韓克存，劉福濤

(1.山東電力集團(tuán)公司，山東 濟(jì)南 250001；2.聊城供電公司，山東 聊城 252053)

0 引言

輸變電設(shè)施可靠性評價是電力可靠性管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容，是以設(shè)施功能為目標(biāo)的面向設(shè)施的可靠性范疇。長期以來，電力企業(yè)一直致力于規(guī)范輸變電設(shè)施可靠性管理，并不斷修改、完善，形成了 《輸變電設(shè)施可靠性評價規(guī)程》(DL/T837-2003)［1］，對輸變電設(shè)施可靠性的統(tǒng)計、分析、評價明確了相應(yīng)的技術(shù)要求和統(tǒng)計規(guī)則。

近年來電網(wǎng)裝備技術(shù)發(fā)展迅猛，新型設(shè)備大量投入生產(chǎn)運(yùn)行，現(xiàn)行《輸變電設(shè)施可靠性評價規(guī)程》中部分設(shè)施分類、指標(biāo)統(tǒng)計規(guī)則與現(xiàn)場設(shè)備實(shí)際管理狀況存在沖突或歧義，影響了可靠性分析和管理的準(zhǔn)確性、針對性。其中，全封閉組合電器(GIS)基于“套“的統(tǒng)計模式與現(xiàn)場設(shè)備管理實(shí)際模式有偏差，而HGIS、PASS、COMPASS等新型組合電器類設(shè)備未及時進(jìn)行歸類，無法準(zhǔn)確建立對應(yīng)的評價指標(biāo)和計算公式。

1 目前規(guī)程存在的問題

1.1 統(tǒng)計方式同生產(chǎn)管理現(xiàn)狀差異

按規(guī)程規(guī)定，設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)可分為 “可用”、“不可用”兩種運(yùn)行狀態(tài)，其中“可用“的定義是指設(shè)施能完成預(yù)定功能的狀態(tài)，而不能完成預(yù)定功能的則屬于“不可用”狀態(tài)。全封閉組合電器在規(guī)程中是按“套”定義的，即一個電壓等級、一次建成的全封閉組合電器為一套，套是全封閉組合電器最小的統(tǒng)計單元。按此推論，一套組合電器當(dāng)其中某一個元件(比如出線刀閘)失效時，該套組合電器的運(yùn)行狀態(tài)將定義為“不可用”，顯然有悖于生產(chǎn)現(xiàn)場一套組合電器某一元件失效停運(yùn)、但其他元件繼續(xù)帶電運(yùn)行的現(xiàn)實(shí)。另外，生產(chǎn)過程中經(jīng)常有對全封閉組合電器改造增容、擴(kuò)充出線間隔的情況，按規(guī)程定義關(guān)于“套”系“一次”建成的定義標(biāo)準(zhǔn)，改造后的全封閉組合電器已不能計為“一套”組合電器設(shè)備(至少應(yīng)視為兩套設(shè)備)，顯然，又與生產(chǎn)管理中實(shí)際執(zhí)行的關(guān)于一套組合電器的理解(即一個電壓等級，電氣上直接關(guān)聯(lián))相沖突。同時，設(shè)備生產(chǎn)管理上經(jīng)常遇到統(tǒng)計和評價某一出線間隔的可靠性指標(biāo)情況，但現(xiàn)規(guī)程關(guān)于全封閉組合電器的指標(biāo)評價僅有元件和套的定義，關(guān)于間隔的可靠性指標(biāo)統(tǒng)計、評價缺少數(shù)學(xué)計算模型，無法定性和定量統(tǒng)計、評價組合電器中某一出線間隔的“可用”、“不可用”情況，影響了對全封閉組合電器精益化管理。

