。

关键词 220 kV GIS；运行风险；预控

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）15-0199-02

漫湾电厂220 kV GIS设备属西安高压开关厂第一代220 kV GIS设备，于1995年6月投入运行，至今已运行近20年。系统采用双母线接线结构，两条母线通过联络短路器联络，设有四回进线，共计9个断路器间隔及两个电压互感器、避雷器间隔。结构如图1所示。

1 设备运行情况分析

1.1 设备检修维护情况

自220 kV GIS设备投运以来，漫湾电厂按照设备维护使用说明书及运行规程要求，正常开展设备日常检修维护，定期开展周期性定检工作，并根据定检情况及时开展维修维护。因检修时间限制及设备运行需要，大部分气室微水超标处理方式仅限于气体置换方式，未能开盖更换吸附剂，导致SF6气体微水超标缺陷难以彻底处理。部分超标气室在通过气体置换方式处理合格后一个定检周期内，SF6气体微水会再次超标。

1.2 设备重大故障简况

2006.3.31-207断路器B相偷跳故障：在进行212断路器操作过程中207断路器B相发生偷跳，经检查发现207断路器B相操作机构垂直拉杆脱落。

2012.12.18-Ⅰ母Ⅰ段（GB3气室）15间隔A相母线接地故障：经解体检查、分析，故障原因为母线导体接头间隙过大，Ⅰ母GB1气室15间隔A相母线导体在断路器操作振动及电动力作用下发生单向窜动，使该接头处动静触头插入深度不够，在导体自重作用下发生错位，导致A相导体对罐体绝缘距离不够，造成Ⅰ母A相接地故障。

1.3 存在的问题

该套220 kV GIS设备受20世纪90年代设计、制造技术水平影响，设备在设计、制造上存在一定的不足。综合分析该套220 kV GIS设备存在以下主要问题。

1）母线导体与母线连接件接头间隙设计过大，单侧间隙大于14 mm（厂家新标准）。

2）设备操作气管路结构设计不合理，外部连接管路多、跨度大、漏气量大，导致故障率高、维护量大。

3）隔离开关、接地开关结构设计不合理，内部空间狭小，不便于检修维护；操作拉杆及三相同步动作连杆加工精度不够，存在松动、错位。

4）因设备铸造、加工工艺不高，设备外罐体存在沙眼，且各连接面存在间隙，从而形成先天性漏点，GIS设备存在SF6气体渗漏情况。

2 设备异常、缺陷分析情况

2.1 设备气室SF6气体微水反复超标缺陷分析

在2004、2010年开关站全停时，漫湾电厂对220 kV GIS设备相关气室漏点及微水超标进行处理，但在每年年度微水定检中均有多个气室SF6气体微水超标，部分气室出现反复超标情况。

图2 2000年后微水超标气室数量统计

通过分析，引起气室SF6气体反复微水超标的原因主要有两个：一是设备气室漏点无法彻底消除，水份易进入气室内部；二是因停电条件限制，年度检修时采用气体置换的方式进行微水处理，无法更换吸附剂。

2.2 设备异常及缺陷统计、分析

因设备设计、制造原因，设备在运行过程中经常出现气压过低、操作机构变形损坏、控制元器件损坏、操作气源漏气等缺陷，严重影响电厂的安全运行。分析设备缺陷统计数据发现，缺陷在设备本体、操作机构及操作气源管路、控制部件等部件上均有发生。

从缺陷记录情况看，本体缺陷主要为本体各密封处漏气，操作机构缺陷主要为内部分合闸线圈烧毁、机构部件变形等，而操作气源管路缺陷主要为管路接头处漏气或接头脱落。

3 运行风险分析

漫湾电厂220 kV GIS设备是云南电网500 kV系统与220 kV系统电磁连接点之一，具有调节云南电力系统潮流的作用。当发生220 kV GIS设备故障时，轻则造成电厂设备损坏、电厂电能送出通道受阻，重则造成云南电网临沧片区电网瓦解，酿成较大的电网安全事故。目前，该套设备存在以下4点运行风险。

1）因母线接头处间隙过大，在断路器操作振动、相间电动力作用下母线导体会发生窜动、位移，进而导致母线导体错位脱落，引发故障。

2）隔离开关、接地开关结构不合理，零部件老化严重，导致机构缺陷频发而无法正常操作。

3）设备存在先天性漏点，气室密封日益老化，造成漏气，且不易修复。漏气增加日常维护工作量，气压降低闭锁设备操作，同时泄漏的SF6气体也会造成环境污染。

4）设备气室漏点不消除，水份进入气室内部，致使气室内吸附剂饱和失效。气室SF6气体微水含量严重超标，SF6气体在电弧作用下将分解，造成气室内部绝缘下降，分解产生强酸性物质将腐蚀设备内部。

4 风险应对措施

4.1 对220 kV GIS设备进行大修

根据220 kV GIS设备安装使用说明书要求，结合设备存在的问题，对220 kV GIS设备开展以下检修工作。

1）母线检修：对母线导体与母线连接件连接处间隙进行测量，根据测量结果进行加垫处理，同时更换母线梅花触头，消除母线导体接头处间隙过大的缺陷。更换全部支撑绝缘台、母线连接件及母线导电杆。

2）隔离开关、接地开关操作机构改造：将隔离开关、检修接地开关操作机构由气动机构改造为电动机构，将快速接地开关操作机构更换为新型电动弹簧机构，同时更换操作杆、三相同步连杆，调整三相触头行程，消除机构老化、变形、卡阻、分合闸不到位等缺陷。

3）SF6气体密度监视管路改造：采用就地监测的方式对GIS系统各气室SF6气体密度监视管路进行改造，减少气室外接管路，以降低管路因被撞击、踩踏的漏气风险，提高系统各气室的密封性。

4）微水超标处理、气室漏点处理：对220 kV GIS设备中微水含量超标的气室进行处理，更换设备连接面、手孔门、观察窗、传动机构的密封及各气室吸附剂，对沙眼进行补焊封堵或更换罐体，对连接面进行打磨，以提高设备的密封性。更换全部盆式绝缘子及其两侧密封，并对设备罐体连接面进行打磨处理。

5）现地控制柜更换：更换220kV GIS系统各断路器间隔现地控制柜及全部元器件，更换全部二次电缆，以提高控制系统的可靠性。

4.2 有关建议

为能更好的确定设备主要绝缘部件的老化状况，解决设备现阶段存在的问题的技术手段提供技术支持，针对漫湾电厂220kV GIS曾经发生过的缺陷及现状，结合现有技术手段，建议开展以下工作。

1）超高频局放检测。

2）超声波局放检测。

3）在局放检测异常时可以考虑开展GIS的X光成像检测。

4）GIS SF6气体分解产物现场测试及气相色谱分析。

5 结束语

目前电力系统中与漫湾电厂220 kV GIS同年代的类似设备安全运行情况都基本相似，已有部分单位对设备进行了相关检修改造，设备安全运行可靠性得到显著提高。经过上述措施实施后，电厂220 kV GIS设备安全稳定运行水平进一步提升。

参考文献

[1]漫湾电厂检修作业指导书.

[2]西安西电开关有限公司220kV GIS安装使用说明书.

[3]GBT 12022-2006工业六氟化硫规程.