變電站及發電廠設備故障檢修軟件的開發

廣西大學電氣工程學院 冉明皓

國網天津市電力公司檢修公司 趙星云

隨著科技的發展，電能已經成為當下社會生活最重要的能源之一，因此確保電氣設備的安全運行以保證正常供電就顯得至關重要。電力系統中的故障事故形成的原因較多，因此減少系統性故障也應從多方面入手。本文總結了關于發電廠及變電站GIS設備的故障種類及對應的解決措施，歸納了電氣設備的日常維護方法。并在Windows開發環境下，使用VB 6.0做成發電廠及變電站的故障管理系統，方便電廠工作人員的使用和維護。

眾所周知，電力系統主要由發電廠發電、線路輸電、變壓器配電和用電等環節構成，而現代的電力系統除了上述幾個環節之外，還包括對電能的控制監測，信息通信等功能，是一個龐大而又復雜的系統。因此在如此龐大的系統下，出現故障往往第一時間較難以掌握問題的關鍵，這就需要工作人員對發電廠的電氣設備有全面的了解和關鍵有效的診斷手段，在故障發生的較短時間內能及時處理。我國對負荷供電大致分為三個等級，其中一類負荷和二類負荷都有著較高的電能質量要求，因此建立一個發電廠的故障管理系統十分必要。隨著國家對電力系統的完善和發展，我們對該故障管理系統的數據庫整理越來越完善，通過多年來學者們的經驗和總結，我們將發電廠和變電站的故障類型和解決方法歸納至本故障管理系統中，日后也會不斷進行完善，實現電力系統故障檢測的優化。

1 變電站GIS設備故障

變電站GIS設備，即封閉式氣體絕緣組合電器是將多種變電設備，如斷路器、互感器等統一封閉在充SF6氣體的金屬體中。在超高壓和特高壓輸電領域中，GIS更顯示出常規開關設備無法比擬的優勢。所以研究GIS設備的故障檢修問題具有十分重要的意義。如果設備發生故障，設備內部會存在死角，空間太小，很難準確的找出故障原因，同時還需要注意SF6在室內易造成人窒息，甚至還有可能產生部分氣體出廠不合格，其中內含有有毒雜質，給生命安全帶來威脅，因此檢修難度大。

1.1 GIS故障種類

GIS設備的故障種類大致分為五種，故障樹如圖1所示。

圖1 GIS設備的故障種類

其中操作機構和二次設備老化的故障多為設備本身的故障問題，如隔離開關不能正常斷合，出現短路，大面積停電等問題。而局部放電故障往往是因為設備剛剛投入使用，并沒有進行試運行，安裝環境與設備運行環境不符。SF6氣體泄漏和微水超標故障一般是因為運行時間較長，導致膠圈的性能老化。

1.2 GIS設備故障診斷

GIS設備的故障點一般發生于斷路器或者是互感器。斷路器故障一般是不能及時完成分合閘的開關工作，而互感器往往是因為在電流或電壓的轉換中出現較大偏差，GIS設備具體的故障診斷如表1所示。

表1 GIS設備具體的故障診斷

1.3 GIS設備的故障檢修

一旦有故障發生時，工作人員首先需要做的事就是確定故障發生類型，確定后按照檢修步驟來檢修電氣設備，并總結引起故障的原因和解決問題的經驗，必要時需要更換相關部件，操作過程中，首要保證工作人員的自身安全，按步驟完成檢修任務。有關GIS設備的檢修類型和相關解決手段整理如圖2所示。

圖2 GIS設備的檢修類型和相關解決手段

1.4 變電站設備維護

除了完善故障檢修方案，對變電站設備進行日常的維護也是至關重要的。工作人員要結合設備的日常運轉情況，制定切實可行的維護、檢修方法，詳細記錄工作過程，可以提升維護、檢修工作效率滿足了我們日常生活生產的電力需求。變電站維護可以總結為如圖3所示。