1.2 新型組合電器不能準(zhǔn)確歸類

近年來，電力設(shè)備裝備技術(shù)日新月異，大量新型開關(guān)類設(shè)備不斷投入現(xiàn)場應(yīng)用，這些設(shè)備繼承了全封閉組合電器結(jié)構(gòu)緊湊、占地空間少的優(yōu)點(diǎn)，同時又與全封閉組合電器有很大的區(qū)別。比如HGIS、PASS同樣均為封閉式組合電器，但接線更為簡潔、清晰，功能元件設(shè)計更為集中，其SF6氣體絕緣密閉空間內(nèi)不包含母線元件，母線元件同傳統(tǒng)AIS一樣是外露的。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T837-2003中沒有明確這些新型組合電器的定義和歸類，其可靠性指標(biāo)也無相應(yīng)的數(shù)學(xué)計算模型。國家電網(wǎng)公司可靠性專業(yè)管理辦法曾臨時將該類設(shè)備歸入到“斷路器”大類進(jìn)行可靠性指標(biāo)統(tǒng)計，從執(zhí)行情況來看這種處理一是違背了組合電器的自然屬性歸類，新型組合電器內(nèi)部的隔離開關(guān)等元件在物理特性上根本和“斷路器”類設(shè)備無任何聯(lián)系，按此方法處理，統(tǒng)計出來的斷路器指標(biāo)和實(shí)際情況會產(chǎn)生很大偏差；二是新型組合電器設(shè)備因“模塊化”特征較為明顯，無法參照全封閉組合電器按“套”進(jìn)行注冊。

可見，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)DL/T837-2003中的定義范圍不夠?qū)挿汉蛧?yán)謹(jǐn)，評價指標(biāo)涵蓋面不足，不能完全滿足生產(chǎn)管理的實(shí)際需求。

2 設(shè)施分類及統(tǒng)計規(guī)則改進(jìn)

2.1 設(shè)施分類改進(jìn)

現(xiàn)行輸變電設(shè)施評價規(guī)程中對設(shè)備的分類按設(shè)施功能劃分為架空線路、變壓器、電抗器、斷路器、電流互感器(不含附設(shè)于斷路器、變壓器內(nèi)不作獨(dú)立設(shè)施注冊的套管型電流互感器)、電壓互感器(含電容式電壓互感器)、隔離開關(guān)、避雷器、耦合電容器、阻波器、電纜線路、全封閉組合電器(GIS)、母線共13類。

根據(jù)現(xiàn)場設(shè)施實(shí)際情況和便于可靠性數(shù)據(jù)的統(tǒng)計、管理，應(yīng)參照全封閉組合電器的定義、功能對組合電器類設(shè)施定義及功能進(jìn)行界定明確，對其統(tǒng)計單位和分析方法進(jìn)行改進(jìn)，同時對涉及到的斷路器、隔離開關(guān)兩類設(shè)施的功能劃分以及定義進(jìn)一步明確，劃分可靠性統(tǒng)計中3類設(shè)備之間的分界。

2.1.1 斷路器

GB/T2900.20-94《電工術(shù)語 高壓開關(guān)設(shè)備》［2］中對斷路器進(jìn)行了明確的術(shù)語定義：斷路器是指能關(guān)合、承載、開斷運(yùn)行回路正常電流，也能在規(guī)定時間內(nèi)關(guān)合、承載及開斷規(guī)定的過載電流(包括短路電流)的開關(guān)設(shè)備；落地罐式斷路器是指滅弧室處在一個接地金屬箱中的斷路器；瓷柱式斷路器是指除滅弧室?guī)щ娡馄溆嘞潴w不帶電的斷路器。GB1984-2003《高壓交流斷路器》［3］中取消了瓷柱式斷路器的定義，代之以“外殼帶電的斷路器”，定義為滅弧室在一個與大地絕緣的箱殼中的斷路器，這與近年來復(fù)合絕緣制造技術(shù)的發(fā)展有關(guān)，部分?jǐn)嗦菲髟O(shè)備制造企業(yè)，已用復(fù)合絕緣外套來代替?zhèn)鹘y(tǒng)瓷柱式斷路器的瓷套，以降低設(shè)備的重量和高度，該類設(shè)備不再適合命名為瓷柱式斷路器，但其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和功能與原瓷柱式斷路器并無區(qū)別。

按照上述定義，對可靠性統(tǒng)計中，斷路器類設(shè)施包含的范圍應(yīng)進(jìn)一步明確，斷路器類設(shè)施包括外殼帶電的斷路器(瓷柱式斷路器)和罐式斷路器兩種，并且只包括這兩種類型。新型的以PASS、COMPASS、H-GIS等為代表的開關(guān)設(shè)備，雖然滿足上述定義，但其在功能實(shí)現(xiàn)上組合了隔離、接地等相對獨(dú)立于斷路器功能之外的更多其他類設(shè)施的功能，由于多功能的組合，無法將斷路器功能獨(dú)立的拆出進(jìn)入統(tǒng)計分析。因此，明確這些類型的開關(guān)設(shè)備在可靠性統(tǒng)計分析中不屬于斷路器類設(shè)施，斷路器類設(shè)施的統(tǒng)計方法不變。

