论文部分内容阅读
【摘 要】目前工业先进国家一般会采用状态维修制度，实施设备状态检修不仅仅是技术方面的发展进步，还是现行检修管理体制的改革。本文对变电站高压电气设备的状态检修的工作进行分析,主要介绍变压器、高压断路器、发电机、电动机等检修。同时也对如何对检修新技术做了一些简单说明。
【关键词】高压电气设备；变电站；检修；新技术
0.引言
随着电力系统的不断发展，电气设备逐渐从计划检修向状态检修转变。状态检修是设备检修方式的必然选择，它根据设备运行状态来决定是否要进行检修的优化检修工作模式，对提高电力设备的运行可靠性，保证高压电气设备的运行安全起着十分重要的作用。消除设备缺陷，排除隐患，保持和恢复设备，提高和保持设备最高效率，使设备安全运行，提高设备利用率，延长设备使用年限。如今开展电气设备状态检修有着十分重要的意义。
1.高压断路器的检修
在停送电时，断路器发生机械卡涩是时有的事，为此，操作人员往往要反复操作动作方能合上、断开断路器。这个缺陷不仅导致电厂在运行中高压断路器经常被迫发生计划之外的停运，而且直接使得机组开机时间延长，影响发电机并网运行速度跟质量，电厂发电量受到负面影响则是很自然的事。此外，线路侧断路器的停运也有一大弊病，就是不利于电网的稳定运行，使得电网潮流分布受到影响。工作缸由于机械磨损导致活塞漏油；活塞密封圈因为弹性减弱使得压缩量明显少于安装前；密封圈伸出面低于固定凹槽台面，造成密封不良；二级阀密封效果不佳；由于二级阀和下阀体结合处的金属密封线不平整使得此处不能保持高油压。以上种种液压机构构件结合部的小毛病，正是导致断路器液压机构在运行中发生泄压、打不起压进而影响断路器正常合闸的罪魁祸首。液压机构的泄压问题是高压断路器在运行中发生频率最高的故障之一。解决这类问题，我们采用的检修方法是：首先充分掌握设备工作原理及属性，然后依据机构动作原理，针对各机件结合部之间存在的明显缺陷，采取行之有效的方法、有重点的加以解决。实践证明这一做法是行之有效的。材料方面由于GD圈密封垫性能上达不到预期要求，所以自选。我们制做了一块46mm×35mm的尼龙王垫，反复测试液压机构在各种非正常工作状况下的工作情况，各项指标均达到预期工作条件。为了精益求精，我们增加调节垫的高度，压紧密封圈，这使得管道连结安装精密度得以保证，也确保了密封圈伸出部分高于固定凹槽台面高度。值得注意的是要保证安装质量，杜绝因为强行安装导致连接口损坏、变形等情况的发生。对于二级阀的检修，应着重修正并检查金属密封线精度（位于二级阀回路下阀体结合部），这样做使得二级阀回路的整体性能得以提高。安装过程中密封线要用手锤轻轻敲打直至锤紧，同时阀口用钢球堵住，测试密封性，用嘴吸能吸住则良好。液压机构运用上述检修手段后，主要缺陷消除，运行可靠率大有提高，据有关部门2年的可靠统计数据，可靠率提高到99％，改进前为92%。
2.隔离开关的检修
分析隔离开关缺陷，发现GW4—220型隔离开关结合增容后中间断口触头结构分布情况及运行工况要求，发现中间断口触头结构设计往往存在自身缺陷，这使得隔离开关时常无法正常推合。原有的设计，隔离开关操作时触指弹簧的弹簧压力仅能增加合闸时圆柱触头与触片之间的接触压力，触指弹簧并不能防止隔离开关分闸时因承受接触触指分闸反作用力使其过度返回进而导致弯曲现象的发生；在运行中间断口触头接触触指部分会因多次操作后而弯曲变形，进而导致合闸时弯曲触指和圆柱形触头互相抵触使得操作不方便的情况经常发生。若在此类状态下操作人员出现抵触过大、用力过猛，支柱绝缘子极有可能由于强行操作而断裂，造成不堪设想的安全事故。处理隔离开关缺陷。由于此缺陷发生的几率极其频繁，因而使得采用同样普遍通用的解决方案。在与厂家交流协商并考虑方案可实施性及检修的成本之后，决定采取下面的方案：加装4个铜套，位于触头内固定螺杆处，规格为12mm×8mm。这样铜套就不會影响运行合闸时圆柱触头与触指之间的接触压力，从而使得导电系统在运行时能够充分、可靠地接触，而分闸时上下两排触指由于铜套的阻挡能避免因过度返回而弯曲的现象，这不但能保证合闸时圆柱触头和触片的接触充分可靠，而且使得触指分闸后不弯曲。值得一提的是，由于铜套在运行中不在主导电回路内，传输负荷功率的责任并不承担，当然不会使出线座肩部产生过热的现象。安装铜套后，我们进行几组试验，天不随人意，几次操作过后隔离开关仍不能充分达到预期要求。
