500kV综合自动化变电站设备缺陷统计分析.pdf

箜塑 鲞箜 塑 2 0 0 9年 4月 湖 北 电 力 v o i _ 3 3 2 a p r 2 00 9 5 0 0 k v综合 自动化变 电站设备缺 陷统计分析 李红兵 ， 杨书文 ( 湖北超 高压 输 变电公 司 ，湖北武汉4 3 0 0 5 0 ) 摘 要 针对湖北超高压近几年 维护 5 0 0 k v综 自站运行 中出现的严重设备( 断路器、 变压器、 继 电保 护和监控 系统等 ) 缺 陷进 行故 障分类统 计分 析 ， 归 纳 了各类 设备 运 行 中暴 露 出的 问题 ， 分 析 了相 关原 因 ， 总 结 出主要 共性 问题 ， 并提 出 了处理 建议 。 关键词 变电站 ；设备缺陷；统计分析 中图分 类号t m 6 3 1 文献标 识码 a 文章编 号 1 0 0 6 3 9 8 6 ( 2 0 0 9 ) 0 2 0 0 1 2 - 0 2 s t a t i s t i c a l an a l y s i s o f eq u i p m e n t de f e c t s i n 5 0 0 k v co mpr e h e n s i v e au t o m a t i o n s ub s t a t i o n li ho n g b i n g， yang s h u we n ( hb e pc e hv t r a n s mi s s i o n& s u b s t a t i o n c o mp a n y ， wu h a n 4 3 0 0 5 0， c h i n a ) a b s t r a c t t h e s e v e r e e q u i p m e n t d e f e c t s ， i n c l u d i n g c i r c u i t b r e a k e r ， t r a n s f o r me r ， r e l a y p r o t e c t i o n a n d m o n i t o - r i n g s y s t e m ， o c c u r r i n g d ur i n g t h e ma i n t e n a n c e o f hu b e i uhv 5 0 0 k v c o mp r e h e ns i v e a u t o ma t i o n s u bs t a t i o n i n s e r v i c e， we r e ma d e f a u l t c l a s s i fie d s t a t i s t i c a l a n a l y s i s th e pr o b l e ms r e v e a l e d f r o m e a c h k i n d o f e q u i p me n t i n s e r v i c e we r e s u mme d up t he r e l e v a n t c a u s e s we r e d i s c u s s e d， t he ma i n c o mmo n p r o b l e ms we r e s u mma r i z e d， a n d t h e r e l a t e d t r e a t me n t s we r e p r o p o s e d k e y w o r d s s u b s t a t i o n ；e q u i p m e n t d e f e c t ；s t a t i s t i c a n a l y s i s 湖北 超 高 压 输 变 电公 司投 产 的 孝 感 、 斗 笠 、 磁 湖 、 樊城 、 兴隆 、 咸宁、 木 兰等综合 自动化变 电站 ， 自 投产到 2 0 0 7年 1 2月期间严重缺陷共计 3 0 0项。其 中 ， 继 电保 护 8 4项 ， 占 2 8 ， 微 机监 控 系统 7 8项 ， 占 2 6 ， 断 路 器 4 7项 ， 占 l 5 7 ， 隔离 开 关 2 2项 ， 占 7 3 ， 变压器 l 5项 ， 占 5 ， 直流 系统 1 8项 ， 占 6 ， 电抗器 、 互感器等设备缺陷较少 ， 阻波器 、 避雷 器和耦合电容器等没有出现严重缺陷。 1 变 电设备缺陷分析 1 1 断路器 断路器在一次设备 中缺陷比例最高， 占全部设 备缺陷 1 5 7 ， 主要 为 s f 断路器 ， 占断路器缺陷 9 5 7 ， 另 有 少 量 真 空 断 路 器 ( 站 用 电 系 统 ) 。在 s f 断路 器 中， 液 压 机 构 缺 陷最 多 ， s f 漏 气 ( 含 告 警) 次之 ， 回路故障较少， 气动机构缺陷极少 ， 没有 发 生弹簧 机构 故障缺 陷 ， 分布情 况见 图 1 。 