變電站GIS設備運行以及維護方法分析

廖雄健

（廣西電網有限責任公司貴港供電局廣西貴港537100）

變電站GIS設備運行以及維護方法分析

廖雄健

（廣西電網有限責任公司貴港供電局廣西貴港537100）

在GIS（氣體絕緣變電站）變電站中，大多數的電氣設備都被直接或間接地密封于金屬管道及其套管所組成的管道樹中，從外部看來，沒有任何的開關、線路和接線端。GIS系統安裝具有對接工程量大、持續時間長以及環境要求高的特點，在對GIS設備進行運行管理時，其主要工作包括設備巡視、設備氣壓管理、設備資料管理、設備異常處理四個方面。加強GIS設備的維護有利于變電站的平穩正常運行。

變電站GIS設備；運行維護

前言

目前，越來越多的電力企業意識到GIS設備對于變電站運行的意義，越來越多的工作人員表現出對GIS的青睞，并且GIS設備已經被廣泛應用到了變電站中。GIS雖然有其顯著的優點，并且歷經多年發展，GIS系統也變得逐步完善，但目前的GIS系統依然存在一些問題：我國目前的GIS設備質量普遍較差；操作人員的專業素質較差；對GIS設備的維修不到位、不合理等。為了探究GIS設備的運行以及維護方法，筆者以某省2011年建設的一座110kV室外GIS變電站為例進行深入分析。

1 變電站GIS設備簡介

GIS是氣體絕緣變電站的縮寫，它將大多數的電氣化設備密封于金屬的管道以及它的套管所組成的管道網里面，這種變電站的操作界面在外部看不到任何的開關、線路和接線端。其管道內部均采用SF6（六氟化硫）氣體作為絕緣的介質，而其金屬管中是整個變電站運行、生產所需的所有高壓電器元件。GIS的組成部分包括了母線；斷路、避雷、進出線套管設備；電壓、電流互感設備；接地、隔離管開關；進出管及線路終端等部件。所有這些部件全部要封閉安裝于專門的絕緣金屬管中，利用六氟化硫形成高壓。

110kV變電站根據位置、負荷及重要性的不同，在設計規劃時會采用不同的主接線方式。根據負荷的不同，變壓器的類型也不同，可將110kV的電壓轉變為35kV和10kV的電壓以供負荷使用。為了確保供電的可靠性，通常采用的是冗余配置，在由2臺主變壓器組成的變電站中，1臺變壓器的容量就可以保證主要負荷供電，而在由3臺變壓器組成的變電站中，保證有2臺變壓器能夠正常運行即可，留1臺變壓器作為備用，確保在1臺變壓器維修或檢查時，備用變壓器能夠迅速代替其工作。

2 GIS設備的工藝特性及應用特點

本次研究的GIS變電站是某省首座GIS變電站，為110kV的室外變電站，建成于2011年年初，采用戶外GIS封閉組合的電氣設備，主變容量終期3×150MVA，本期1×150MVA；110kV出線終期12回，本期4回。

本次變電站GIS設備安裝工程量巨大，持續的工作時間非常長，工程從2008年底始建，至2011年年初，總共耗時2年多。并且GIS變電站對環境的要求很高，它也是變電站設備安裝過程中最關鍵的工序。

全封閉式的GIS變電站能夠顯著提升變電站的工作效率和水平，很大程度上減輕工作人員的勞動強度，降低機械的使用成本，實現可視化操作。

3 GIS設備的運行維護管理

3.1 設備巡視

本次工程設備采用了線路—變壓器的組接方式，GIS設備接線方式根據不同的變電站需求，在質量、品牌、性能等方面的要求也不同，但本次工程所使用的GIS設備在運行特點方面和其它變電站一樣。

本次工程是戶外閉合組合電氣設備的變電站，其占地面積小、體積小、重量輕，并且此次工程所采用的組裝模式使得各元器件不會被污染和腐蝕，不容易被外界環境所影響。GIS設備的導電效果非常好，接地良好，抗電磁輻射能力強，并且在操作時不會產生太大噪音。而SF6優良的絕緣性能和滅弧性能能夠保證運行的安全，提高整個系統的可靠性。

3.1.1 設備巡視要點

根據GIS設備自身的工作原理和其所具備的特殊結構，以及運行的要求，對GIS設備進行巡視時，一定要檢驗設備的運行環境、設備的密封性和儀表的指示正常與否等等要點。

3.1.2 設備巡視項目

（1）設備運行的環境：SF6氣體不能超標，否則會造成危險；GIS室內的含氧量要維持在正常水平；設備附近不能出現異味和不明聲響；照明系統和通風系統必須能夠正常工作；設備整體清潔、整齊。

