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SF6氣體絕緣變壓器（GIT）的運(yùn)行與維護(hù)
隨著現(xiàn)代化城市步伐的加快，城市人口數(shù)量增多引起的用電量急劇增加，電力負(fù)荷密度已越來(lái)越大。我們使用的大容量油浸式變壓器，一旦發(fā)生意外的情況，會(huì)對(duì)人們的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來(lái)嚴(yán)重的危害。人們對(duì)變壓器的消防要求比較嚴(yán)格。除開(kāi)常規(guī)的油浸式變壓器，環(huán)氧樹(shù)脂澆注變壓器由于電壓等級(jí)及容量受限，一般只能作為10kV及35kV系統(tǒng)使用，在110kV及以上系統(tǒng)中SF6氣體絕緣變壓器（GIT）在地下變電站以及人口密集、場(chǎng)地狹窄、防火要求高的市區(qū)變電站等場(chǎng)所的使用日益廣泛。
1 SF6氣體絕緣變壓器在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀
香港地區(qū)是我國(guó)使用高壓電器、氣體絕緣變壓器zui早的地方，安裝運(yùn)行的數(shù)量也比其它地區(qū)要高，香港在早期就頒布了新投運(yùn)內(nèi)的變電設(shè)備不能為油絕緣設(shè)備的規(guī)定，香港兩大電力公司積極響應(yīng)這一口號(hào)，開(kāi)始使用氣體絕緣變壓器，因此，GIT在全部變壓器的種類(lèi)中占非常大的比重。
北京使用SF6氣體絕緣變壓器的時(shí)間為1998年，地點(diǎn)是白家莊變電站，從那以后，開(kāi)始逐漸使用該變壓器，陸續(xù)投運(yùn)使用的110kv電壓等級(jí)的GIT有13臺(tái)，其中，松下彩色顯像管廠自備了2臺(tái)，這些變壓器的容量大約為31.5MVA到50MVA。
深圳從1997年開(kāi)始運(yùn)行SF6氣體絕緣變壓器，目前共有6臺(tái)變壓器在運(yùn)行中，其中在投運(yùn)安裝的三臺(tái)以后，又投運(yùn)了三臺(tái)變壓器設(shè)備。
其他城市使用的高電壓、大容量GIT的時(shí)間相對(duì)比較晚，并且投運(yùn)的數(shù)量也比較少。例如上海市僅世貿(mào)商城有2臺(tái)在運(yùn)行。
根據(jù)調(diào)查的資料我們可以知道，目前國(guó)內(nèi)使用的110kv及以上電壓等級(jí)的GIT變壓器，基本是日本電力設(shè)備制造生產(chǎn)的產(chǎn)品。
2 SF6氣體絕緣變壓器在國(guó)內(nèi)運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)
香港作為使用SF6氣體絕緣變壓器zui早、使用數(shù)量zui多的城市，其電力公司的經(jīng)驗(yàn)相當(dāng)具有說(shuō)服力。在1990年12月，世界上*275kv/11kv，30MVA以SF6氣體作為絕緣介質(zhì)和冷媒的變壓器在香港的電燈有限公司投入運(yùn)行，解開(kāi)了大容量氣體絕緣變壓器使用的歷史。在隨后10年的時(shí)間里，該公司陸續(xù)投入使用的變壓設(shè)備大約有31臺(tái)，并且運(yùn)行狀況良好，能夠帶來(lái)比較大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。該公司在今后的發(fā)展過(guò)程中，還將繼續(xù)使用該變壓器。
在國(guó)內(nèi)的其它地方，運(yùn)行SF6氣體絕緣變壓器時(shí)間比較長(zhǎng)的為深圳地區(qū)。根據(jù)相關(guān)的調(diào)查資料，我們了解到，該地區(qū)在1997年的6月份投運(yùn)了3臺(tái)110kv，50MVASF6氣體絕緣變壓器，在投運(yùn)以后，各項(xiàng)參數(shù)運(yùn)行基本正常，風(fēng)冷系數(shù)的運(yùn)行也比較正常，并沒(méi)有發(fā)出任何的電壓異常警告，因此，在*批投運(yùn)以后，又運(yùn)行了三臺(tái)，到目前為止，仍能夠正常的使用。
北京供電公司在1998年的白家莊變電站運(yùn)行SF6氣體絕緣變壓器以后，到目前為止，總臺(tái)數(shù)為13臺(tái)。北京供電公司使用SF6氣體絕緣變壓器的時(shí)間雖然不長(zhǎng)，但是已經(jīng)充分的了解到SF6氣體絕緣變壓器的*性。更多的SF6氣體絕緣變壓器將繼續(xù)安裝在無(wú)人值班的變電站中。
3 SF6氣體絕緣變壓器的故障診斷以及防范措施
3.1 SF6氣體絕緣變壓器故障機(jī)理
在SF6氣體絕緣變壓器中，促進(jìn)SF6氣體分解的放電類(lèi)型主要有三種：火花放電、局部放電和電弧放電。其中，火花放電主要是一種氣隙，短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電容性放電，這種放電類(lèi)型產(chǎn)生的能量比較低，產(chǎn)生的電流分解物和電弧放電產(chǎn)生的分解物有明顯的差異。電弧放電主要是因?yàn)殡娐钒l(fā)生短路故障引起的。SF6氣體絕緣變壓器的另外一種放電形式為局部放電，長(zhǎng)時(shí)間的局部放電也能夠產(chǎn)生相應(yīng)的分解物，并且這些分解物比較容易積累在一起。除了以上三種類(lèi)型能夠引發(fā)SF6氣體分解產(chǎn)生放電現(xiàn)象以外，過(guò)熱的作用也會(huì)促使SF6氣體進(jìn)行分解。通過(guò)對(duì)SF6氣體的分解機(jī)理進(jìn)行分析，能夠了解不同性質(zhì)的故障產(chǎn)生的雜質(zhì)特征。
