新形勢下對小水電站電力設(shè)備的預(yù)防性試驗(yàn)工作的問題分析

夏金華

（揭陽市水電工程公司，廣東 揭陽 522000）

隨著我國小型水電站的建設(shè)不斷完善，電力預(yù)防性試驗(yàn)開始在小型水電站運(yùn)用，預(yù)防性試驗(yàn)和檢修是電力設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)工作中一個(gè)重要環(huán)節(jié)，是保證電力設(shè)備安全運(yùn)行的有效手段之一。多年來，獨(dú)山子自備電網(wǎng)的高壓電力設(shè)備基本上都是按照原電力部頒發(fā)的《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》的要求進(jìn)行試驗(yàn)的，對及時(shí)發(fā)現(xiàn)、診斷設(shè)備缺陷起到重要作用。 隨著煉化裝置的停工檢修周期的加長，對供電的可靠性和安全性提出了更高的要求，傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗(yàn)和檢修方式愈來愈顯示出許多不足。

1 預(yù)試的分類

由于預(yù)試工作具有科學(xué)性、全面性、規(guī)范性,且其內(nèi)容豐富、項(xiàng)目繁多。因此,按照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程、規(guī)范的要求,對預(yù)試進(jìn)行合理的分類就顯得非常必要。

1.1 按試驗(yàn)內(nèi)容分類

按試驗(yàn)內(nèi)容的不同,電力設(shè)備預(yù)試可以進(jìn)行如下分類。

1）考核通過值試驗(yàn)。如電氣設(shè)備絕緣電阻測試等,以設(shè)備試驗(yàn)值能滿足標(biāo)準(zhǔn)值為合格。這類值通常不可以調(diào)整。

2）校驗(yàn)調(diào)整值試驗(yàn)。如繼電保護(hù)的動(dòng)作值、儀表誤差值校驗(yàn)等,以校驗(yàn)調(diào)整到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定或設(shè)計(jì)整定范圍內(nèi)為合格。

3）性能參數(shù)值試驗(yàn)。如電氣設(shè)備泄漏電流測試等,它沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)值,有關(guān)規(guī)程、規(guī)范上強(qiáng)調(diào)以其往年量變程度大小為優(yōu)劣,該類值一般也不可調(diào)整。

1.2 按試驗(yàn)范圍分類

按試驗(yàn)范圍的不同,電力設(shè)備預(yù)試可以進(jìn)行如下分類。

1）定期試驗(yàn)。這是為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備潛在的缺陷或隱患,每隔一定時(shí)間對電力設(shè)備定期進(jìn)行的試驗(yàn)。例如,油中溶解氣體色譜分析、介質(zhì)損耗因數(shù)、交流耐壓等試驗(yàn)。

2）大修試驗(yàn)。指大修時(shí)或大修后做的檢查試驗(yàn)項(xiàng)目。如穿心螺桿絕緣電阻、油箱密封試驗(yàn)、斷路器機(jī)械特性等試驗(yàn)。

3）查明故障試驗(yàn)。指定期試驗(yàn)或大修試驗(yàn)時(shí),發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)結(jié)果有疑問或異常,需要進(jìn)一步查明故障或確定故障位置時(shí)進(jìn)行的一些試驗(yàn)。這是在必要時(shí)才進(jìn)行的試驗(yàn)項(xiàng)目。例如,空載電流、短路阻抗等試驗(yàn)。

4）預(yù)知性試驗(yàn)。這是為了鑒定電力設(shè)備絕緣的壽命,弄清被試電力設(shè)備的絕緣是否還能繼續(xù)使用一段時(shí)間,或者是否需要在近期安排更換而進(jìn)行的試驗(yàn),例如,發(fā)電機(jī)或調(diào)相機(jī)定子繞組絕緣老化鑒定等試驗(yàn)。

