潘能鍇

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

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亭子口水電站GIS局部放電檢測與故障分析

潘能鍇

(嘉陵江亭子口水利水電開發(fā)有限公司，四川 蒼溪，628400)

GIS(氣體絕緣封閉式組合電器)以其體積小、可靠性高等優(yōu)點，越來越多地應(yīng)用于電力系統(tǒng)。本文簡單講述亭子口電站GIS局放在線監(jiān)測故障診斷系統(tǒng)的總體情況，對系統(tǒng)檢測到的局放報警信號進行分析判斷，提出報警信號的解決思路和現(xiàn)場的經(jīng)驗做法，最終排查出現(xiàn)場引起的干擾源，解除了GIS設(shè)備內(nèi)部放電信號的疑慮，并總結(jié)了對GIS局放在線監(jiān)測系統(tǒng)運行監(jiān)測的做法。為確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行，分析和處理局放裝置的報警信號非常重要。

GIS 局部放電 故障分析 亭子口水電站

1 概述

局部放電測量有助于發(fā)現(xiàn)GIS內(nèi)部的多種絕緣缺陷，是診斷GIS健康狀態(tài)的重要手段。在GIS制造、安裝、運行和檢修的各個環(huán)節(jié)，凡是具備條件的，都應(yīng)該進行局部放電檢測。實踐經(jīng)驗表明，局部放電特高頻檢測具有檢測靈敏高和抗干擾能力強的特點，適用于發(fā)電廠和變電站現(xiàn)場條件下的GIS局部放電測量。GIS雖然具有較高的安全可靠性，但加工、運輸、現(xiàn)場裝配等多種原因，使得GIS設(shè)備不可避免地存在絕緣缺陷，影響其長期運行的可靠性。這些缺陷通常比較微小和隱蔽，不足以導(dǎo)致在工頻耐壓試驗時立即擊穿，但投入運行后在正常運行電壓作用下會發(fā)生局部放電，使缺陷逐漸發(fā)展擴大，甚至造成整個絕緣擊穿或沿面閃絡(luò)，從而對設(shè)備的安全運行造成威脅。通過局放在線監(jiān)測，可減小不必要的拆卸檢修工作量，大大提高設(shè)備的運行效率。本文就GIS 設(shè)備局部放電檢測技術(shù)及故障進行分析。

2 設(shè)備概況

亭子口公司主接線采用的是發(fā)電機變壓器組聯(lián)合單元接線，500kV采用角形接線，接線方式簡單、清晰、投資最少，運行可靠性較高，但繼電保護和控制相對復(fù)雜，運行時要避免開環(huán)。電站初期為1回出線，四角形接線改為三角形接線，僅設(shè)3臺高壓斷路器。后期第2回出線時，增加1臺高壓斷路器成為四角形接線。500kV GIS主要設(shè)備布置在500kV GIS室。亭子口公司初期工程共有3個間隔并排布置，每個間隔呈臥式分層布置有斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器等設(shè)備，并安裝局放在線監(jiān)測系統(tǒng)。

亭子口電站在現(xiàn)場組裝GIS設(shè)備時裝設(shè)內(nèi)置傳感器，監(jiān)測點共計45個，覆蓋整個開關(guān)站所有GIS關(guān)鍵設(shè)備。GIS內(nèi)部發(fā)生的局部放電特高頻信號，信號處理單元進行濾波、放大和檢波，數(shù)據(jù)采集單元將傳感器捕獲的放電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，完成特征量檢出，進行波形、頻譜和統(tǒng)計分析，實現(xiàn)缺陷預(yù)警。處理結(jié)果經(jīng)通信接口傳送至全帶寬掃頻0.5GHz～1.5GHz的HHI-PDS系統(tǒng)，依托強大的特征頻譜圖庫和分析軟件，能準確判定局部放電原因和位置，及時發(fā)現(xiàn)潛在故障，為系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供保障，遠程用戶可以通過網(wǎng)絡(luò)對GIS的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)視。

該局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠長期運行，實時監(jiān)測GIS在運行過程中的局部放電情況，可以及時對GIS絕緣異常狀態(tài)和放電性故障做出預(yù)警，實時掌握局放的發(fā)展趨勢，為GIS正常運行提供必要的指導(dǎo)數(shù)據(jù)，提高GIS運行互聯(lián)網(wǎng)進行遠程傳輸和實時監(jiān)控；可對局部放電信號的強度、密度進行實時在線分析，對局部放電傾向性的推移進行實時監(jiān)控和分析，對放電程度進行評估，避免重大事故發(fā)生。

