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浅谈内蒙古500kV主网运维发展历程与前瞻

2020-01-11

科教导刊·电子版 2020年26期
关键词:供电局内蒙古变电站

(内蒙古超高压供电局 内蒙古·呼和浩特 010018)

0 前言

1993年12月4日,内蒙古高压供电局成立。1995年3月,第一条500千伏线路投入商业化运营,丰州电厂升压站与丰万线“半站一线”成为内蒙古超高压事业的开端。1999年,达拉特输电工区成立。2001年12月,内蒙古第一座拥有自主产权、自行设计建设的永圣域500千伏枢纽变电站投入运营,标志着内蒙古主网开始进入超高压时代,也是内蒙古超高压事业的新里程。

随着内蒙古主网的飞速发展,内蒙古超高压供电局从最初维护的“半站一线”到2011年笔者上班时的11座500kV变电站到2019年底锡超、乌超、内超的29座500kV变电站,电力设备数量突飞猛进,检修维护工作越来越繁重。

1 检修策略与周期的变化

内蒙500kV主网经历了500kV设备每年必检到2年一检,再到2013版《输变电设备状态检修试验规程》的3年+1年模式,目前到2018版《输变电设备状态检修试验规程》的基准周期3年,开展带电检测的设备可延长至不大于基准周期的2倍,即6年周期。检修周期的不断变化,主要原因有两个:一是设备数量越来越多,人员不足,很容易出现设备的预试超周期。二是传统停电检修模式试验电压也较低,现场干扰较大,发现缺陷率低,不及时。为及时发现设备故障,在故障初期对设备及时维护可避免设备的恶性发展,保证电网的安全稳定运行,在线监测技术应运而生。目前较为成熟的在线装置主要有油色谱在线监测装置,阻性电流在线监测装置,断路器分合闸速度在线监测,局部放电在线监测技术等。在线监测系统的安装,又涉及经济成本,安装维护,稳定性,设备数量多等众多因素的影响,不太可能实现在线监测全面覆盖。由于繁重的检修任务和传统检修模式针对性较差的弊端,状态检修因此提上日程。设备状态检修评价所需信息众多,涉及到运行日常巡检,高压专业例行试验、诊断性试验,带电检测,以及在线监测、家族缺陷、不良工况等信息。状态检修在一定程度上使停电检修更具有针对性,延长了预试周期,减轻了工作量。即便如此,仍然无法解决设备多、人员少的突出尖锐矛盾。

随着2018版内蒙古《输变电设备状态检修试验规程》的颁布,开展带电检测的设备可按基准周期的2倍时间开展停电检修,延长检修周期可大量减轻检修人员的工作量,但同时增加了设备安全运行风险。在设备运行期间加强带电检测,及时掌握设备状态发展趋势显得非常重要。这就对修试人员提出了更高的要求,不仅要做好传统的高压预试,更要学习新技术,应用新技术,转变角色从治病到治未病。

2 带电检测技术的应用与成效

近几年随着电子技术,传感器技术的突破,局部放电带电检测技术得到了飞速发展,国家电网与新加坡能源局进行行业对标,在国内开展了大量的实际应用,发现了很多缺陷,并进行了解体验证,充分证明了局部放电带电检测技术的先进性,可靠性。局部放电带电检测技术可在设备故障初期及时发现设备隐患。目前已广泛应用的带电检测技术主要有:超声波、特高频、高频局部放电带电检测,紫外放电带电检测,SF6红外检漏,紫外检漏,SF6分解物,微水,纯度分析,暂态地电压,红外测温,油色谱分析,避雷器阻性电流测试,铁芯夹件接地电流测试等。

近几年来,内蒙古超高压供电局积极开展带电检测外委工作,开展的带电检测主要有变电站一、二次设备的精确红外测温,容性设备高频局部放电检测,罐式断路器超声波局部放电带电检测,电力电缆超声波,特高频局部放电,变压器(电抗器)超声波局部放电,绝缘子零值检测。2018年仅内蒙古超高压供电局就发现一般缺陷55条,严重缺陷27条,危机缺陷1条。此外,2017年红外测温发现丰泉站500kV永丰1线高压并联电抗器C相高压套管缺油缺陷,经现场解体检查,验证确定为套管存在内漏,假如任其发展,套管炸裂终会发生。2017年十一保电期间高压班进行保电精确测温时发现汗海变电站220kV汗团1线耦合电容器发热,经确定为电压致热性缺陷,检修人员及时处理,避免了重大政治影响,圆满完成十一及十九大重大保电任务。带电检测技术可有效发现设备内部局部放电缺陷,为设备停电检修提供了最有力的技术支持,或缩短带电检测周期加强监测,或安装重症监护系统实时监测,或立即停电检修,而且可根据系统气隔图,内部结构图对缺陷气室及缺陷部位进行精确定位,缩小停电检修范围,使解体检修更具有针对性。最近两年内,内蒙古各地市公司相继配齐了各种高精尖带电检测设备,积极开展红外测温、局部放电、紫外放电、支柱绝缘子探伤等工作,带电检测技术在发现设备缺陷方面已经崭露头角,对GIS设备开展带电检测显得更加重要。

3 GIS变电站的不断建设

内蒙古电网在变电站转型方面做出了很大改进,内蒙古乌海、包头地区多座敞开式变电站处于重污秽地区,防污闪事故压力较大,近年来内蒙古电力公司加强了防污闪治理力度,同时加快了GIS、HGIS的建设进程。随着内蒙古超高压供电局赛罕、红庆河变电站的投产,内蒙古电网开启了500kVHGIS变电站的快速发展时代。