1.3 按試驗(yàn)性質(zhì)分類

按試驗(yàn)性質(zhì)的不同,電力設(shè)備預(yù)試可以進(jìn)行如下分類。

1）非破壞性試驗(yàn)或稱絕緣特性試驗(yàn)。使用較低的試驗(yàn)電壓或用不會(huì)對被試電力設(shè)備絕緣產(chǎn)生累積損傷效應(yīng)的方法,根據(jù)絕緣介質(zhì)中發(fā)生的各種物理過程(如吸收、極化等),測量絕緣的各種參數(shù)(如絕緣電阻、介質(zhì)損耗角正切值等),以及與吸收、極化過程有關(guān)的特性(主要表現(xiàn)為電阻-時(shí)間的變化規(guī)律)和絕緣冷卻介質(zhì)的一系列其他特性(如化學(xué)成分及氣體含量等),從而判斷電力設(shè)備的絕緣能力,及時(shí)發(fā)現(xiàn)可能的劣化現(xiàn)象,但這類試驗(yàn)比較間接,不容易做出準(zhǔn)確的判斷。

2）破壞性試驗(yàn)或稱絕緣耐壓試驗(yàn)。在被試電力設(shè)備上施加高于其工作電壓的試驗(yàn)電壓,以求揭示危險(xiǎn)性較大的集中性缺陷的存在,并直接檢驗(yàn)被試電力設(shè)備的絕緣耐壓水平或裕度。耐壓試驗(yàn)時(shí),對被試電力設(shè)備絕緣可靠性的考驗(yàn)比較直接和嚴(yán)格,缺點(diǎn)是試驗(yàn)可能給被試電力設(shè)備的絕緣造成一定的損傷,并會(huì)導(dǎo)致被試電力設(shè)備的絕緣能力下降或可能修復(fù)的缺陷在試驗(yàn)過程中發(fā)展為不可逆轉(zhuǎn)的擊穿。

2 預(yù)試結(jié)果的分析和判斷

《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程(DL/T596-1996)》強(qiáng)調(diào)指出,對試驗(yàn)結(jié)果應(yīng)進(jìn)行綜合分析和判斷,一般應(yīng)進(jìn)行下列三個(gè)步驟：①應(yīng)與該設(shè)備歷次試驗(yàn)結(jié)果相比較；②與同類設(shè)備試驗(yàn)結(jié)果相比較；③參照相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)果以及對照《規(guī)程》等的技術(shù)要求,根據(jù)變化規(guī)律和趨勢,進(jìn)行全面的綜合分析，作出正確判斷。有時(shí)綜合分析判斷具有一定難度和復(fù)雜性,試驗(yàn)人員不能教條地、機(jī)械地逐項(xiàng)對照技術(shù)要求(技術(shù)標(biāo)準(zhǔn))進(jìn)行。特別是當(dāng)試驗(yàn)結(jié)果接近技術(shù)要求限值(但還未超標(biāo)時(shí)),不但應(yīng)該考慮天氣條件的影響,以及測量儀器可能產(chǎn)生的誤差,甚至還要考慮操作人員的技術(shù)素質(zhì)等因素。綜合分析判斷的準(zhǔn)確與否,在很大程度上決定于試驗(yàn)人員的工作經(jīng)驗(yàn)、理論水平、分析能力以及對被試電力設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的了解程度,所采用的試驗(yàn)方法、測量儀器及測量人員的素質(zhì)等等方面的因素。

根據(jù)綜合分析,可對電力設(shè)備做出三種判斷結(jié)論：合格、不合格或?qū)υO(shè)備有懷疑。對于不合格的應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修。為了能做到有針對性地或加速處理缺陷,應(yīng)根據(jù)設(shè)備結(jié)構(gòu)特點(diǎn),盡量做部件的分節(jié)試驗(yàn),以便進(jìn)一步查明缺陷的部位或范圍。對有懷疑或異常、而一時(shí)又不易確定是否合格的電力設(shè)備,應(yīng)采用縮短試驗(yàn)周期的措施、或在天氣良好時(shí)進(jìn)行復(fù)測來監(jiān)視電力設(shè)備可疑缺陷的變化趨勢或者驗(yàn)證過去測量的準(zhǔn)確性。