3 報警信號的判斷分析

亭子口電站GIS局放在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，從投運試運行開始，主機系統(tǒng)就不斷地收到報警信號，而且信號出現(xiàn)的范圍廣而多，系統(tǒng)的軟件分析不出具體原因，詢問廠家也得不到明確答復(fù)，廠家技術(shù)人員現(xiàn)場也無法查找出。因此，必須對整個系統(tǒng)軟件進行升級，才能判斷報警信號為干擾信號。軟件升級主要是針對增加外部環(huán)境傳感器所作的抗干擾軟件調(diào)整，同時根據(jù)習(xí)慣使用方法，要求廠家進行優(yōu)化。

升級后,仍然收到報警信號。我們做法是，先查看后臺報警數(shù)據(jù)報表和三維譜圖，整理出它的規(guī)律，并將數(shù)據(jù)及時傳至廠家總部進行分析，確定它為外部干擾，確保GIS安全運行。同時，邀請調(diào)試所的專家現(xiàn)場檢查分析，以防真正的放電信號被忽略掉。通過多方分析，我們確定在線監(jiān)測系統(tǒng)的報警信號是干擾引起，接下來的工作是找出干擾源，并盡可能地消除干擾源。

從通過收集的數(shù)據(jù)分析，2號現(xiàn)地信號集中處理站的3、4號測點一直存在報警，且次數(shù)較多，甚至出現(xiàn)一級報警信號；報警時間從安裝后一直延續(xù)，比較有規(guī)律。廠家技術(shù)人員因未能到現(xiàn)場檢查，將數(shù)據(jù)傳至總部后，分析結(jié)果是現(xiàn)地集中處理站4號探頭存在問題和處理站內(nèi)部參數(shù)設(shè)置不對。首先處理站內(nèi)參數(shù)設(shè)置問題，根據(jù)廠家傳真文件重新調(diào)整內(nèi)部參數(shù)后，只有4號測點還存在報警，檢修時更換了4號測點探頭，報警次數(shù)明顯變少，從而確認是內(nèi)部參數(shù)設(shè)置造成的干擾。

以上只是排除了報警次數(shù)較多的干擾源，還有部分干擾源沒有排除，主要是在相同時段出現(xiàn)的報警不是很多，但比較有規(guī)律。經(jīng)收集了近三個月的數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)都是在斷路器分合閘時產(chǎn)生的報警，每一次分合閘附近的測點都會出現(xiàn)相同的報警信號，等分合閘完運行后信號就消失，現(xiàn)地查看檢查也未發(fā)現(xiàn)異常；數(shù)據(jù)發(fā)回廠家總部分析，都一致判斷斷路器的分合閘也是造成局放監(jiān)測系統(tǒng)的干擾源。因此我廠斷路器周圍探頭均采用屏蔽電纜，外加套管的敷設(shè)方式安裝，減少斷路器分合閘對局放監(jiān)測裝置的影響。以下是我廠數(shù)據(jù)分析的幾點經(jīng)驗：

(1)信號是否在一定間隔范圍內(nèi)具有同時性、不同監(jiān)測點的相位一致性、幅值是否有不同的變化規(guī)律。(從某一側(cè)逐步變小的趨勢)如果是從某一側(cè)或者某一點向周圍都有這樣的變化趨勢，可以說明外部干擾的可能性較大；

(2)如果是在母線處有局放信號，那么會出現(xiàn)沿母線向兩側(cè)信號逐步減小的趨勢，在相鄰間隔出線的測點會監(jiān)測到一些信號，信號要比母線測點的幅值小很多；

(3)如果是在出線處有局放信號，那么會沿著所在相管道進行傳播，所在相的出線側(cè)測點和母線側(cè)測點會監(jiān)測到局放信號，相鄰間隔和相鄰相出線監(jiān)測到的信號較小。

4 結(jié)語

GIS 設(shè)備是電力系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備，保證其安全可靠運行，對于電廠機組安全可靠運行意義重大。監(jiān)測系統(tǒng)顯示局放預(yù)警信號，并不一定是GIS內(nèi)部局放所引起。局放信號本來就不太直觀地得出結(jié)論，可時有時無，就算存在也不一定會影響到運行，需要通過現(xiàn)場定位確定，測試查明原因，排除干擾的影響。通過現(xiàn)有的便攜式測試儀進行多次復(fù)測，方可得出結(jié)論，GIS室內(nèi)最好不要使用能發(fā)出高頻干擾信號的照明和通訊設(shè)備。為了實現(xiàn)在線監(jiān)測，我們每天會有專門的運行人員在遠程查看系統(tǒng)運行情況，定期做好記錄，為日后數(shù)據(jù)分析提供參考。局部放電檢測作為GIS 在安裝完畢及正常運行中的必試項目，因此加強對GIS 局部放電檢測的研究，是有效發(fā)現(xiàn)GIS 設(shè)備產(chǎn)生各種缺陷并及時排除的重要舉措。

潘能鍇(1983.11-)，男，廣西合浦人，助理工程師，從事絕緣監(jiān)督工作。

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TM51：TM507

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