110kV智能变电站GIS设备故障分析及对策.pdf

Applications创新应用262 集成电路应用 第 40 卷 第 10 期（总第 361 期）2023 年 10 月修人员和设备的安全性。（4）接地保护：GIS设备中的接地刀闸可以将设备接地，对残余电荷进行放电，在设备检修时防止误送电至检修设备，确保人身安全。（5）互感器：GIS设备中的互感器可以将大电压、大电流转化为小电压、小电流，供控制、保护和计量装置使用。综上所述，GIS设备主要是将断路器、隔离开关、接地刀闸、互感器等高压电器设备整合在一起，加上具有良好绝缘、灭弧能力的六氟化硫气体，形成一个紧凑的组合电器，实现电力系统的可靠、安全运行。2 110kV智能变电站GIS设备故障原因故障分类。GIS设备常见的故障分类包括以下几类：（1）机械故障：例如开关机构卡死、弹簧失效、接地刀闸故障等。（2）绝缘故障：例如设备内部发生放电、绝缘气体泄漏等。（3）电气故障：例如单相接地、相间短路等。（4）渗油故障：例如GIS设备内部密封不良，导致设备漏油。（5）发热故障：例如内部设备接触不良，导致发热。（6）配套设备故障：例如避雷器等配套设备故障。故障原因。机械故障是由于使用时间长导致设备老化、振动等原因导致设备间连接松动，例如0 引言随着电力行业技术水平的提高和电力市场化改革的深入推进，电网建设日益完善，变电站中的电气设备也在不停革新，比起传统的敞开式设备，GIS设备越来越受到人们的青睐。1 研究背景110kv智能变电站GIS设备的特点。气体绝缘开关设备（Gas Insulated Switchgear，GIS）属于高压配电装置的一种，具有结构紧凑，占地面积小、高可靠性、高安全性和维护方便的特点，目前已广泛运用于110kV及以上的智能变电站。GIS设备主要由气体绝缘断路器、隔离开关、接地刀闸和互感器等高压电器组成，并在腔体充入灭弧、绝缘性质良好的绝缘六氟化硫气体。利用自动化操作和远程控制技术，能显著提升智能变电站GIS设备的运行效率，从而提升电力系统的可靠性和安全性。GIS设备的运行原理如下：（1）气体绝缘和灭弧：GIS设备内的六氟化硫气体具有良好的电气绝缘性能和灭弧能力，能有效抑制高压电气间的放电和电弧。（2）关合电流：GIS设备中的断路器可以关合正常的工作电流，与保护装置配合还可以快速切除故障电流。（3）高压隔离：GIS设备中的隔离开关可以实现检修设备与电源间的有效隔离，确保检作者简介：吕梦琳，国网江苏省建湖县供电分公司；研究方向：智能变电站技术。收稿日期：2023-04-11；修回日期：2023-09-22。摘要：阐述110kv智能变电站GIS设备的特点，分析故障的种类和原因，探讨运维和检修的方法，包括自动化技术应用、加强设备监管、进行智能化检修，因此GIS设备将成为智能变电站的重要组成部分。关键词：智能变电站，GIS设备，故障诊断。中图分类号：TM595 文章编号：1674-2583(2023)10-0262-02DOI：10.19339/j.issn.1674-2583.2023.10.120文献引用格式：吕梦琳，施佳斌.110kV智能变电站GIS设备故障分析及对策J.集成电路应用,2023,40(10):262-263.110kV智能变电站GIS设备故障分析及对策吕梦琳1，施佳斌2（1.国网江苏省建湖县供电分公司，江苏 224700；2.国网上海青浦供电公司，上海 201700）Abstract This paper describes the characteristics of GIS equipment in 110kv intelligent substation,and puts forward the methods of operation maintenance and overhaul according to the common fault types and reasons.Including the application of automation technology,strengthening equipment supervision and management,intelligent maintenance.Index Terms intelligent substation,GIS equipment,Fault diagnosis.Analysis and Countermeasures of GIS Equipment Faults in 110kV Intelligent SubstationLYU Menglin1,SHI Jiabin2(1.State Grid Jiangsu Jianhu Power Supply Company,Jiangsu 224700,China.2.State Grid Shanghai Qingpu Electric Power Supply Company,Shanghai 201700,China.)Applications 创新应用集成电路应用 第 40 卷 第 10 期（总第 361 期）2023 年 10 月 263接地开关弹簧失效、刀闸不灵活等。