3 預(yù)試的地位和作用

預(yù)試是小水電站電力設(shè)備運(yùn)行管理工作的一個(gè)重要組成部分,是實(shí)現(xiàn)小水電站科學(xué)管理、提高經(jīng)濟(jì)效益以及安全運(yùn)行的重要保障。

3.1 預(yù)試是小水電站電力設(shè)備安全運(yùn)行的保證

小水電站安全運(yùn)行的首要問題是確保電力設(shè)備安全、確保繼電保護(hù)的可靠性。這不僅僅是對已投入運(yùn)行的小水電站而言,就是對于新建的小水電站,雖然交付使用時(shí)已進(jìn)行過交接驗(yàn)收試驗(yàn),預(yù)試也是十分必要的。其原因之一是新設(shè)備性能的穩(wěn)定需要一個(gè)過程,在這一過程中,預(yù)試能發(fā)現(xiàn)設(shè)備性能不穩(wěn)定的故障隱患;其原因之二是由于運(yùn)行管理人員對新設(shè)備性能不熟悉,預(yù)試能夠幫助建立電力設(shè)備的性能檔案,便于運(yùn)行管理人員學(xué)習(xí),也為今后分析判斷電力設(shè)備運(yùn)行故障等打下基礎(chǔ)。

對于使用多年的小水電站電力設(shè)備,能否繼續(xù)投入運(yùn)行,更應(yīng)依靠預(yù)試提供的科學(xué)結(jié)論來決策。因?yàn)殡娏υO(shè)備經(jīng)過長期運(yùn)行,其技術(shù)性能必然會(huì)逐漸降低;而電力設(shè)備間斷運(yùn)行或長期停運(yùn),其絕緣性能和機(jī)械特性受溫度、濕度、灰塵等環(huán)境因素影響也會(huì)劣化;只有通過預(yù)試才能確定這些電力設(shè)備能否安全運(yùn)行。

3.2 預(yù)試能為小水電電力設(shè)備更新改造提供科學(xué)依據(jù)

事物的發(fā)展總是有一個(gè)由量變到質(zhì)變的過程,電力設(shè)備性能的劣化也不例外,通過對電力設(shè)備的有關(guān)參數(shù)的測試,經(jīng)過逐年累計(jì)、比較、統(tǒng)計(jì)和分析,可以找出電力設(shè)備性能變化的規(guī)律,預(yù)測其壽命,并結(jié)合運(yùn)行情況,充分發(fā)揮電力設(shè)備功能,爭取維修主動(dòng),最大限度地減少損失,提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。超過設(shè)計(jì)年限而繼續(xù)運(yùn)行的重要電力設(shè)備如發(fā)電機(jī)、變壓器等的絕緣壽命預(yù)測就更加具有顯著的經(jīng)濟(jì)意義。/超壽命0電力設(shè)備繼續(xù)運(yùn)行的前提是必須可靠地估計(jì)其殘余壽命。例如,變壓器壽命不是決定于已運(yùn)行的年數(shù)而應(yīng)由其絕緣實(shí)際狀況決定,并因此提出了/絕緣年齡0的概念。/絕緣年齡0以變壓器油中CO、CO2、糠醛等的濃度并結(jié)合紙絕緣的抗拉強(qiáng)度和聚合度測量值來估算。隨著/絕緣年齡0的增加，電力設(shè)備運(yùn)行的可靠性將降低,當(dāng)可靠性低于某一預(yù)定值時(shí),認(rèn)為電力設(shè)備壽命已盡,電力設(shè)備應(yīng)退出運(yùn)行或進(jìn)行相應(yīng)的處理。通過預(yù)試及時(shí)了解掌握電力設(shè)備的狀態(tài)是否良好,根據(jù)對預(yù)試資料的分析,可分輕重緩急對設(shè)備有序地修理、更新。由于小水電站電力設(shè)備的逐漸老化,對它們進(jìn)行局部檢修或更新是必然的,尤其是對超期/服役0的老舊電力設(shè)備,預(yù)試可以為其更新改造決策提供第一手資料。