3.变压器和发电机的检测
局部电场增强或有气泡等这类缺陷存在于变压器绝缘内部，则运行中部区域可能会发生放电但并未贯穿性击穿导体间绝缘的现象，称为局部放电。绝缘老化是局部放电的根源．局部放电往往是设备发生击穿事故的先兆．如图2—6所示，提取放电的脉冲电流信号：其装置是电流传感器，具体安装在套管末屏引下线上与接地线上。提取局部放电的声信号：其方案是将超声传感器安在外壳上．采集到的声、电信号并不能马上派上用场，需要实现数字化测量，其步骤是经过数据采集单元，最后才能变成有用的信号方可进行数据处理与存储，当然这得借助于计算机。尤为重要的是，我们采用了数字滤波等一系列技术抑制电磁干扰在内的各种干扰。
为确保灵敏度，采用油色谱在线监测法，整个线监测过程如下，首先将变压器本体油通过循环管路循环然后送入脱气装置，然后送入分析仪，在经数据处理分析并打印出各种气体的含量值和谱图，我们所关心的气体有甲烷、乙烷、乙炔等，这些能够反映出变压器内部的故障是过热还是放电。预知维修(PM)——变压器、发电机的检修状态检修(CBM)，是根据设备运行的特征量，结合设备的历史检修、运行情况以及现在的运行状况，进而查明位置、故障性质和严重度。下面着重介绍“不断电和带负荷”稽核技术，该技术是基于检测到设备运行时的特征量，通过专业的测试软件系统，已达到准确获取预知性稽核设备(电气保护系统)的运行数据，这项技术实现了从停电立马就对设备健康状态进行监测分析到不停电就能对设备健康状态进行随时检测评估和预测可用寿命这项技术上的一次重大变革，是对状态检修与维护理念的一种新突破。此技术不仅能够全面的获取检测到当前元器件运行的安全隐患、主要运行数据等各项指标，而且能针对元器件运行时检测到的数据，判断元器件参数是否出现异常、元器件是否发生根本性故障甚至出现某些特殊异常的情况，工作人员可根据这种数据及时进行调整或维修，达到减少成本、时间、人力的目的。初次使用和运行或试验中发生特殊情况以及运行5年后的主要厂、站用变压器都要进行吊芯检查或检查维修。吊芯检修，通俗的将就是是将变压器的铁芯取出，然后根据各项标准数据，对铁芯的各个部件进行全面的检查、测量、试验，并且对各部位进行仔细清洗并处理检测到的缺陷。检修需要要起吊钟罩或铁芯，伤人或碰坏变压器部件可能会发生所以要尽一切可能避免，由于维修的盲目性，每年造成了巨大经济浪费，甚至产生了安全事故，既不经济又不安全、劳民伤财加伤人。 科学的状态维修制度应该这样：1）根据设备的实际运行状况、坚决执行“该修必修，修必修好”的政策，这样就能避免定期维修制度的弊端，效果显著，生产效率与经济效益及安全系数社会效益等均得到了大幅度提高。这种方法在发达国家早已普遍实施。2）随着微电子技术的发展进步和微机在国民生产中的广泛应用。监测手段日新月异，性能日臻完善，为我国广泛地推行状态维修制度提供了天时地利。作为一名电气专业的学生，我建议供电部门有计划、有步骤、有魄力地积极试点，认真总结，大胆推进。3）状态维修工作复杂。因此细致尤为重要，要做到对设备历年的运行记录、检修记录详细的整理统计、细致认真的分析摸底，同时進行理性的组织准备，摆正思想，不走捷径、少走弯路、脚踏实地、一步一个脚印。
4.新技术在电气设备状态检修中的应用
