宋洪珠 孟晨
（山东电力工程咨询院有限公司（SDEPCI） 山东济南 250013）
摘要：近年来，生物质热电联产项目迅速发展，工程建设规模多为1×130t/h高温高压生物质锅炉+1×30MW汽轮发电机组，以一回110kV线路接入当地变电站。电气主接线多采用发电机-变压器-线路组的接线形式。“安全可靠、经济实用、造价合理”是工程建设的基本原则。
前言
本文根据生物质工程实际情况，结合多年的运行经验，对110kV配电装置的型式、适用条件及经济性进行了论述，比较了AIS、GIS、HGIS三个方案，最终得出适合生物质电站工程的配电装置型式。
1. 110kV配电装置的型式
1.1 配电装置选型和布置的基本原则
高压配电装置的设计选型应遵循有关规程、规范及技术规定，根据所在地区的地理情况及环境条件，因地制宜，节约用地，并结合安装、运行、检修要求，通过技术经济比较予以确定。在确定配电装置型式时，应满足以下要求：
1）考虑现场的地形条件，减少配电装置的占地面积和土石方量，提高土地利用率；
2）优化工程造价；
3）应方便进出线的引接，有利于厂区总平面布置的规划；
4）布置清晰，结构简单；
5）方便运行和检修。
目前110kV 配电装置主要有三大类：GIS、HGIS及AIS。GIS 具有占地面积小，运行可靠性高，抗污秽及抗震能力强等特点，但GIS造价较高。敞开式开关设备价格比GIS便宜，但占地面积大而且带电部分外露较多，抗污秽能力较差，日常维护工作量较大。HGIS兼有GIS和AIS两者的特点，带电部分除母线和引接线外全部密封于SF6气体中，降低了盐雾、积尘、水分等外部影响。
GIS分为屋内GIS和屋外GIS两种，主要根据电站所处的环境确定。建筑物对GIS本体的运行没有影响，有建筑物遮蔽后，GIS附属设备的运行条件更好一些，适应于海边等盐密高的环境。大多工程，屋外GIS可满足运行要求。
1.2 敞开式配电装置（AIS）
AIS就是所有的高压元器件都是分立的，同一元器件的不同相之间也是分立的，空气是相－相之间和相－地之间的绝缘介质，安全净距要求较高。
AIS置具有如下特点：产品可标准化，设备的互换性和灵活性较高；安装、维护工作量大，设备检修间隔周期短；占地面积大；投资少；设备外绝缘受气候条件及环境污染的影响大；安装、维护工作量大，设备检修间隔周期短。
1.3 SF6全封闭式组合电器（GIS）
GIS全部采用SF6气体作为绝缘介质，并将所有高压元器件密封在金属筒中，仅通过进出线套管与进/出线相连。
GIS各元件的带电部分在金属筒内部连接起来，使得高压电器能够向小型化、集成化发展。
1.3.1 GIS的主要优点如下：
1）占地面积小。GIS的突出优点是小型化、封闭化和大幅度节省占地面积。
2）避免污染和高海拔影响。
3）维护工作量少，检修周期长。
4）运行安全，可靠性高。GIS具有优良的抗地震和抗台风性能。
5）杜绝对外部的不利影响。没有触电危险；不会发生噪音和无线电干扰等问题。
6）安装周期短。
7）控制与保护简洁、可靠。GIS内部实现电气元件之间的联锁。
1.3.2 GIS不足之处：
SF6气体本身虽是一种十分稳定的无毒气体，但在断路器工作过程中，SF6经电弧作用下会发生分解某些低氟化合物，这些化合物产生化学反应后，会产生有毒化合物，影响健康人体。因此SF6气体内水分含量及断路器等元件在制造、安装、检修中的水分氧气控制问题必须严格注意，在检修时要有防护措施，以防止吸入和接触中毒。
GIS设备一旦出现故障，更换麻烦，停电时间较长。
GIS设备对装配和安装质量要求较高。
GIS设备本身价格高，造成一次投资费用较高。
1.4 模块式组合电器（HGIS）
HGIS将除母线外的所有一次电气元器件组合，密闭在充满SF6气体的金属筒内，设备两侧通过出线套管与常规敞开式母线连接。HGIS与GIS的区别在于HGIS的主母线布置在组合电器的外部，其余与GIS组合电器基本相同，由于主母线是裸露的，所以仍须布置母线架构。生物质电站工程多采用发变线组出线，无110kV母线，故HGIS方案不适用于此类工程。
