变电站电气设备检修策略研究论文

1、目 录摘 要3Abstract41 绪论51.1 引言51.2 变电站电气设备检修维护工作现状51.3 本课题的主要安排62 变电站断路器的检修72.1 断路器故障的主要原因72.2 断路器的各种故障预测和检测82.3 定期对断路器进行检修维护92.3.1 灭弧系统检修92.3.2 操作机构检修93 隔离开关的检修103.1 隔离开关的常见故障以及处理103.1.1 瓷瓶断裂103.1.2 导电回路过热113.1.3 机构控制故障113.2 切实推动隔离开关维护体系建立124 变压器的状态检测124.1 油中溶解气体分析124.2 绕组变形134.3 泵/风扇运行145 变电站电气设备日常维护

2、155.1 变电站电气设备的日常维护制度155.2 变电站电气设备日常维护的要点165.3 企业文化建设，重点提高领导者素质16结语18参考文献19致谢20摘 要随着我国经济的飞速发展，人们对电力的需求也随之增大。对整个电力系统提出了更高的要求。变电站自然是电力系统中举足轻重的一环。变电站设备运行的可靠性与安全性考验着设备检修维护工作。本文首先介绍了变电站设备检修维护工作的现状，分析了电力设备运行中存在的问题，并提出处理措施，同时还研究探讨了诸如状态检修的先进电气设备检修方法。关键字：变电站电气设备；断路器；状态检修；变压器；隔离开关 AbstractWith the rapid develo

3、pment of Chinas economy, peoples demand for electricity is also increasing. For the whole power system put forward higher requirements. Substation is an important part of power system. The reliability and safety of substation equipment operation is the key to the maintenance of equipment.This paper

4、first introduces the current situation of substation equipment maintenance work, analyzes the existing problems in the operation of power equipment, and puts forward some measures, but also study the advanced methods such as maintenance of electrical equipment state maintenance.Key words: Substation

5、 electrical equipment; Circuit breaker; Condition Based Maintenance; Transformer; Isolating switch.1 绪论随着社会的进步，经济的发展，电力系统的发展脚步在一步步加快，对电气设备的要求也在不断提高，电气设备的状态检修逐渐取代了过去的计划检修。状态检修必将成为未来设备维修模式的主流,状态检修会根据设备的运行状态来决定维护工作模式,如此大大提高了电力设备的可靠性,对于变电站设备的安全运行有着非常重要的作用。电气设备的检测维护对于延长变电站电气设备运行寿命,尽可能的排除设备安全隐患,保持或提高设备的工作

6、效率起着非常重要的作用，设备检修的策略与技术需要与时俱进。1.1 引言 随着我国经济的飞速发展，人们对电力的需求也随之增大。对整个电力系统提出了更高的要求。变电站自然是电力系统中举足轻重的一环。变电站设备运行的可靠性与安全性考验着设备检修维护工作。电气设备的质量好坏对变电站能不能正常运转有很重要的影响,而变电站电气设备的质量总是有好有差,所以,把控电气设备的质量关变得格外重要。本文首先介绍了变电站设备检修维护工作的现状，分析了电力设备运行中存在的问题，然后，提出解决问题的办法。同对最新的一些检修技术进行些探讨。1.2 变电站电气设备检修维护工作现状 近年来,设备管理有如此一些问题 1、关键设备

7、操作和维护技术、流程要求不了解,缺乏自主检修意识。2、设备保养和维护知识不到位,重视电气测试、轻视机械维护,“应修必修，修必修好”的检修观念不够。3、对设备的结构和工作原理并不完全理解,对于设备异常缺乏预觉。4、设备维修和维护要求不清楚,设备维修和维护策略和标准覆盖不全面,缺乏设备维修和维护的具体要求,检修人员没有严格按照制造商的要求进行检修工作。1.3 本课题的主要安排图1-1 课题主要安排表1-1 课题研究进度与时间安排课题进展阶段内容时间安排课题准备确立课题课题分析撰写开题报告2016/11-2017/1课题研究 前 期 1、对课题进行细分，确定子课题范围和目标 2、收集整理和处理资料2