比较法和综合法是变电设备的状态故障诊断时最常见的两种技术：比较法是通过振动诊断、射线诊断等诊断技术，将所得出的各项数据与设备历年的数据结进行比较甄别，假若没有显著区别，则证明设备不存在缺陷；将测试结果与同一类型的进行比对，在同等条件下，若数据有明显出入，则设备毫无疑问有问题。该方法对设备的诊断较为基础，并且结果很模糊，分析不出哪有毛病。综合法诊断是一种系统诊断方法，实施前需要获取大量数据，其中包括住线监测系统提供的各种大量数据，像变压器的绝缘、油色谱、负荷情况、运行温度，开关类设备检测数据，离线采集到的设备数据，将这些数据归纳总结分析出设备的运行信息。将经过收集整理后的数据与基于知识的专系统知识库的数据进行匹配，好像查表似的轻松得出诊断结果。新技术①红外线点温计。该仪器是一种手持的，操作简单的测量仪器，它能快速直接的检测发热状况，更神奇的是该仪器几乎对各类电器设备均适用，而且能够准确、简单地进行故障发热检测②红外线热像仪。这是一种既能在设备正常运行又能在设备停止工作时进行热像分析及检测的仪器。正常运行下，发电机、CT、工厂电缆等设备的检测中都能正常进行，发电机定子铁损试验也同样适用，发电机转子护环的拆装工它也能派上用场。③超声波流量探测仪。一般此仪器用于停机检修中，对于在线测量发电机定子进(出)水总管的流量也能担当重任，在停机检修中，也可以采用该仪器进行发电机电子线棒流量的测定，大型变压器循环油系统的流量及断路器附属系统的冷却水流量等。④发电机在线综合分析专家系统。该系统可以综合分析发电机的各种工况参数，例如对绝缘、电流、振动、温度、电压、励磁寿命等进行分析，并对照专家系统给出权威的结论和客观全面的处理意见。
5.结语
随着设备管理容量的变大，通过设备状态检修管理促进设备管理水平提高，这也可以提高设备管理信息化管理水平。我们要不断改进和创新状态检修管理，这也是迫切需要解决的新问题。只要可以推进设备状态检修的管理，提高和完善设备管理水平，就可以提高电网设备运行可靠性，减少电网损耗，提高电网的电能质量。
【参考文献】
［１］李常熔．工厂设备诊断技术概论[M]．北京：水利工厂出版社，2009.
［２］顾建明.供电企业实施输变电设备状态检修的主要策略研[J].2007.
［３］关建军．发电机组在线检测技术和运行状况分析和评估报告[J].2008.
【关键词】高压电气设备；变电站；检修；新技术
0.引言
随着电力系统的不断发展，电气设备逐渐从计划检修向状态检修转变。状态检修是设备检修方式的必然选择，它根据设备运行状态来决定是否要进行检修的优化检修工作模式，对提高电力设备的运行可靠性，保证高压电气设备的运行安全起着十分重要的作用。消除设备缺陷，排除隐患，保持和恢复设备，提高和保持设备最高效率，使设备安全运行，提高设备利用率，延长设备使用年限。如今开展电气设备状态检修有着十分重要的意义。
1.高压断路器的检修
在停送电时，断路器发生机械卡涩是时有的事，为此，操作人员往往要反复操作动作方能合上、断开断路器。这个缺陷不仅导致电厂在运行中高压断路器经常被迫发生计划之外的停运，而且直接使得机组开机时间延长，影响发电机并网运行速度跟质量，电厂发电量受到负面影响则是很自然的事。此外，线路侧断路器的停运也有一大弊病，就是不利于电网的稳定运行，使得电网潮流分布受到影响。工作缸由于机械磨损导致活塞漏油；活塞密封圈因为弹性减弱使得压缩量明显少于安装前；密封圈伸出面低于固定凹槽台面，造成密封不良；二级阀密封效果不佳；由于二级阀和下阀体结合处的金属密封线不平整使得此处不能保持高油压。以上种种液压机构构件结合部的小毛病，正是导致断路器液压机构在运行中发生泄压、打不起压进而影响断路器正常合闸的罪魁祸首。液压机构的泄压问题是高压断路器在运行中发生频率最高的故障之一。解决这类问题，我们采用的检修方法是：首先充分掌握设备工作原理及属性，然后依据机构动作原理，针对各机件结合部之间存在的明显缺陷，采取行之有效的方法、有重点的加以解决。实践证明这一做法是行之有效的。材料方面由于GD圈密封垫性能上达不到预期要求，所以自选。