s f 断路器液压机构缺陷如内漏、 渗油、 打压频 繁 等 ， 主要原因是逆子阀、 储压器 、 微动开关等辅助 收稿 日期 2 0 0 8 1 2 2 3 作者简介 李红兵( 1 9 7 5一) ， 男 ， 湖北红 安人 ， 工程师。 - 1 2 豳路 图 l s f 断路器缺陷类型分布 元件存在工 艺和质 量问题 ， 集 中在孝感 、 兴隆变的 l w1 0 b 2 5 2型 断 路 器 、 孝 感 变 l w6 a- 7 2 5 i w 型 断 路器 和 咸 宁 变 l w1 0 b - 2 5 2 w c y t - 5 0断 路 器 。 s f 断路器漏气突出问题是孝感变 l w1 5 - 5 5 0型断路器 投产初期密度继 电器故障频繁 出现 s 压力低告 警。s f 断路器回路故障曾出现分 闸线圈严重锈蚀 导致断路器拒分和操作 回路端子松动， 无法正常操 作 。站 用 电 系统 的真 空 断 路 器 缺 陷 主要 为 机 构 故 障， 调整处理后可有效恢复。 1 2隔离开 关 在隔离开关中， 接点发热 问题尤为突出， 机构故 障和操作回路故障次之 ， 分布情况见 图 2 。隔离开 关 接点 发热 缺 陷多 出现在连 接板 、 触头 等部 位 ， 主要 原 因是接头连接间隙大、 紧固螺丝松动、 导电膏或中 性凡士林的接触 电阻大和金属导体接触 表面氧化 o 1 3 3 2 ap r 2 00 9 湖 北 电 力 箜 鲞 箜 塑 2 0 0 9 年4 月 等 ， 个 别站 甚 至 因设 计 选 择 连 接 金 具 口径 过 小 而 出 现大量共性发热问题 。操作机构故障主要是机构卡 涩 、 配合不 同 步 、 不 到位 、 过 位等 ， 原 因是 基建 安装 质 量不 良， 也有产品质量如材质的强度 、 硬度不足而引 起损坏变形 。操作回路故障基本为基建施工接线端 子连接不牢而留下隐患 。 襁 裢f 敞 2 3 接点 划路故障1 4 图 2隔离开关缺 陷类型分布 1 3变压 器 变压器缺陷数量较少 ， 其 中主变压器缺陷 以辅 助设备问题为主 ( 8项 ) ， 另 1项为孝感变投产初期 主变套管内部线圈故 障。主变压器缺陷主要是冷却 系统故 障 ， 如接 触 器严 重 发热 、 接 触 器 烧 坏 、 电机 热 耦故障、 风扇启动定值错误等， 基本为施工质量和维 护 有漏 洞 。 所用变缺陷数量不多( 5项 ) ， 但危害大 ， 严重影 响安全运行 。根据统计 ， 所用变的含气量超标 ， 在咸 宁和木兰变新投产的 4台所用变压器色谱分析试验 中均有 发现 ( 4项 ) ， 斗 笠 变 所 用 变 在 投 产 后 也 曾 出 现有载调节开关严重渗油( 1 项 ) 。所用变的缺 陷可 以归结为厂家生产工艺和质量 问题。 1 4直流 系统 直流系 统 中， 直 流 装 置故 障相 对 比较 多 ( 1 4 项 ) ， 直流支路故障次之( 4项 ) 。根据统计 ， 直流装 置故障主要有模块故障 、 通信协议故 障和告警值整 定错误等。直流支路故障主要 因后期扩建施工直流 回路接人错误。统计发现 ， 综合 自动化变 电站的直 流绝缘水平 比较好 ， 实质性 的因电缆绝缘引起的直 流接地没有发生 ， 出现缺陷均为直流装置元件软硬 件故障或人为外因引起。 1 5继 电保 护 继电保护缺陷包括继电保护装置 ( 含系统稳定 装置 ) 、 保护通道装置等二次设备及其 回路 的缺陷 。 继电保护在变电设备 缺陷中数量最 多， 占全部变 电 缺陷的 2 8 ， 主要包括保护装置故 障( 含其二次 回 路) 和保护通道故障( 含其二次 回路 ) 2类 ， 保护装置 故障缺陷占继 电保护缺陷 4 0 5 ， 保护通道故障 占 继电保护缺陷 5 9 5 。 继电保护装置缺 陷中， 装置 硬件故 障较 多 ( 1 5 项) ， 保护装置软件故障次之 ( 6项 ) ， 保护装置相关 连接 回路故障( 4项 ) ， 另有部分保护装置告警 自行 消除的缺 陷( 9项 ) ， 分 布情 况见 图 3 。硬件故 障多 为各厂家早期产品使用材质 不 良， 如 wb z 一 5 0 0 h后 备保护 、 c s i 1 2 5 a保护和 p s t 6 4 5保 护出现 c p u故 障 ， l f p 9 0 2保 护管 理插件 、 c s l 1 0 1 a保 护 v f c插 件 、 r c s 9 1 5 e保护信号板 、 z s j 9 0 0远切装置模块和 主变 wb z 5 0 0 h保护 电路板发生过故障 ， 尤为突出 的是孝感变投产初期 2 2 0 k v母差保护 b p 一 2 a先后 出现闭锁插件 、 管理插件 、 跳闸出口插件和模数插件 等故障。保护装置软件故障多在投产后暴露或现场 调试工作有遗留问题 ， 如运行 中软件存在缺陷、 设备 地址码错误 、 软件运行内存不足等问题 ， 部分软件故 障可通过装置重启恢复正常。保护装置回路故障基 本为施工接线不牢固或端子松动。 