8、017/1-2017/3 中 期 1、收集资料、脑补知识 2、实地调研（郴州南郊变电站） 3、总结研究 4、综合资料和研究完成初稿。 后 期 1、课题重点内容重新进行修订和审核 2、进一步拓展内容，完善课题成果2017/3-2017/4结题提交最终成果并定稿2017/52 变电站断路器的检修2.1 断路器故障的主要原因断路器是电力系统中最重要的控制和保护设备,它的主要任务是基于电网运行需要决定电气设备的投入运行或终止运行,或者将发生故障的电力设备从整个电网中迅速切断,以此保证电网中无故障部分正常运行。所以，它对电力系统的安全性和稳定性有关键的影响，是电网中不可或缺的一份子。图2-1 SF6断路

9、器断路器的故障原因主要有以下几点:(1)绝缘材料和设备的选择不当;(2)操作机构和传动系统故障;(3)接触不良引起的触头过热,烧熔等。(4)绝缘老化绝缘性能降低;(5)电气控制和辅助回路故障;2.2 断路器的各种故障预测和检测在各种故障断路器,绝缘故障占36.7%,22.52%,和其他外部故障占10.8%,打开和关闭的误操作故障占10.3%,占7.3%,当前携带故障占6.58%,占5.8%1 陈家斌变电运行与管理技术 北京：中国电力出版 社20042015 年 5 期 205。为了保证断路器的可靠运行，减少故障造成的损失，采用以下方法对断路器的故障进行预测和检测。（1）三相不同期测量、速度、分

10、闸以及合闸时间。因操作的各个部分的摩擦增加、弹簧的质量不好或控制电路接触不良，使分闸、合闸时间、速度出现变化，所以，进行定期测试是很有必要的 互联网SF6断路器分合闸时间及三相不同期超标的处理_图文85。（2）按期检测合、分闸接触器端子上合闸电磁铁或最低动作电压,测量值不可以超出操作电压额定值的30%一65%,由此可已知道运行机制有没有存在异常情况。（3）测试主回路的电阻以测试触头接触、腐蚀和磨损情况。（4）对于SF6断路器而言,为了清楚知道SF6气体中含水量有没有超标，按期测量SF6气体微量水含量是非常必要的;为了监测气体有没有出现泄漏显现,我们需要定期检测SF6的数值。(5)通过局部放电监

11、测可以确定高压开关柜，触头接触不良、内部导电部分和绝缘部分缺陷或劣化。(6)对于真空断路器,我们可通过进行分合闸耐压测试来检验灭弧室的真空度。 2.3 定期对断路器进行检修维护 断路器的检修与维护必须依照制造商的说明书规定,按检修维护项目要求和时间周期定期进行断路器维护检修，当断路器运行超过其使用寿命时，应该进行解体检修。2.3.1 灭弧系统检修(1）触头的行程检查：检测断路器触头的行程有没有达到要求，如果没有达到要求，则需要进行调整。(2)绝缘拉杆：细细检测绝缘拉杆有没有出现裂痕或其他一些异常情况，如果有，应该换新，将连接拉杆的轴销退出，拆掉拉杆，检查固定轴销还可不可以用。(3)触头的弧触头

12、接触行程检测。(4)解体部分的“O”形圈的更换：设备里解体部分的“O”形圈需要全部换掉，并做好破坏处理。（5）喷口及弧触头：检查和清洁喷口及弧触头,如果弧触头或喷口有大于或大于2mm;则有必要更换动、静喷口和弧触头；（6）吸附剂的更换：用新的烘干的吸附剂换掉旧吸附剂，换下来的吸附剂需要做深埋处理。更换后，应在半小时之内封盖并抽真空，当真空度达到133Pa时，继续抽真空30分钟，保持停机大于等于4h，记录真空度下降数值，不要大于133Pa，充气之前再抽真空0.5h，如果真空度还是存在下降现象，则需要检测密封环节。(7)环氧浇注绝缘件：仔细检查外观,根据具体情况来决定是否要更换绝缘。充SF6气体及