我们制做了一块46mm×35mm的尼龙王垫，反复测试液压机构在各种非正常工作状况下的工作情况，各项指标均达到预期工作条件。为了精益求精，我们增加调节垫的高度，压紧密封圈，这使得管道连结安装精密度得以保证，也确保了密封圈伸出部分高于固定凹槽台面高度。值得注意的是要保证安装质量，杜绝因为强行安装导致连接口损坏、变形等情况的发生。对于二级阀的检修，应着重修正并检查金属密封线精度（位于二级阀回路下阀体结合部），这样做使得二级阀回路的整体性能得以提高。安装过程中密封线要用手锤轻轻敲打直至锤紧，同时阀口用钢球堵住，测试密封性，用嘴吸能吸住则良好。液压机构运用上述检修手段后，主要缺陷消除，运行可靠率大有提高，据有关部门2年的可靠统计数据，可靠率提高到99％，改进前为92%。
2.隔离开关的检修
分析隔离开关缺陷，发现GW4—220型隔离开关结合增容后中间断口触头结构分布情况及运行工况要求，发现中间断口触头结构设计往往存在自身缺陷，这使得隔离开关时常无法正常推合。原有的设计，隔离开关操作时触指弹簧的弹簧压力仅能增加合闸时圆柱触头与触片之间的接触压力，触指弹簧并不能防止隔离开关分闸时因承受接触触指分闸反作用力使其过度返回进而导致弯曲现象的发生；在运行中间断口触头接触触指部分会因多次操作后而弯曲变形，进而导致合闸时弯曲触指和圆柱形触头互相抵触使得操作不方便的情况经常发生。若在此类状态下操作人员出现抵触过大、用力过猛，支柱绝缘子极有可能由于强行操作而断裂，造成不堪设想的安全事故。处理隔离开关缺陷。由于此缺陷发生的几率极其频繁，因而使得采用同样普遍通用的解决方案。在与厂家交流协商并考虑方案可实施性及检修的成本之后，决定采取下面的方案：加装4个铜套，位于触头内固定螺杆处，规格为12mm×8mm。这样铜套就不會影响运行合闸时圆柱触头与触指之间的接触压力，从而使得导电系统在运行时能够充分、可靠地接触，而分闸时上下两排触指由于铜套的阻挡能避免因过度返回而弯曲的现象，这不但能保证合闸时圆柱触头和触片的接触充分可靠，而且使得触指分闸后不弯曲。值得一提的是，由于铜套在运行中不在主导电回路内，传输负荷功率的责任并不承担，当然不会使出线座肩部产生过热的现象。安装铜套后，我们进行几组试验，天不随人意，几次操作过后隔离开关仍不能充分达到预期要求。
3.变压器和发电机的检测
局部电场增强或有气泡等这类缺陷存在于变压器绝缘内部，则运行中部区域可能会发生放电但并未贯穿性击穿导体间绝缘的现象，称为局部放电。绝缘老化是局部放电的根源．局部放电往往是设备发生击穿事故的先兆．如图2—6所示，提取放电的脉冲电流信号：其装置是电流传感器，具体安装在套管末屏引下线上与接地线上。提取局部放电的声信号：其方案是将超声传感器安在外壳上．采集到的声、电信号并不能马上派上用场，需要实现数字化测量，其步骤是经过数据采集单元，最后才能变成有用的信号方可进行数据处理与存储，当然这得借助于计算机。尤为重要的是，我们采用了数字滤波等一系列技术抑制电磁干扰在内的各种干扰。
为确保灵敏度，采用油色谱在线监测法，整个线监测过程如下，首先将变压器本体油通过循环管路循环然后送入脱气装置，然后送入分析仪，在经数据处理分析并打印出各种气体的含量值和谱图，我们所关心的气体有甲烷、乙烷、乙炔等，这些能够反映出变压器内部的故障是过热还是放电。预知维修(PM)——变压器、发电机的检修状态检修(CBM)，是根据设备运行的特征量，结合设备的历史检修、运行情况以及现在的运行状况，进而查明位置、故障性质和严重度。下面着重介绍“不断电和带负荷”稽核技术，该技术是基于检测到设备运行时的特征量，通过专业的测试软件系统，已达到准确获取预知性稽核设备(电气保护系统)的运行数据，这项技术实现了从停电立马就对设备健康状态进行监测分析到不停电就能对设备健康状态进行随时检测评估和预测可用寿命这项技术上的一次重大变革，是对状态检修与维护理念的一种新突破。