解决方法是定期检查设备机械部件的状态，及时更换老化部件。对于绝缘故障，主要是由于绝缘材料老化、电流过载、其他微粒放电、潮湿等原因造成，例如绝缘气体泄漏、绝缘材料裂纹、设备内部放电等。解决方法是出厂时清除GIS设备内部异物，确保设备内部干净无其他微粒，另外，加强局部放电检测。对于电气故障，主要是由于人员误操作等原因引起，例如设备接地、短路等。解决方法是加强电气及逻辑五防验收，避免误操作导致的电气故障。对于渗油故障，主要是由于GIS设备密封不良，内部高压电器漏油，导致绝缘介质被污染，影响设备正常运行。解决方法是巡视时关注六氟化硫气体压力表，保持设备密封性能。对于发热故障，主要由于主触头或屏蔽罩的接触问题，造成设备过热，解决方法是加强红外测温，发现问题及时处理。对于配套设备的故障，主要是由于GIS设备配套设备老化或者损坏导致，例如避雷器等。解决方法是及时检查和记录泄漏电流表及计数器数字的变化。3 110kV智能变电站GIS设备的运维和检修自动化检修技术。110 kV GIS设备（气体绝缘开关设备）自动监测系统是基于自动化技术的重要应用，可以实时监测GIS设备的运行状态和性能参数，有效降低设备故障的风险，实现可靠运行。以下是如何将自动化技术应用于110kV GIS设备的自动监控中的建议：（1）采用现代化监测系统：设备应该配置现代化监控系统，包括数据采集、传输、处理、分析、显示、报警等功能，保证GIS设备的自动安全可靠运行。（2）选择先进的传感器设备：应选用先进的传感器设备，用以记录各种常见GIS运行参数，例如温度、压力、湿度、负荷等参数，并且在必要情况下增加其他传感器，使数据采集更加全面。（3）设计合理的决策算法：应根据GIS设备的具体情况和特点，设计出一套合理可靠的决策算法，通过数据处理来判断设备是否异常或者存在潜在的故障风险。（4）实现自动化控制和报警机制：当GIS发生异常或者存在故障风险时，系统应自动启动相应的控制和报警机制，在故障发生前提醒运维人员及时修复设备缺陷。（5）建立完善的GIS设备运维管理制度：对整个GIS设备进行周期性检查、保养、维修和改造，随着科技的发展，引进新技术新材料，不断改进，确保设备始终处于优良的工作状态。加强设备监管。（1）需要加强监管力度，制定完善的GIS组合电器设备监管标准和规范，对GIS设备的设计要求、生产制造、验收、安装、维护和保养等各个环节提出明确要求。同时加强生产管理和质量监控，对GIS组合电器设备的生产过程，从材料采购、工艺流程、设备检测等方面进行必要的管理和监督，保证产品质量和性能符合要求。（2）建立检验和测试机制，加强对GIS组合电器设备的检验和测试，确保实际性能与设计性能相符合。可以建立相关的监督检查制度，对GIS组合电器设备进行定期或不定期的现场检查，及时发现和处理存在的问题。（3）推行责任追究体系，将巡视、操作、检修责任落实到人，完善对应的奖惩机制，提高相关人员对于GIS设备的重视程度。智能化检修。利用可视化技术可以将GIS智能变电站内部的设备、线路等信息以3D虚拟模型的形式呈现出来，可让运维和检修人员直观地看到内部结构，提供参考。使用机器人巡检技术，可以在不进入GIS智能变电站的情况下进行巡视和检修，节省了人力资源，还可以在危险的故障现场检查测量设备数据，保证了人员安全。将GIS智能变电站内部的各种设备连接到物联网上，可以实现对设备状态进行实时监控和集成管理。使用大数据分析技术，可以对GIS设备的历史数据进行分析，以预测设备的故障，根据设备状态，提前制定维修计划。采用人工智能技术深度学习，通过保护动作信息、故障信号等判断出可能出现的故障供运维和检修人员参考，协助人员快速排查出具体故障。未来智能化检修技术还将在更多方面发挥重要作用。4 结语随着我国经济的不断发展和城市化的进程不断加快，对于电能的需求量也在不断增加。GIS设备作为一种具有高安全性、高可靠性的组合电器设备，已经得到了广泛的应用。本文通过对GIS设备的常见故障分析，从自动化检修、监管、智能化检修的角度提出运维和检修的具体方法。未来，随着电力系统不断发展，技术不断创新，GIS设备也会不断得到完善，成为智能变电站的重要组成部分，拥有更广阔的平台。参考文献1 郭文涛,王予疆,陈勇胜等.110kV变电站内GIS设备特高频局部放电检测方法研究J.大众标准化,2020(23):242-243.2 杨祺金.110kV变电站GIS设备SF6在线监测系统分析及应用J.中国高新科技,2020(06):40-41.3 陈湘刁.变电站GIS设备安装和调试的质量提升研究J.光源与照明,2022(09):90-92.4 彭勇,汤会增,张利等.变电站GIS设备数字化建模与辅助检修平台开发J.江西电力,2023,47(02):38-43.5 陈宁,邢智杰,姜鑫鑫等.变电站GIS设备SF6压力在线监测装置应用分析J.电力与能源,2023,44(03):301-303.