2.1.2 隔離開關(guān)

GB1985-2004《高壓交流隔離開關(guān)和接地開關(guān)》［4］中規(guī)定：隔離開關(guān)是指在分位置時，觸頭間有符合規(guī)定要求的絕緣距離和明顯的斷開標(biāo)志；在合位置時，能承載正?；芈窏l件下的電流及在規(guī)定時間內(nèi)異常條件(例如短路)下的電流的開關(guān)設(shè)備。目前現(xiàn)場使用的以COMPASS為代表的開關(guān)設(shè)備的隔離部分亦符合上述定義。 但是，由于該類型設(shè)備的功能緊湊設(shè)計，其隔離功能的實(shí)現(xiàn)不再是由隔離開關(guān)獨(dú)立擁有的部件形成，其部件上往往還承擔(dān)著互感器、斷路器的部分部件功能，這種一個部件多種功能的現(xiàn)象，在進(jìn)行可靠性數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析的過程中造成了概念和數(shù)據(jù)的混亂。為避免這種現(xiàn)場的產(chǎn)生，對可靠性統(tǒng)計中隔離開關(guān)類設(shè)施包含的設(shè)備范圍進(jìn)一步明確：隔離開關(guān)類設(shè)施只包括敞開式的，具有獨(dú)立隔離開關(guān)功能的部件組成的隔離開關(guān)，使用COMPASS類型緊湊設(shè)計的開關(guān)設(shè)備中形成的敞開式隔離開關(guān)，不包含在可靠性統(tǒng)計的隔離開關(guān)類設(shè)施中。隔離開關(guān)類設(shè)施的統(tǒng)計方法不變。

2.1.3 組合電器

GB7674-1997《72.5 kV及以上氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備》［5］中規(guī)定：氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(封閉式組合電器)是指全部或部分地采用氣體而不采用處于大氣壓下的空氣作絕緣介質(zhì)的金屬封閉開關(guān)設(shè)備。隨著設(shè)備制造理念和技術(shù)的進(jìn)步，生產(chǎn)現(xiàn)場還出現(xiàn)了一種以COMPASS為代表的緊湊型組合開關(guān)設(shè)備，該類設(shè)備是以瓷柱式或罐式斷路器為基礎(chǔ)，通過與支柱、互感器等其他設(shè)備功能的緊湊布置組合，形成集多功能與一體的敞開式組合電器。該類設(shè)備不屬于封閉式組合電器的范疇，亦不能簡單歸于斷路器類設(shè)施的統(tǒng)計。

為解決上述輸變電設(shè)施可靠性管理工作中設(shè)施功能劃分范圍的不足，根據(jù)對全封閉組合電器類設(shè)備的上述分析，以及對斷路器類、隔離開關(guān)類設(shè)施功能劃分的進(jìn)一步明確，建議對全封閉組合電器類設(shè)施的定義及功能進(jìn)行調(diào)整，將全封閉組合電器類設(shè)施改為組合電器類設(shè)施，定義為封閉式組合電器以及緊湊型組合開關(guān)設(shè)備的統(tǒng)稱。

組合電器類設(shè)施的具體描述為：封閉式組合電器以及緊湊型組合開關(guān)設(shè)備的統(tǒng)稱，包括封閉式組合電器和緊湊型組合開關(guān)設(shè)備兩大類。

封閉式組合電器，即氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(GIS，Gas Insulated Switchgear)，有兩種主要表現(xiàn)形式：(1)將斷路器(CB)、隔離開關(guān)(DS)、電流互感器(CT)、電壓互感器(VT)、避雷器(LA)等多種設(shè)備以及主母線、分支母線等封裝在各自獨(dú)立的氣隔內(nèi)，組合在一起，除出線套管外，無外露帶電體，典型設(shè)備是現(xiàn)在現(xiàn)場運(yùn)行的GIS和PASS為代表的新型封閉式組合電器；(2)復(fù)合式氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備(H-GIS，Hybrid Gas Insulated Switchgear)，一種簡化的GIS，將GIS中部分靜態(tài)電氣部件如電壓互感器、避雷器、主母線、分支母線，特別是母線部分全部或部分地獨(dú)立出氣體絕緣金屬封閉的系統(tǒng)，獨(dú)立出的部件通過架空連接線(電纜)與設(shè)備的出線套管(電纜倉)相連接。