圖3 變電站維護

2 發電廠電氣設備故障

由于我國國民經濟的飛速發展，電能儼然成為最重要的資源之一。 我國能源部門的主要電力生產方式是依然是熱電廠發電。大部分電廠發電都是依靠大型機組，無疑可以有效地提高發電效率。但是，大型設備的壽命也是有限的，而且大型設備的故障一旦發生，往往很難在較短時間內及時解決。發電機組的故障情況是我們不得不思考的一個重要問題。只要及時進行設備的檢修和維護，就可以為電廠提供穩定的性能。因此，有必要進行預測以改善工廠的運行并迅速消除工廠電氣設備的故障。如何通過消除電氣設備運行的障礙來確保發電廠的安全可靠運行。這是一個值得深入研究的問題。

2.1 常見故障及解決措施

一般情況下，發電廠往往會發生電氣設備故障，接地故障又或者是線路的回路故障等，其中設備故障一般是發電機或者變壓器的原因。而線路故障往往是因為絕緣，導線斷裂或者溫升過高導致短路。具體故障情況和解決措施如表2所示。

表2 發電廠電氣設備故障

2.2 發電廠日常維護方式

對于電廠來說，檢修管理并維護電氣設備不是一蹴而就的任務，而是一項長期性工作，所以不僅需要在故障發生時及時解決，更重要的是加強發電廠的日常維護工作。科學的管理系統，切實可行的設備管理方案和對高素質人才的培訓實踐可提高設施的正常運行，提高電廠的市場效率和競爭力，這是長期的工作要求，為企業發展提供了必要的保證。具體的維護措施如圖4所示。

圖4 發電廠日常維護方式

3 故障管理軟件的開發

故障管理系統是采用VB6.0為環境，知識庫使用Access建立的數據庫。設計初衷意在構建一個完整的發電廠及變電站的故障檢修系統，把近年來相關的故障進行歸納，便于工作人員對電廠的使用和維護。所以該故障管理系統主要有以下幾點內容。

3.1 用戶登錄

系統的初始登錄界面如圖5所示，單擊“登錄”按鈕后，按要求輸入用戶名和密碼后（本系統設置為123456）才能完成登錄，當輸入的用戶名或密碼與設定值不同時會提示：用戶名或密碼出錯。具體如圖6所示。

圖5 系統的初始界面

圖6 登錄界面

正確登錄后即可進入本系統的目錄，分為四大內容，分別是發電廠故障，變電站GIS設備故障，工作日記和系統簡介。具體如圖7所示。

圖7 系統的目錄

3.2 發電廠故障查詢

點擊進入到發電廠故障模塊后，可以輸入故障類型查詢對應的故障現象和解決措施，如圖8所示。

圖8 發電廠故障查詢

對于其故障的應對措施也總結其中，具體描述情況如圖4所示的思維圖所示。

3.3 變電站GIS設備故障查詢

點擊進入變電站GIS設備故障界面后，對三種故障類型做了詳細介紹和總結，對檢修人員的實用性較強，而且便于后續新故障類型出現時及時添加。具體如圖9所示。

圖9 變電站GIS設備故障查詢

3.4 工作日記

此故障管理系統還設計了一個工作日記的功能，在工作人員進行日常的檢修過程中，可以及時將設備情況或異常情況記錄在工作日記中，便于工作交接或后續的維護情況調查。如圖10所示。

圖10 工作日記

結語：通過VB6.0的編程完成了發電廠和變電站故障管理軟件系統的設計，不僅方便初學者和工作人員的學習和使用，日后還可以對其功能進行完善和改進，而且該系統具有的故障查詢功能極大的方便了檢修人員的維護過程，對提高發電廠檢修效率有著顯著作用。

發電廠和變電站故障的知識庫建立需要龐大的信息數據來支持，作者在查閱大量文獻，將多年來的故障類型和解決措施均總結在本文并統一歸納在此故障管理系統中，希望能幫助工作人員在變電站的維護檢修工作中起到一定的幫助作用，提升電力系統的穩定性和可靠性，滿足居民和國家的用電需求。