3.3 預(yù)試及其設(shè)備和技術(shù)的發(fā)展是小水電站走向管理現(xiàn)代化的前提和基礎(chǔ)

小水電站電力設(shè)備的管理往往需要對電力設(shè)備進(jìn)行考查,按照性能的完好程度進(jìn)行分類,當(dāng)然這樣的分類也是動(dòng)態(tài)的。電力設(shè)備分類,不僅要看其外觀的好壞,重要的是要看其性能的完好情況,即通過預(yù)試測量其主要性能參數(shù)或考核電力設(shè)備絕緣符合標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)程、規(guī)范的程度。比如,全部性能指標(biāo)通過預(yù)試合格者為完好類電力設(shè)備;主要性能指標(biāo)通過預(yù)試合格,部分性能指標(biāo)不合格者為待修電力設(shè)備;主要性能指標(biāo)不合格,即失去主要功能者為待報(bào)廢電力設(shè)備等等。小水電站電力設(shè)備預(yù)試能滿足電力設(shè)備管理的動(dòng)態(tài)分類,為電力設(shè)備的管理現(xiàn)代化提供必要的前提。

同時(shí),隨著科技的快速發(fā)展,預(yù)防性試驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)也在不斷創(chuàng)新。近年來國內(nèi)生產(chǎn)的測量儀器、儀表和試驗(yàn)設(shè)備有了較大的改進(jìn),逐步走向數(shù)字化、微機(jī)化、自動(dòng)化或半自動(dòng)化,提高了測量精度和工作效率。例如：

1）出現(xiàn)了數(shù)字兆歐表,能自動(dòng)計(jì)時(shí),并能顯示吸收比值或極化指數(shù)值,兼有自動(dòng)放電功能等。

2）高壓直流電壓試驗(yàn)設(shè)備更趨完善。功率和電壓等級(jí)均有提高,采用數(shù)字式表計(jì)和指針式表計(jì)并用,讀數(shù)方便、準(zhǔn)確、易于判別。

3）出現(xiàn)了多種新穎的絕緣介損失角測試儀(有多種形式的M型試驗(yàn)電路和測量電壓、電流相角差的電路)。提高了測量精度和工作簡捷性,促使QS1交流電橋逐步淘汰。

4）廣泛使用數(shù)字式交直流高壓分壓器,使現(xiàn)場能方便地直接測量高壓側(cè)電壓,能直接顯示/交流電壓峰值0或有效值甚至是電壓波形。

5）真空度測試儀的應(yīng)用,使真空開關(guān)中的關(guān)鍵部件真空泡的預(yù)試發(fā)生了從定性測量到定量測量的飛躍。動(dòng)測試儀、接觸電阻測量儀、絕緣油介質(zhì)強(qiáng)度自動(dòng)測試儀等等都有了很大的改進(jìn)。

以上這些先進(jìn)的檢測手段將更加科學(xué)地揭示出電力設(shè)備性能的變化規(guī)律,特別是由于計(jì)算機(jī)的普及應(yīng)用,將進(jìn)一步推動(dòng)小水電站電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化在線監(jiān)測,在設(shè)備運(yùn)行過程中,自動(dòng)對設(shè)備狀況連續(xù)或定時(shí)進(jìn)行監(jiān)測。這必將為小水電站的運(yùn)行和管理走向現(xiàn)代化打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4 結(jié)語

綜上所述,預(yù)試工作是小水電站運(yùn)行管理中不可或缺的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作,對小水電站電力設(shè)備的高效、穩(wěn)定、安全運(yùn)行起著決定性作用。為此,我們應(yīng)該真正提高對預(yù)試工作地位和作用的認(rèn)識(shí),切實(shí)加強(qiáng)對預(yù)試工作的實(shí)施和監(jiān)督,對預(yù)試工作做到常抓不懈。