緊湊型組合開關(guān)設(shè)備，包括典型組合形式：(1)以罐式斷路器為基礎(chǔ)，將斷路器、隔離開關(guān)、電壓和電流互感器等多個功能部件封閉在一個標(biāo)準(zhǔn)模塊內(nèi)，各種元件氣體連通不分隔室，模塊在工廠預(yù)裝，如ABB公司生產(chǎn)的PASS產(chǎn)品；(2)以柱式斷路器為核心，通過緊湊布位，充分利用周邊相連設(shè)備自身的結(jié)構(gòu)組成部件，相互配合，將敞開式的隔離開關(guān)、接地開關(guān)、互感器等設(shè)備機(jī)械的連接組合在一起，各組成部分均為敞開式的獨(dú)立功能設(shè)備，如ABB公司的COMPASS產(chǎn)品。

2.2 組合電器類設(shè)施統(tǒng)計方法

2.2.1 組合電器的統(tǒng)計單位

根據(jù)組合電器類設(shè)備功能組成特點(diǎn)、在實(shí)際運(yùn)行中的基本單元范圍拆分習(xí)慣以及便于各可靠性指標(biāo)能夠更真實(shí)地反應(yīng)組合電器實(shí)際的可靠性狀況，建議引入“間隔”作為組合電器的統(tǒng)計單位。使用“間隔”的概念，更容易對組合電器的可靠性指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計，能夠更加準(zhǔn)確地反應(yīng)組合電器真實(shí)的可靠性能。

由于組合電器的多樣性，其“間隔”的定義描述也有所差別。對于第一類封閉式組合電器中的GIS，間隔定義為：封閉式組合電器的部分或全部，由共同完成某一運(yùn)行功能的各隔室及其內(nèi)部的電氣元件組成。按照間隔實(shí)現(xiàn)的運(yùn)行功能一般可分為進(jìn)/出線間隔、母線間隔、母線PT間隔、母聯(lián)間隔、分段間隔等，以不同間隔之間相鄰隔室結(jié)合面的氣隔型絕緣子以及間隔主控柜端子排為界，規(guī)定該氣隔型絕緣子屬于電源側(cè)隔室的一個元件。其中，進(jìn)/出線間隔包括完成進(jìn)/出線功能的全部元件及其附件，如套管(電纜倉、封閉線路)、避雷器、PT、隔離開關(guān)、斷路器、CT、分支母線、間隔主控柜等主要功能元件；母線間隔一般是指主母線，一段母線可由氣隔型絕緣子分隔成幾個隔室，只要未設(shè)置分段間隔，都屬于一個母線間隔；母線PT間隔是指與母線間隔相連的，具有PT功能的獨(dú)立隔室，包括PT隔離刀閘；母聯(lián)/分段間隔是指實(shí)現(xiàn)母線間電氣連接和分開或母線(或其他間隔)分段功能的隔室，包括斷路器、隔離開關(guān)等隔室。

對于第一類封閉式組合電器中的H-GIS，間隔定義為：通過盆式絕緣子及殼體連續(xù)封閉連接的多個隔室，間隔之間、間隔與電網(wǎng)系統(tǒng)或其它設(shè)備間，通過架空線、電纜等方式進(jìn)行連接。

對于第二類緊湊型組合開關(guān)設(shè)備，間隔定義為：設(shè)備全部功能單元的空間組合結(jié)構(gòu)，與其他緊湊型組合開關(guān)設(shè)備、電網(wǎng)系統(tǒng)其它設(shè)備之間，通過架空線、電纜等方式進(jìn)行連接。

為保持統(tǒng)計的連續(xù)性，在組合電器中可繼續(xù)保留“套”的概念，符合套概念的多個間隔的組合，形成1套組合電器，與電網(wǎng)系統(tǒng)和其他設(shè)備通過架空線、電纜或封閉線路等方式進(jìn)行連接。一般情況下，一個間隔的 H-GIS、PASS或 COMPASS，就能夠形成1套組合電器。

2.2.2 組合電器的評價指標(biāo)與計算公式

組合電器元件指標(biāo)與計算公式。組合電器的統(tǒng)計間隔年數(shù)計算和折算公式不變，投運(yùn)當(dāng)年統(tǒng)計期間不滿1年的按實(shí)際投運(yùn)時間折算。

1)單元件指標(biāo)

可用系數(shù)

我們走在什么地方了。我留心看。小菜場。她恐怕快要到了。我應(yīng)當(dāng)不失了這個機(jī)會。我要曉得她更多一些，但要不要使我們繼續(xù)已斷的友誼呢？是的，至少也得是友誼？還是仍舊這樣地讓我在她的意識里只不過是一個不相識的幫助女子的善意的人呢？我開始躊躇了。我應(yīng)當(dāng)怎樣做才是最適當(dāng)?shù)?