n行 消除2 6 硬件 敞障4 4 凹路 敞 障 1 2 软 件 故 1 8 图 3 继电保护装置 缺陷类型分布 继 电保 护通 道 故障 中， 由本 侧保 护通 道装 置 ( 含其二次 回路 ) 引起 的缺陷仅 占通道继 电保 护故 障的 1 3 ， 其它 为对侧变 电站设备 缺陷引起或可 以 自行消除的缺陷。在本侧继 电保护通道故障中， 收 发讯机装置故 障和载波机故障引起的通道问题相对 较多 ， 通过故障元件更换 、 调节衰耗或装置复位可消 除缺陷 ； 因光纤装置故障引起 的保护通道故障， 通过 装置重启或拔插对应光纤 ， 是有效 的处理方法 ； 也出 现维护方面问题 ， 如结合滤波器浮冰或结合滤波器 螺丝松动导致通道故障。 1 6监控 系统 监控系统缺陷包括测控装置 、 监控网络设备、 微 机监控机等监控设备缺陷 ， 统计缺 陷 7 8项 ， 占变电 设备 2 6 。监控系统硬件故 障较多 ， 监控系统软件 故障数量相对较少 。其中 ， 网络设备硬件故障 占监 控系统缺陷最多( 4 0项) ， 微机监控机硬件故障相对 较少( 8项 ) ， 监控系统装置软件故障数量较多( 含监 控网络设备和微机监控机 ， 共计 2 3项) 。 监控网络设备故障主要有测控装置 、 交换机 、 保 护管理机 以及光电转换器等 ， 其装置出现硬件故障 ， 相 应的单元设备出现通信中断 、 信号不能上传 和不 ( 下转 第 5 1 页 ) 1 3 v01 3 3 2 ap r 20 09 湖 北 电 力 箜 鲞 笙 塑 2 0 0 9 年4 月 来 的数据进行分析、 整理、 作 图、 存储并完成定时 自 动监 测 。 信号传输 接 口选 用 r s - 4 8 5 。m0 d e l 4 8 5 s i c是 一 种高性 能多功能 r s 一 2 3 2 r s _ 4 8 5 r s _ 4 2 2接 口转 换器 。该产品配有外接电源 ， 光隔 2 k v 以上 ， 具有 体积小、 传输距离远 、 速率高、 性能稳定等特性 。 性能 及 特 点 如 下 ： ( 1 ) 将 r s 一 2 3 2数 据 发 送 ( t x d) 和数据接 收( r x d) 信号转换成平衡 的半 双 工的 r s - 4 8 5或全双工的 r s - 4 2 2信号 ； ( 2 ) r s - 4 8 5 4 2 2端 外 接 9 v 3 5 0 m a 电 源 ， 光 电 隔 离 2 k v， r s 一 2 3 2端串口取 电； ( 3 ) 速率 09 6 0 0 b p s ， 传输距 离 1 4 k m ( 1 0 0 k b p s时 ) ； ( 4 ) 支持 3 2节点或 1 2 8节 点 ； ( 5 ) 工作环境 ： 一 5 0 c一 7 0 ， 相对湿度为 5 一 9 5 。 4 2监测 系统 的软 件 实现 局部放电在线监测装置的软件实现总体思路 ： 监 控软 件 以微软 公 司的 v i s u a l b a s i c 6 0进行 开发 ， 软件具有界面友好 ， 易于操作 ， 便于人 机交互 ； 具有 良好的可开发性 和极好 的稳定 性等特 点。利用 其 ms c o mm通信控件实现数据通信 ， 其通信协议为 ： 数 据传输速率为 9 6 0 0 b p s ， 1位开始位 ， 8位数据位 ， 1 位停止位 ， 无奇偶校验位。 用户可通过此监控软件实现数据管理 、 常量监 测 、 列表显示 、 趋势图显示等功能。 5 结束语 对大型大型发电机的局部放电监测方法作 了简 单介绍 ， 对局部放 电的监测系统作 了说 明， 包括系统 的总体结构、 数据采集的实现 和系统软硬件。在此 基础上 ， 可对采集 的数据进行分析处理 ， 例如用专家 系统和模糊判警的方法进一步来确定发电机局部放 电的情况 ， 这对进一步的工作奠定 了一定的基础。 参考文献 】 1 g c s t o n e p a r t i a l d i s c h a r g ep a r t v i i ： p a r t i a l t e c h n i q u e s f o r m e a s u r i n g p d i n o p e r a t i n g e q u i p m e n t j i e e e e l e c t r i c a l i n s u l a t i o n ma g a z i n e ， 1 9 9 1 ， 7 ( 4 ) 2 许靖 ， 王 晶 ， 高 峰 ， 等 电 力设备 状 态检 修技 术 研究综述 j 电网技术 ， 2 0 0 0 ( 8 ) ( 上 接 第 1 3页 ) 能进行监 控远方 操作 ， 突 出 的有磁 湖变 测控 装置 c s i 2 0 0 e电源插件和兴隆变测控装置 n s d 5 0 0电源 插件的故障频繁 ， 孝感变 的保护管理机和网络交换 机在投产初期故障较多。微机监控机硬件故障现象 基本表现为操作员站死机 ， 无法启动 ， 主要因主机内 存条故障、 硬盘损坏 、 主板损坏 和显示器故障等 ， 通 过更换故障设备消除缺陷。 监控软件运行故障 ， 问题多表现为监控死机 、 故 障单元设备间隔层与站控层通信中断或