此技术不仅能够全面的获取检测到当前元器件运行的安全隐患、主要运行数据等各项指标，而且能针对元器件运行时检测到的数据，判断元器件参数是否出现异常、元器件是否发生根本性故障甚至出现某些特殊异常的情况，工作人员可根据这种数据及时进行调整或维修，达到减少成本、时间、人力的目的。初次使用和运行或试验中发生特殊情况以及运行5年后的主要厂、站用变压器都要进行吊芯检查或检查维修。吊芯检修，通俗的将就是是将变压器的铁芯取出，然后根据各项标准数据，对铁芯的各个部件进行全面的检查、测量、试验，并且对各部位进行仔细清洗并处理检测到的缺陷。检修需要要起吊钟罩或铁芯，伤人或碰坏变压器部件可能会发生所以要尽一切可能避免，由于维修的盲目性，每年造成了巨大经济浪费，甚至产生了安全事故，既不经济又不安全、劳民伤财加伤人。 科学的状态维修制度应该这样：1）根据设备的实际运行状况、坚决执行“该修必修，修必修好”的政策，这样就能避免定期维修制度的弊端，效果显著，生产效率与经济效益及安全系数社会效益等均得到了大幅度提高。这种方法在发达国家早已普遍实施。2）随着微电子技术的发展进步和微机在国民生产中的广泛应用。监测手段日新月异，性能日臻完善，为我国广泛地推行状态维修制度提供了天时地利。作为一名电气专业的学生，我建议供电部门有计划、有步骤、有魄力地积极试点，认真总结，大胆推进。3）状态维修工作复杂。因此细致尤为重要，要做到对设备历年的运行记录、检修记录详细的整理统计、细致认真的分析摸底，同时進行理性的组织准备，摆正思想，不走捷径、少走弯路、脚踏实地、一步一个脚印。
4.新技术在电气设备状态检修中的应用
比较法和综合法是变电设备的状态故障诊断时最常见的两种技术：比较法是通过振动诊断、射线诊断等诊断技术，将所得出的各项数据与设备历年的数据结进行比较甄别，假若没有显著区别，则证明设备不存在缺陷；将测试结果与同一类型的进行比对，在同等条件下，若数据有明显出入，则设备毫无疑问有问题。该方法对设备的诊断较为基础，并且结果很模糊，分析不出哪有毛病。综合法诊断是一种系统诊断方法，实施前需要获取大量数据，其中包括住线监测系统提供的各种大量数据，像变压器的绝缘、油色谱、负荷情况、运行温度，开关类设备检测数据，离线采集到的设备数据，将这些数据归纳总结分析出设备的运行信息。将经过收集整理后的数据与基于知识的专系统知识库的数据进行匹配，好像查表似的轻松得出诊断结果。新技术①红外线点温计。该仪器是一种手持的，操作简单的测量仪器，它能快速直接的检测发热状况，更神奇的是该仪器几乎对各类电器设备均适用，而且能够准确、简单地进行故障发热检测②红外线热像仪。这是一种既能在设备正常运行又能在设备停止工作时进行热像分析及检测的仪器。正常运行下，发电机、CT、工厂电缆等设备的检测中都能正常进行，发电机定子铁损试验也同样适用，发电机转子护环的拆装工它也能派上用场。③超声波流量探测仪。一般此仪器用于停机检修中，对于在线测量发电机定子进(出)水总管的流量也能担当重任，在停机检修中，也可以采用该仪器进行发电机电子线棒流量的测定，大型变压器循环油系统的流量及断路器附属系统的冷却水流量等。④发电机在线综合分析专家系统。该系统可以综合分析发电机的各种工况参数，例如对绝缘、电流、振动、温度、电压、励磁寿命等进行分析，并对照专家系统给出权威的结论和客观全面的处理意见。
5.结语
随着设备管理容量的变大，通过设备状态检修管理促进设备管理水平提高，这也可以提高设备管理信息化管理水平。我们要不断改进和创新状态检修管理，这也是迫切需要解决的新问题。只要可以推进设备状态检修的管理，提高和完善设备管理水平，就可以提高电网设备运行可靠性，减少电网损耗，提高电网的电能质量。
【参考文献】
［１］李常熔．工厂设备诊断技术概论[M]．北京：水利工厂出版社，2009.
［２］顾建明.供电企业实施输变电设备状态检修的主要策略研[J].2007.
［３］关建军．发电机组在线检测技术和运行状况分析和评估报告[J].2008.