HGIS具有如下特点：产品可标准化，设备的互换性和灵活性较高；运行可靠，安全性较高；适应性较强；环境保护较好；安装容易；抗污秽能较强；维护检修工作量较小。兼有GIS与敞开式配电装置的特点，投资、占地及可靠性等主要性能指标介于GIS与AIS之间。
2. 技术经济比较
由于HGIS方案不适用于此类工程，以下仅对AIS、GIS两种方案进行比较。
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3. 结论
由以上的技术、经济比较可见，对于生物质电站的110kV配电装置来讲，110kV设备采用AIS比采用GIS仅节省投资14万，考虑到工程投运后的运行、检修费用，AIS在本工程中并无较明显的经济优势。110kV屋外GIS布置占地面积小，施工周期短，可靠性非常高，运行维护费用低，有成熟地运行经验，布置在汽机房A列外，节省厂区空间，方便运行检修。
综合以上分析：从节约占地面积优化总平面布置、提高设备稳定运行、减少设备的检修维护工作量从而提高电厂长期经济效益的角度出发，推荐采用屋外GIS方案。
探究如何提高10KV真空断路器故障的处理效率
杨振鸿
（广东立胜综合能源服务有限公司）
摘要：国内10kV真空断路器已被大量运用与生产。对10kV真空断路器在试验、维护以及检修工作中累积的经验进行探讨，在目前的检修资源的配置之下，以完善与改进管理、技术等的方式提升10kV真空断路器的故障问题的处理效率，供电项目的技术员应当在具体的工作当中参照以往的故障处理，使相关的故障问题得以较好地处理，确保电力设备的安全稳定运行，保证供电的可靠进行。
关键词：10kV真空断路器；故障问题；处理效率；解决策略
引言
伴随着国内科学技术的迅速发展，尽管10kV配电网被广泛运用，然而10kV配电网当中的真空断路器方面故障的维护技术仍然处在落后的阶段。除此之外，伴随着配电网电力输送的运用的越发广泛，以及用电量的日渐增多，从而便使10kV真空断路器的使用概率得以增加，为保证配电网的安全稳定运行，保证电力客户的自身利益，应当运用高效的办法来提升其维护水平。
1.10kV真空断路器的几种常见故障
1.1储能电机故障
簧操作机构当中的储能电机能否正常运作对合闸储能回路的良好程度有着最为直接的联系，决定了断路器是否可以正常地分、合闸。在合闸储能还不够到位的状况之下，如果线路发生故障问题，断路器拒绝进行分闸，便会引起事故范围的扩大，造成更为严重的现象发生。所以，应当在运转电力设备的过程当中进行巡视，储能指示灯一旦呈现不亮的状态之后应当将其及时地反馈给上级，究其原因并采取相应的处理措施，防止故障问题的进一步恶化。而储能电机的故障问题主要包括储能电机不停运行以及储能电机发生损坏等。
储能电机无法停止运行的主要原因包括行程开关发生损坏；储能接点发生毁损；相关行程开关所安装的部位发生向上偏移，行程开关上的触点未发生转换，储能电机依然处在运行的状况。对此，应当对行程开关的位置进行调整，实现储能电机的正确断电；如果行程开关发生损坏，应当对其进行较为及时的更换。而储能电机发生损坏的主要原因为储能电机持续运行不停止造成电机线圈过热从而发生损坏现象，或储能电机本身就存有问题。解决办法为相关断路器释放完能量之后对储能电机进行更换。
1.2底盘的辅助开关故障问题
在10kV真空断路器运转一定时间之后，有时会发生相关开关柜处在试验／隔离部位或者工作部位上的时候指示灯呈暗的现象，相关运行人员往往会将其认定为控制回路故障问题。因为真空的断路器的底盘拥有S9与S8这两个辅助开关，均与闭锁回路相连通。当底盘的辅助开关S9或者S8发生问题的时候，会引起闭锁回路发生不通的现象，闭锁电磁铁无法打开，进而造成合闸的控制回路发生不通。对于该类故障的检查，能够通过运用万用表对相应的二次插头有无接通进行检查，进而对底盘辅助开关的状态进行判断，如表1所示。
当发现二次接线不通的时候，使用有关万用表对二次插头到底盘的辅助开关的内部的接线端子间进行测量以判断有无接通，倘若是连通状态，则说明底盘的辅助开关存在问题，反之则是二次插头到底盘辅助开关内部的接线端子间的二次线故障问题。对于该类型故障的解决，可以对底盘辅助开关进行更换。然而因为底盘的辅助开关所处部位相较隐秘，要想解决该类故障则需将真空断路器进行吊起并对拆卸底盘，进而便于其的更换与检查。
