摘要：变电站是整个电力系统非常重要的组成单元之一，其在实际运行中可能会出现各种异常或故障，而这些异常或故障的出现会对整个电力系统的稳定运行以及各行业生产生活造成严重的影响。如何及时的发现和处理出现的各种异常或故障情况，是变电站实际运行中需要解决的问题。
关键词：变电站；GIS设备；处理方法
一、变电站GIS设备常见的故障
1.1GIS设备常见故障
在GIS设备整体故障中，GIS设备常见故障发生大致占总体故障发生率的20%～40%，一类是一般性电器设备故障，这类故障的故障发生率较高，与其他常规电器设备大致相当，这类故障发现和处理也较为简单，如GIS组合电器设备中的指示灯、继电器等；另一类是GIS组合电器专属故障，这类故障的故障发生率较低，其故障发生率大概为0.1～0.2次/年，远低于其他常规电器设备的故障发生率。同时这类电器设备发生故障后，需要检修的时间较长，故障处理难度大。当前GIS设备操作机构主要以液压操作机构、电动弹簧操作机构及液压弹簧操作机构为主，电动合闸失灵及跳闸后分闸不到位等已成为GIS设备操作机构的常见故障，一旦这类故障发生，则会导致电力系统出现大范围停电事故。
1.2GIS设备特有故障
目前在GIS设备中常用到的绝缘介质是SF6气体。常温下，SF6气体不仅化学性质稳定，而且具有无色、无味及不可燃等特点，当SF6气体压力达到0.3～0.5MPa时，与空气相比，SF6气体的绝缘性和灭弧能力会处于一个非常高的水平。当SF6气体混入杂质或GIS内部产生金属异物时都会导致内部局部发生放电故障，从而使内部电场发生改变，引发绝缘故障。同时在GIS设备运行过程中，内部盆式绝缘子、支柱绝缘子等绝缘件本身也易发生故障，从而影响GIS设备运行的稳定性，因此需要通过日常维护和运用辅助监测手段来对内部元件进行检测。
二、导致GIS设备故障的主要原因
2.1设计阶段
GIS组合电器设备设计结构不合理或者绝缘裕度过低，这都将造成GIS组合电器设备出现异常或故障。如GIS组合电器设备经常用到的盆式绝缘子，现在大多采用的是环氧树脂浇注型绝缘子，在0.35～0.6MPa的SF6使用环境下其沿面允许电场强度约为120kV/cm，如果在设计过程中与之接触的导体或壳体结构、尺寸不合理，安全裕度不够，尽管在产品开发初期，工厂内试组装及厂内耐压试验都未出现问题，但是当新产品大量用于生产时，在加工过程、装配过程中不可避免的存在加工误差及装配异物，在GIS运行过程中上述因素有可能导致GIS内部局部电场发生变化，进而引发放电等故障。这就要求在设计初期，对产品结构、设计裕度进行充分、合理的论证。由这类设计不合理或者设备绝缘裕度过低造成的故障约占GIS组合电器设备总体故障量的7%左右。
2.2加工制造、组装阶段
生产加制造阶段是GIS设备发生故障的重要阶段，因为在此阶段是设备成型期，工艺操作和任何一道工序的执行都会直接影响到设备的质量。加工车间的清洁度非常重要，如果因为清洁工作不到位，就会导致金属颗粒以及粉尘等杂质遗留在GIS设备内部，留下严重的安全隐患。在GIS组装过程中，由于操作人员的违规操作，导致错装、漏装等现象的发生，也会直接影响到GIS设备的生产质量。
2.3实际运行阶段
GIS组合电器设备实际运行过程中，由于工作人员的操作不当或者操作失误可能会引起GIS组合电器设备异常或者故障。如CT二次回路负载未可靠连接，造成了开路状况，严重可使CT线圈烧毁。
三、变电站GIS设备常见故障的处理方法
3.1GIS断路器异常及故障处理方法
3.1.1GIS断路器拒合闸处理。这种GIS断路器拒合闸故障处理大致可包括以下5种：首先是GIS断路器出现操作电源断电情况，出现这种情况，工作人员应对操作电源进行仔细检查，主要是空开等。如发生上述情况，可采取的措施是合空开，同时也应对汇控柜内的远近控开关进行确认，保证其在合适的位置。其次是控制回路异常，出现这类问题，应对控制回路中故障频发的区域进行检查，如同期回路、控制开关等。若出现的是辅助回路问题，这类问题的专业性很强，通常需要控制方面专业人士协助进行处理。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆再次是GIS断路器的弹簧或液压机构储能不足，这类情况首先要排除电源的问题，若是机构自身问题，对液压机构来说主要是发生漏氮或者漏油，出现液压机构频繁自动打压，则需要迅速反馈给专业人员进行处理。接下来是由于SF6压力降低导致的开关闭锁。出现这类问题，工作人员应及时断开断路器和操作电源空开，并停止重合闸的使用，同时通知专业人员进行后续处理。最后是断路器投运问题，这类问题是由于断路器故障导致的断路器未能理想投运。出现这类问题，工作人员应及时断开断路器的两侧隔离开关，并通知专业人员进行处理。