GIS采用六氟化硫(SF6)气体作为绝缘和灭弧介质,将高压电器元件全部密封在接地金属管道中,与传统敞开式变电站相比,GIS变电站具有占地面积少,电气设备不受环境干扰、运行可靠性高、检修周期长、运维工作量少,安装便捷、电磁干扰若等优点。

GIS设备不同于敞开式变电站一次设备,检修项目及试验项目与常规站差异较大。首先,检修班组一次设备检修维护工作量变小,但由于设备的不可视化,各类设备的电气及机械闭锁,使检修判断难度提高,设备误操作的风险大大增高。工作人员需要进行设备内部结构、工作原理、机械及电气闭锁逻辑的相关培训。其次,高压试验项目变多,如超声波局部放电、特高频局部放电检测,增加了大量的隔室SF6微水、分解物、纯度检测,红外测温工作及存在漏气风险开展的SF6气体红外检漏工作,增加了大量带电检测工作为状态检修提供技术支撑。

汲取国网多年的运维经验,GIS设备主要存在三类问题:(1)SF6 漏气;(2)设备内部局部放电;(3)长母线形变。经调查研究,GIS设备发生事故的最主要原因就是现场安装质量不良导致。关于漏气和设备内部局部放电,主要原因有三个:(1)安装现场存在一定偏差,如导电部分接触不良、插入深度不够、压紧力不足等问题,紧固螺丝未执行对角预紧固标准化作业流程导致密封垫在安装过程中压紧力不同、脱槽等缺陷,设备存在漏气隐患和局部放电隐患。(2)导电部分、绝缘盆子等安装过程中被划伤、存在毛刺或者安装环境粉尘较多等问题,导致耐压及局放试验不合格。赛罕变电站发生了500kV断路器耐压不用通过,经检查为绝缘盆子闪络。(3)在严寒地区严禁冬季施工,地基不牢导致的设备区塌陷问题频发,且治理难度、工作量相当大。内蒙古超高压供电局500kV春坤山变电站出现的地基塌陷问题,使得设备倾斜、刀闸操作不到位问题治理了好几年都未彻底解决。因此,从基础抓起,杜绝冬季地基建设很有必要。对于室外运行的GIS变电站,运行人员应该重点关注夏季高温、冬季极寒天气下的GIS母线伸缩节伸缩量,并加以标记或者安装卡尺,关注GIS长母线形变量,避免设备受到压力挤压及拉伸破坏,造成设备损坏、漏气造成不必要的停电检修或者事故。

GIS设备由于绝缘距离小,安装现场无尘化要求较高。建议GIS安装现场使用移动厂房,整个施工现场安装防尘网挡尘、地上铺防尘垫、现场喷淋降尘、厂房定时拖地、风淋间绝尘,采取可能的措施降低空中粉尘浓度,尽最大努力实现安装现场无尘化。

4 管理模式精益化

内蒙古超高压供电局全面贯彻“安全第一、预防为主、综合治理”的方针,加强电网设备运维安全管控,做好六年滚动计划,深化开展“年方式、月计划、周安排、日管控”模式,保证设备、电网安全稳定运行。

积极实施设备“双主人制”,积极开展专业化巡检。以检修单位为主、运行单位配合,充分利用检修专业技术和检测装备优势,对变电设备开展有针对性地巡视和检测。专业化巡检纳入状态检修管理体系,与状态检修的设备信息收集、状态评价和风险分析、检修策略制定及实施等环节相融合。

积极制定与实施检修(施工)方案管理标准、应急抢修管理标准、设备缺陷管理标准、专业化巡检管理规定等多项管理制度。全面开展验收的全面提前介入:从初设、可研阶段,基层班组技术力量开始介入,提出建设性意见,基层工作人员参与设备监造,在设备安装阶段参与验收、学习,发现问题就地解决,设备试验全程参与监督、验收,基层验收人员到现场参与对隐蔽工程的监督与管理。

5 内蒙古电网值守模式发展与前瞻

随着通讯、计算机、自动化等技术在电网中得到广泛深入的应用,并与传统电力技术有机融合,极大地提升了电网的智能化水平。电网调度是电力系统最常见的操作,传统的设备操作模式耗时长、存在误操作的风险较大。其中变电站操作一键顺控技术采用监控后台顺序控制,由计算机按照程序自动执行操作票的遥控操作和状态检查,不会出现操作漏项、缺项,操作速度快、效率高,节省了操作时间,降低了操作人员的劳动强度,也提高了变电站操作的自动化水平,在一定程度上节约了人力资源,解决了运行人员不足的问题。

内蒙电网的500kV变电站正在实施少人值守模式,运行部门上班模式会进行较大的改变,公司本部成立了集控中心,在包头、集宁会成立操作队驻扎地。目前变电站正在实施D5000传动,正在从多人值守向少人值守转变,最终随之而来的可能就是无人值守。目前国网发展多地已实现无人值守,并实现了一键顺控,内蒙电网应抓紧步伐向一键顺控方向发展。

6 总结

内蒙古超高压供电局负责蒙西500千伏电网的前期规划、建设运营、管理维护、资产经营、市场营销、关口计量综合业务,同时承担着蒙西电网东送华北10条(包括托源四回、丰万双回、汗沽双口、海万双回)500千伏通道的运维工作。内超、锡超、乌超三个超高压供电局共完成29座500千伏变电站、近7000公里的500千伏输电线路的建设任务,承担着国家实施“西电东送战略、自治区贯彻落实“七网同建、七业同兴”目标,电力公司建设坚强电网、清洁电网、人文电网和“两型三化”现代公司的光荣使命。近十年来,内蒙古500kV电网建设速度不断加快,管理模式不断精益化,为自治区及华北地区经济的快速发展作出了杰出贡献。

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