13、检漏：充SF6至0.25MPa，对装配的密封面进行检漏，确定无漏点后继续充SF6气体至额定压力，然后再进行全面的检漏，同时做好环境温度记录。2.3.2 操作机构检修(1)机构门密封条不要有破损,应该保持弹性，关门无缝，加热器能正常启动，封堵必须严密。(2)查看缓冲器有没有漏油,复位弹簧有没有变形。(3)查看传动部位,检测连接部分的挡圈、销子；销子、挡圈、螺栓齐全无脱落、无卡涩；轴孔、轴套和轴销无伤痕。 (4)查看辅助开关拉杆的调节螺母是否固定可靠；触点引线插接是否可靠；接点通断是否灵活；动作位置与开关位置有没有相对应。(5)查看二次端子接线端子板的紧固螺栓有没有松动情况，导线有无破损情况。(6

14、)查看合、分闸指示动作是否正确、指示是否清晰、与实际运行方式是否相符合。(7)合、分闸线圈动作是否顺畅，有没有无卡阻现象，合、分闸线圈的电阻值是否合格。3 隔离开关的检修3.1 隔离开关的常见故障以及处理隔离开关结构简单，性能稳定，因此没有得到足够的重视，经常用于在电力环境中维护和检测。然而，近年来，断路器无油化升级，无人值班变电站的进程进一步加快，进一步促进了国家检修模式的成熟和发展。在这种背景下,主要设备的大修周期维护周期和变电站系统的增加,导致户外式隔离开关故障率增加,进而供应和分销网络的可靠性和稳定性的受到影响,进一步危及系统的安全,因此迫切需要得到足够重视。我国电力系统的当前状态，隔

15、离开关领域中常见的故障主要表现在三个方面：3.1.1 瓷瓶断裂 这种故障主要产生在高压环境,主要表现在旋转瓷瓶和支柱绝缘子断裂,原因通常与电磁工厂产品质量息息相关,因此很难根据使用年限来判定确定是否需要更换。一般而言，水泥胶装及绝缘子浇制不均等，都是导致瓷瓶破裂，影响隔离开关工作的重大因素。对于这些因素，只有加强相关产品的质检工作，在购买电网组件的过程中仔细选择，发现问题或质量不达标的设备，如此起到一定的预防作用。除了支持绝缘子，在实际工作中，还有旋转绝缘子断裂故障，主要是由于扭转旋转操作，它是造成陶瓷断裂事故的主要原因。针对这种情况,在相同类型的隔离开关在手动操作,操作扭矩,避免强制操作,并

16、积极促进相关领域监测技术的推广,面向瓷瓶缺陷进行监测工作。在维护检查工作中，增加空载机器的运行时间，以便及早发现瓷瓶缺陷。3.1.2 导电回路过热 隔离开关发热的原因是非常复杂的，涉及到很多方面，通常是由于接触不良或过载。如果隔离开关的运行时间、设备老化,接触弹簧松弛变形或锁模力足以引起接触不良,接触问题和其他污垢或氧化,导致接触不良或接触电阻太大,这些因素导致隔离开关加热。此外,开关不到位或剪刀式夹紧结构不好,有一个关闭角偏差的货物连接螺栓是不够的,将导致经济过热的导电回路。为了解决这个问题,采用温度监控，通过对数据的实时监测，而知道隔离开关的工作状态,并根据负荷调整的温度数据,并确定如何修

17、理和维护的隔离开关,针对性的去清理和更换,以保证触头间接触良好。3.1.3 机构控制故障机构控制故障，主要表现为分合闸不到位或者拒动，经常在倒闸操作时发生故障。这种故障通常不会扩展，只要及时的检修和恢复，就能解决故障，不过电力服务的持续稳定性还是会受到影响。旧的GW4、GW7型开关总是会遇到这种故障,GWlO及GWl1型产品以前有过闸刀三相拐臂角度调整不对，发生过合闸后自动分闸故障隔离开关还有GW6型。对于这种故障表现，深入研究分离机的内部机械结构是很有必要的。此外,早期使用的机构箱结构差,容易导致进水、凝露。这样会使转动轴承锈蚀而发生故障，可以改用不锈钢材料以防止锈蚀问题，同时加强机箱的密闭