3.1.2GIS断路器拒分闸处理。这种GIS断路器拒分闸故障处理大致可包括以下3种：首先是分闸电源断电问题，工作人员应及时对断路器操作电源的空开情况进行检查，并确保汇控柜的远近控开关在合适的位置。其次是控制回路、弹簧或液压机构储能、GIS断路器开关和断路器辅助接点故障，出现这四类故障后，首先确定故障原因，再通知相关专业人员进行后续处理。最后是故障造成断路器分闸异常的问题，以双母接线为例，若是一条进线间隔的断路器出现这类情况，那么该断路器需要退出运行，通过母联间隔倒送电后，可将母联间隔断路器代替故障断路器，这样在保证整个GIS组合电器设备正常运行的前提下切断隔离故障断路器，并对故障断路器进行故障原因检查，再由专业人员对相关情况进行处理。
3.2GIS断路器操作机构异常及故障处理方法
3.2.1液压操作机构。液压操作机构异常及故障，具体为液压机构严重漏油引起的断路器出现分、合闸闭锁的情况。发生上述情况时，工作人员首先应断开液压操作机构电机电源。并利用母联断路器进行切换处理，再通知工作人员进行检修处理。另外，对某些操作机构频繁打压的问题也应给予重视。有些类型的液压机构由于其低压油箱直接与大气相连，打压过程中部分空气可能随低压油路进入高压油路。整个打压过程中大部分空气可通过液压机构的自动排气装置排出，较少部分可能会进入高压油部位，或者溶解进入高压油内部，正常情况下不影响液压机构正常打压。在温度较高时，高压油区的气体受热体积变大，同时高压油内部溶解的空气析出较多，导致液压机构高压油区受气体影响较大，可能会短时出现频繁打压的情况，经过一段时间后，气体在打压过程中通过排气装置排除后，设备可恢复。这就要求工作人员密切注意断路器动作状态，遇到可以问题再及时通知专业人员给与解决。
3.3SF6故障处理方法
SF6气体压力降低故障处理主要分为两类：一种是SF6气体降低至报警值时，工作人员应及时反馈，等待专业人员进行补气作业。另一种是由于突发因素导致的SF6气体直降低至闭锁值，如出现这类问题，工作人员应先断开操作电源，同时通知检修部门进行处理。
3.4GIS设备的日常维护、监测和检修
GIS设备运行过程中，故障多发生在投入运行的第一年，因此需要在GIS设备投入运行后要做好日常护理、检测和维修工作。在日常巡视过程中，需要对关键元件的位置指示器、闭锁装置等处进行密切监视，同时还要检查各信号灯、指示灯、密度表和油压表的指示是否保持正常。察看GIS设备是否存在漏油、漏气、局部发热、绝缘老化及金属件锈蚀等现象。利用在线监测装置来有效的监测GIS设备内部的运行情况，利用局部放电进行早期诊断，及时排除故障。对于运行中的GIS设备，在不同的时期进行必要的检查，例如每1～2周对GIS外观进行全面检查如：指示灯、照明设备、操作机构计数器、支架、壳体的锈蚀等；运行一年后要着重对GIS密封部进行检查，查看有无气体泄露等；每隔六年要对操作机构内的水份、润滑脂、绝缘电阻等进行检测。而大修周期通常以十二年至十八年为宜，需对一些磨损件、导电触头、绝缘件及密封圈进行更换，清除气室内SF6分解物及一些粉末及微粒等。
结语
近年来GIS设备在电力系统中应用越来越广泛，作为电力系统运行的关键设备，其在使用过程中容易发生故障，而且GIS设备故障还具有一定的隐蔽性，因此需要在GIS设备使用中做好其预防及发生故障时的处理工作。提高GIS设备故障分析能力，有效快速的对GIS故障点进行判断，不仅有利于维持正常的生产作业秩序，而且能够有效的保障电力系统安全稳定的运行。
参考文献
[1]沈志伟.220kV变电站内GIS设备常见故障分析及处理[J].中国电业（技术版），2012.
[2]程浩.GIS设备常见故障分析与处理[J].低碳世界，2013.
[3]林莘.现代高压电器技术.北京:机械工业出版社，2011.6
作者简介
陈瑞旭（1981.05.04），性别：女；籍贯：河南；民族：汉；学历：本科、学士；职称：初级工程师；研究方向：GIS；
论文作者:陈瑞旭,段阿丽,季新明
论文发表刊物:《电力设备》2018年第2期
论文发表时间:2018/5/28
标签：故障论文; 断路器论文; 设备论文; 这类论文; 操作论文; 机构论文; 电器设备论文; 《电力设备》2018年第2期论文;