1.3分、合闸的不同期、合闸触头的弹跳时间过长
对于10KV真空断路器而言，需要使用特性测试仪定期对所有断路器展开机械特性的测试，主要包括合闸触头的弹跳时间，三相分、合闸不同期时间及三相分、合闸时间等，均应与电力设备技术的要求相符。倘若电力设备无法满足相关技术方面的要求，会对真空断路器的使用寿命以及断开电流的能力造成严重的影响，甚至于发生爆炸。相关VS1型真空断路器的相关机械技术方面的参数如表2。
真空断路器发生合闸触头的弹跳时间过长与三相分、合闸不同期故障问题的原因主要包括：由于其触头平面和中心轴的垂直度不够好，碰合时发生横向滑动的现象；其绝缘拉杆、支架等的质量与有关标准不符；在对其进行安装生产的过程当中，其传动连板、传动拐臂等的安装工艺与相关规定不符；其的机械性能与相关要求不符。
在对三相分、合闸不同期故障进行处理的过程中，应先参照机械技术方面的参数，在保证相关相触头开距于超行程方面的参数达到有关要求的基础之下，以调整相关相绝缘拉杆长度的方式，从而使三相触头的分合闸的不同期的时间控制于合理的区间之内。对于调整绝缘拉杆这一办法，能够在断路器分闸的状况之下，将相绝缘拉杆和传动拐臂之间的销钉取出，之后再对绝缘拉杆进行转动以对其触头开距进行调节。
对于某些相触头弹跳的时间过长的故障问题的解决而言，能够在此相绝缘拉杆和传动拐臂之间的销钉空隙加装有关平垫片，以此来完善其灭弧室的触头端面的垂直度，进而降低弹跳的发生率。如果问题依然无法得到解决，应当在保证此相触头开距与超行程达到相关要求的同时，适当地减小此相超行程的数值。
在处理完上述两种故障后，均应再次展开机械特性方面的测试，进而保证真空断路器的各项机械技术参数与相关技术需要相符。
2.提高10kV真空断路器故障的处理效率的办法
2.1加强真空断路器故障问题的检修管理
强化真空断路器的检修与管理，能高效地防范和解决真空断路器方面的问题。对此，应当对有关试验数据进行较为确切的记录并备份，这样能够为往后断路器故障的处理提供依据。除此之外，应当较为仔细地记录有关配件运用状态和主要环节的故障隐患，能够较为高效地降低其故障隐患。所以，加强其故障问题的检修方面的管理，能使10KV配电网的运行更为安全稳定。
2.2运用开关柜局部放电技术
现今，在真空断路器的安装当中，其结构通常均使用金属材料，从而为设备性能的检测带来诸多不便，并且许多故障也难以被准确检测出。对此，应当运用拥有开关柜构造的金属壳，进而使相关设备检测员能够更为方便地对相关设备的故障进行相应的检查。此外，还可以使用有关测量仪表对其运用局部放电技术，从而能对高压和中压参数进行较为高效的评估与把握，以此降低其故障问题的发生率。
2.3研制真空断路器的检修架
实践表明，现阶段在配电网当中使用真空断路器的过程当中，均难以在其安装部位上寻找到适宜的起吊位置点，然而，要想对配电网的底盘辅助开关与分、合闸问题进行检修，吊起是必然举措。所以，为简化其检修方面的工作，相关电力研发人员应当根据具体的要求研究并制作出较为适宜的真空断路器的检修架。此外，还应保证在运用所研制的检修架的过程当中具备灵活性，这样方能使10kV真空断路器的检修更为安全、便捷，推动配电网的正常稳定运行，提升电力单位的经济利益。
结束语
总而言之，伴随着科技的不断发展，真空断路器被广泛运用，对此，应当通过详细分析该方面的故障问题，同时提出相应的处理方案对真空断路器的故障进行解决，进而有效地提升正空断路器的安全性和可靠性，提高其故障问题的处理效率。
参考文献：
[1]孔令明，肖云东，刘娟，等．开关柜局部放电带电检测定位技术的应用与研究［Ｊ］．山东电力技术，2010（6）：5－8.
[2]卢延成.试论10kV配电网真空断路器故障分析与处理[J].民营科技，2013，04：39.
[3]孔令明等．开关柜局部放电带电检测定位技术的应用与研究［J］．山东电力技术，2010．
论文作者:宋洪珠,孟晨
论文发表刊物:《河南电力》2018年6期
论文发表时间:2018/9/10
标签：故障论文; 真空断路器论文; 发生论文; 断路器论文; 底盘论文; 储能论文; 设备论文; 《河南电力》2018年6期论文;