18、性，同时尽量保持触头系统足够润滑，可以减少设备维修需要。图3-1 GW4型隔离开关3.2 切实推动隔离开关维护体系建立 在深入分析常见故障的基础上，还需要采取促进和优化隔离开关系统健康水平的重要措施。然而，如果我们想要把工作落实到位，我们还需要一个系统的思想理念来帮助推动故障检修事业的发展。因此,我们应该进一步加强推广,并积极引入数字设备,从相关工作实际环境中取得更多的数据,依据数据可以判断要不要进一步检修。第二，加强相关维修队伍建设，提高职工的技术水平，实现有效的维护工作，具有重要的价值。在人事制度建设中，培训与沟通是两个关键环节。在培训中，培训工作应注意服务维修相关工作的目标，因此，起点和

19、终点应对技术水平和工作条件进行调查。根据人民的需要培训人才，提高他们的工作和技能，作为培训的标准。最后，国家监测和故障诊断技术的开发和应用，是一种基于开发初期的维护技术条件的核心技术。在人工智能、数据挖掘等技术体系上，技术尚不成熟，导致条件监测、故障诊断上存在不足，因此有必要进行更多的分析和研究，并积极地引入、观察和比较其应用的效果，以促进其成熟的发展。4 变压器的状态检测4.1 油中溶解气体分析油中溶解气体分析是检测变压器内部潜伏性系统故障的重要方法。变压器在运行过程中，随着使用年限的增长,可能会发生些初期故障,油中一些可燃性气体可降低变压器油的闪点，因而引发早期故障。纤维绝缘材料、变压器油

20、在变压器运行中受氧气、热、铜等物质催化作用发生化学反应而分解和老化，化学反应所产生的气体溶于油中，不过生成气体的速率很缓慢。变压器内部得到初期故障会加速气体生成速率，绝大多数的初期故障都会出现早期迹象 尹罡变压器状态检修探析学术期刊 中国新技术新产品 2010年，所以，我们可以通过监测特定气体，对气体进行分析而知道变压器的健康状况。图4-1 电力变压器油色谱分析仪流程图4.2 绕组变形近年来，对变压器绕组变形的测量已在世界各地进行。目前，已将此列为变压器的“反措”项目.新安装的主变压器、故障大修和短路主变压器必须进行测试。摘要采用频率响应分析方法对变压器绕组变形进行了监测和诊断4 周萍也论输变

21、电设备状态检修 J中南 电 力 科 技,2010.4.。用USB来连接测试主机与主控计算机，可以即插即用、现场接线,测试速度快的优点,大大减少工作负载的数据库软件功能,方便数据查询，分析软件功能强,提供了电力变压器状态检修的基础,明确标准,不用完全取决于实验者和经验。检测原理:在较高频率的电压下，随着高频电压的变化,每个绕组电压调节器可以被视为一个线性电阻,其内部特征通过传递函数H(J,w),如图4-2所示。假如绕组变形,内部绕组的分布电感和电容参数就会发生变动,进而影响到等效网络传递函数H(W)的零点，导致网络频率响应特性出现变动。变化检测变压器绕组变形的频率响应,是通过对变压器各个绕组的幅

22、屏响应特征进行分析，分频器每个绕组检测响应振幅变化，并进行垂直或水平的对比,根据监管机构可能决定振幅的差异，判断频率响应不同的绕组变形。変压器绕组的幅频响应特性采用图1所示的频率扫描方式获得。连续改変外施正弦波激励源 Vs 的频率 f （角频率=2f )，测量在不同频率下的响应端电压 V2 和激励端电压V1的信号幅值之比，获得指定激励端和响应端情況下绕组的幅频响应曲线。图中： L 、 K 及 C 分别代表绕组单位长度的分布电感、分布电容及对地分布电容， V1、 V2 分别为等效网络的激励端电压和响应端电压， Vs为正弦波激励信号源电压， Rs为信号源输出阻抗， R 为匹配电阻 姚森敬 欧阳旭东