計劃停運(yùn)率

非計劃停運(yùn)率

2)單間隔組合電器內(nèi)部同類元件綜合指標(biāo)

可用系數(shù)

計劃停運(yùn)率

非計劃停運(yùn)率

某間隔組合電器的指標(biāo)：

可用系數(shù)

式中：“計?！睘橛媱澩＿\(yùn)；“非計?！睘榉怯媱澩＿\(yùn)。

計劃停運(yùn)率

非計劃停運(yùn)率

多間隔組合電器的指標(biāo)：

可用系數(shù)

計劃停運(yùn)率

非計劃停運(yùn)率

3 結(jié)論

進(jìn)一步明確可靠性統(tǒng)計中斷路器類設(shè)施包括外殼帶電的斷路器(瓷柱式斷路器)和罐式斷路器兩種，并且只包括這兩種類型。新型的以PASS、COMPASS、H-GIS等為代表的開關(guān)設(shè)備，在可靠性統(tǒng)計分析中不屬于斷路器類設(shè)施。斷路器類設(shè)施的統(tǒng)計方法不變。

進(jìn)一步明確可靠性統(tǒng)計中隔離開關(guān)類設(shè)施只包括敞開式的，具有獨(dú)立隔離開關(guān)功能的部件組成的隔離開關(guān)。使用COMPASS類型緊湊設(shè)計的開關(guān)設(shè)備中形成的敞開式隔離開關(guān)，不包含在可靠性統(tǒng)計的隔離開關(guān)類設(shè)施中。隔離開關(guān)類設(shè)施的統(tǒng)計方法不變。

建議對全封閉組合電器類設(shè)施的定義及功能進(jìn)行調(diào)整。將全封閉組合電器類設(shè)施改為組合電器類設(shè)施，定義組合電器為封閉式組合電器以及緊湊型組合開關(guān)設(shè)備的統(tǒng)稱。包括兩大基本類型：一是封閉式組合電器，即氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備，典型設(shè)備是現(xiàn)在現(xiàn)場運(yùn)行的GIS和PASS為代表的新型封閉式組合電器，以及H-GIS；二是緊湊型組合開關(guān)設(shè)備，典型組合形式為ABB公司生產(chǎn)的PASS產(chǎn)品和COMPASS產(chǎn)品。

建議引入“間隔”做為組合電器的統(tǒng)計單位。對于第一類封閉式組合電器中的GIS，間隔是指封閉式組合電器的部分或全部，由共同完成某一運(yùn)行功能的各隔室及其內(nèi)部的電氣元件組成；對于第一類封閉式組合電器中的H-GIS，間隔是指通過盆式絕緣子及殼體連續(xù)封閉連接的多個隔室，間隔之間、間隔與電網(wǎng)系統(tǒng)或其它設(shè)備間，通過架空線、電纜等方式進(jìn)行連接；對于第二類緊湊型組合開關(guān)設(shè)備，間隔是指設(shè)備全部功能單元的空間組合結(jié)構(gòu)，與其他緊湊型組合開關(guān)設(shè)備、電網(wǎng)系統(tǒng)其它設(shè)備之間，通過架空線、電纜等方式進(jìn)行連接。

為保持統(tǒng)計的連續(xù)性，在組合電器類設(shè)施中可繼續(xù)保留“套”的概念，套由符合套概念的多個間隔的組合，與電網(wǎng)系統(tǒng)和其他設(shè)備通過架空線、電纜或封閉線路等方式進(jìn)行連接。一般情況下，一個間隔的H-GIS、PASS或COMPASS，就能夠形成1套組合電器。

組合電器的評價指標(biāo)與計算公式按照“間隔”為基本統(tǒng)計單位，在原“全封閉組合電器”評價指標(biāo)和計算公式基礎(chǔ)上進(jìn)行修正和調(diào)整，繼續(xù)保留“套”的有關(guān)指標(biāo)和計算公式，按照“間隔”為單位進(jìn)行修正。