*，以上三種都能夠產(chǎn)生SO2F2，但是在電弧和熱分解的過(guò)程中，SOF2是主要的分解產(chǎn)物，另外，在局部放電以及火花放電中，產(chǎn)生的SO2F2、SOF2的比率都比較高，通過(guò)對(duì)其中氣體的含量進(jìn)行比較，我們可以判斷出內(nèi)部故障放電的主要性質(zhì)。
第二，SO2一般是經(jīng)過(guò)SOF2與水發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生的分解物，當(dāng)SOF2內(nèi)部的含量超標(biāo)時(shí)，在一定的條件反應(yīng)下，可以檢測(cè)出SO2，導(dǎo)致這種現(xiàn)象產(chǎn)生的主要原因可能是金屬性過(guò)熱故障導(dǎo)致的。
第三，在SF6氣體內(nèi)部，也會(huì)存在CF4氣體，如果在進(jìn)行氣體檢測(cè)的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)該氣體的含量比原始值的數(shù)據(jù)大的時(shí)候，內(nèi)部的故障性放電可能是因?yàn)楣腆w絕緣材料的變化引起的。
第四，低硫氟化物在有水分存在的情況下，會(huì)產(chǎn)生HF，但是該氣體不夠穩(wěn)定，在進(jìn)行檢測(cè)的時(shí)候比較難發(fā)現(xiàn)，如果能夠檢測(cè)出該氣體，則說(shuō)明設(shè)備內(nèi)部存在潛伏性的故障。
3.2 SF6氣體絕緣變壓器一般故障防范措施
SF6氣體作為冷卻介質(zhì)時(shí)，因其密度僅為變壓器油的1/60左右，對(duì)流換熱系數(shù)比變壓器油小一個(gè)數(shù)量級(jí)，這不僅導(dǎo)致GIT散熱困難，而且造成繞組溫升的縱向不均勻分布，且GIT內(nèi)部電場(chǎng)為三維場(chǎng)分布很不均勻，容易引起局部放電。通過(guò)檢測(cè)技術(shù)對(duì)SF6氣體中的含量進(jìn)行檢測(cè)，能夠及時(shí)、有效的對(duì)GIT的運(yùn)行狀況進(jìn)行了解并得出初步的結(jié)論，然后針對(duì)不同的情況進(jìn)行相關(guān)的電器試驗(yàn)，通過(guò)對(duì)氣體檢測(cè)的結(jié)果、變壓器的背景資料以及外部檢查等進(jìn)行綜合分析，并向相關(guān)的運(yùn)行人員提出相關(guān)的建議。
在使用GIT的過(guò)程中，需要對(duì)設(shè)備維護(hù)的內(nèi)容主要有：定期進(jìn)行檢查、對(duì)消耗品進(jìn)行及時(shí)的更換、巡回檢查等。為防止GIT出現(xiàn)故障，在運(yùn)行中應(yīng)檢查的主要項(xiàng)目包括以下幾點(diǎn)。
*，變壓器冷卻系統(tǒng)。對(duì)于容量小于60MVA的GIT，一般采用GNAN/GDAN的冷卻方式，當(dāng)變壓器負(fù)荷較輕時(shí)使用內(nèi)部SF6氣體自然循環(huán)，散熱器外部空氣自然冷卻的方式（GNAN）。而當(dāng)變壓器負(fù)荷較重，溫升較大時(shí)采用內(nèi)部SF6氣體強(qiáng)迫循環(huán)，散熱器外部空氣自然冷卻的方式（GDAN），此時(shí)氣體鼓風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行就非常重要。在運(yùn)行維護(hù)的過(guò)程中，應(yīng)保證電動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑油處于正常油位，每運(yùn)行3-4年用工具進(jìn)行換油。如有異常聲音及振動(dòng)，應(yīng)檢查鼓風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的聲音，必要時(shí)更換軸承。
第二，SF6氣體表計(jì)。GIT與油浸式變壓器在保護(hù)上差別很大，它將壓力、溫度保護(hù)代替瓦斯保護(hù)作為主保護(hù)，因此對(duì)氣體溫度、繞組溫度計(jì)、氣體密度計(jì)、突發(fā)壓力繼電器的檢查是*的。對(duì)于氣體及繞組溫度計(jì)應(yīng)2～3年檢查一次，主要檢查溫度顯示及觸點(diǎn)可靠性。
第三，變壓器主體部分的檢查應(yīng)以防銹、檢漏為主。如果外觀檢查發(fā)現(xiàn)油漆脫落及生銹應(yīng)立即處理，建議每隔8～10年對(duì)GIT外部重新噴漆。檢漏過(guò)程中，應(yīng)依據(jù)SF6氣體溫度-壓力特性曲線圖檢測(cè)，如果超過(guò)安全范圍應(yīng)使用氣體探測(cè)儀詳細(xì)檢查。
4 結(jié)語(yǔ)
利用SF6氣體分析技術(shù)對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行檢測(cè)，不僅能夠及時(shí)的判斷設(shè)備內(nèi)部的故障，還能夠?qū)υO(shè)備進(jìn)行及時(shí)的檢測(cè)，對(duì)維護(hù)電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有非常重要的實(shí)際價(jià)值。