23、 林春耀电力变压器绕组变形诊断分析学术期刊 电力系统自动化 2005年.图4-2 频率响应分析法的基本检测回路 测得的幅频响应曲线常用对数形式表示，即对电压幅值之比进行如下处埋： H ( f ) =20 Log V2 (f )/ V 1(f )式中 ：H ( f )为频率 时传递函数的棋 |H(j）| ; V2 (f）和V1 (f )为频率为f时响应端和激励端电压的峭值或有效值 | V2（j）| 和 | V1（j）| 姚森敬 欧阳旭东 林春耀电力变压器绕组变形诊断分析学术期刊 电力系统自动化 2005年.图4-3频率响应分析法现场测试示意图4.3 泵/风扇运行冷却系统最常见的失效模式是泵和风扇

24、的故障。连续分析泵和风机的状态，以确定它们是在运行状态还是处于关闭状态。这可以通过测量泵和风扇的电流及相关的控制冷却系统的流动温度来实现。操作模式根据当前水平进行调整，正常的运行方式可以显示叶轮旋转和叶轮的旋转的正常性。非正常运行方式通常是由控制线圈异常导致的，轴承故障可能是金属粒子造成的，它可能是潜在的媒体杀手。安装传感器监测轴承磨损是可行的。超声传感器嵌入在泵轴承内，测量轴承长度可以确定是否出现了金属磨损，目前该操作必须是离线的。连续在线分析必须考虑:控制冷却系统的温度可能不同于通过诊断系统测得的温度,冷却系统的初始建立监测参数在每个阶段的工作,最初的设计取决于变压器。必须注意的是，任何修

25、改或升级冷却过程都会导致监测系统的输出发生变化。诊断系统的灵敏度受到每个传感器监控的马达数量的影响。另外，通过对变压器核心接地的在线监测，判断变压器铁芯是否有许多故障。但诸如变压器油中微水绕组变压器油温度分布(在炎热的绕组温度)和纸绝缘老化参数(如糠醛)在线监测,没有好的解决方案,国内外正在积极探索。5 变电站电气设备日常维护由于变电站电气设备复杂而特殊，操作失误或一些出乎意料的小故障没有及时得到处理，都可能影响整个变电系统甚至整个电网。所以变电站电气设备的日常维护在整个检修工作中显得格外重要。5.1 变电站电气设备的日常维护制度1.设备巡査电气设备的巡查可以帮助维护人员及时发现电气设备在运行

26、中出现的问题以便及时解决处埋，将可能导致重大事故的隐患消除在萌芽时期。巡视检查，顾名思义，就是指值班工作入员按照规定内容、根据规定巡视路线对变电张电气设备运行做巡査工作。2.反事故演习优先考虑到电气设备系统自身操作复杂性、特殊设备的运行特点、操作技术上的薄弱坏节是非常必要的。反事故演习可以使工作人员熟练各种故障处理方法，当真正故障出现时不至于手足无措，相反，面对演习过的事故，可以镇定自若，处理起来得心应手。变电站电气设备日常维护工作中，反事故演习具有极其重要的作用。3.安全组织制度为了保证在故障抢修和年度检修时变电站电气设备的安全运行，我们需要一些规范的安全组织制度。主要 安全组织制度有工作许可制度、工作转移，终结制度或监护制度等。4.交接班交接班前，接班与交班双方必须对变电站电气设备及整个运行机制进行次全面检査，然后再完成交接班任务。规范严格的交接班制度是变电站电气设备日常维护工作中必须认真执行的制度，这是将变电电气设备大故障扼杀在摇篮中的保障，也是为了保证变电站能24小时无间断运行。5.2 变电站电气设备日常维护的要点1.贯彻落实设备巡査工作变电站电气设备巡査方式主要有：全面巡视、日常巡视、闭灯巡视及特殊巡视等。巡查时要认真巡视每一个环节，不要落下任何一个项目，保证每个电气设备的巡视检查的质量。2.定期进行事故模拟演习由于变电站电气设备的特殊性和复杂性，诸多