（2）設備外觀：要確保GIS設備未存在漏氣等現象；確保該設備的防護門關嚴；設備的閥門不能出現銹蝕；金屬管的支架及保護設施不能出現老化等現象；接地端不能過熱，不能使金屬外殼的溫度超標。

（3）設備儀表：各斷路器、接地開關、隔離開關等裝置的位置指示必須符合實際運行情況；確保控制盤和匯控柜上的各種指示設備正常顯示；確保帶點顯示器的指示正確；確保壓力表的指示正確；確保斷路器的指示動作次數正常。

（4）巡視記錄：對GIS設備巡視結束后，要將巡視的所有數據和情況記錄下來，以便日后進行比對和參考。

3.2 站內自動化裝置的完善

就如今來說，以計算機保護為代表的電力系統安全自動裝置在確保變電設備的運行及維護方面起到了重要作用，它保障了設備、站點乃至整個電網的安全運行。計算機保護系統能夠在變電站的設備發生故障的情況下迅速排除故障，還能夠對運行設備實施監測、狀態警告以及自動處理等多種措施。在110kV的變電站系統中，此設置對于維護變電站自動化裝置的穩定運行起到非常重要的作用。

如圖1所示，A進線和B進線為110kV的進線，1～3號均為主變壓器，在10kV的側邊是單母線的四分段，所有分段上都配有電壓互感器，BZT1-4都是備用的自投裝置。把110kV的側開關依次定位為A～D，而10kV的側邊開關依次被定位為a～f，從左至右。

圖1 均分負荷站主接線圖

3.3 110kV變電站GIS設備的維護

110kV變電站的維護工作已經進行了很多年，各變電站在日常運行中積累了大量寶貴經驗，隨著自動化水平不斷提升，GIS變電站已經越來越頻繁地被采用除在密閉容器中布置電氣設備之外，還以SF6氣體作為設備絕緣材料和滅弧的介質。不過，雖然SF6本身是一種無毒氣體，但經過放電之后后卻會產生有毒物質，而這也在一定程度上提高了GIS變電站的維護難度。在日常維護中，工作人員應時刻注意SF6是否超過了臨界值。對于裝有SF6設備的裝置應加裝通風系統，并將風口設置于室內的底部。只有在確保了強力通風系統正常工作后，才可以使用SF6裝置。并且在日常操作中，嚴禁工作人員單獨進入配電裝置室，必須保證至少2人同時進入。在工作人員進入配電裝置室后，應保證每次15min以上的換氣時間。在工作人員操作的過程中，必須嚴格監測SF6的含量，一旦超過1000μL/L時，SF6報警器就必須發出警報，并迅速組織人員撤離。此外，影響設備正常運行的因素還包括水含量，通常要對設備進行3月/次的檢查，一旦檢測到超標，則應迅速作干燥處理，當發現漏電現象時，要進行帶電補氣措施。

3.4 設備異常處理

本次工程所使用的GIS設備具有很高的可靠性，通常情況下是不會出現故障的，故障發生率低于30%。但我們并不能因此而放松警惕，畢竟還是有出現故障的概率，而且最主要的是，SF6氣體一旦泄露，或者出現滲入外來的水分、導電線路存在雜質以及絕緣工具老化等問題，都會使GIS出現故障，而GIS所采用的全封閉式結構也造成了如下難題：工作人員在維修它時會面臨巨大挑戰。

對GIS設備異常檢測和維修的工作應該交給專人處理，成立一個專門的負責組，該負責組時刻檢查GIS系統的狀態，及時妥善地按照規定處理問題。

4 加強GIS設備維護的重要性

本次工程是220kV的GIS變電站，總投資達1.47億元，占地面積小，可靠性非常高，但設備維護也成為GIS變電站的難題。

為了進一步掌握GIS設備的所有性能和運行維護情況，我們在缺少相關資料的情況下，通過多方學習，掌握了GIS設備在運行和維護方面的知識。我們的目的在于加強此GIS變電站工作人員對GIS設備的熟悉程度，以便他們今后的維修工作能夠順利、高效地展開。

GIS設備的投入成本較大，并且變電站對下游用戶的用電具有直接影響，如果不能對GIS設備的故障提前處理或立刻拿出解決方案的話，用戶將面臨長時間的停電，這將對當地的經濟發展和民眾生活質量帶來很大的負面影響，因此，加強GIS設備的維護是非常重要的。

5 結語

GIS變電站具有傳統變電站無法比擬的優勢，但其本身也有一些不容忽視的缺陷，總的來說，GIS變電站將會成為未來變電站的主流。本文以某省的220kV GIS變電站為例，詳細介紹了GIS設備的運行及維護方法，為將來建造更多的GIS變電站提供技術參考。

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TM73

A

1004-7344（2016）28-0144-02

2016-8-18

廖雄健（1973-），男，壯族，廣西貴港人，助理工程師，本科，主要從事變電設備的運行維護等管理工作。