总体运行情况.ppt

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国家电网公司2015年开关设备运行情况及近十年GIS故障专题分析中国电力科学研究院杨堃,壹,2015年国家电网公司开关设备运行情况,在运设备概况,一,运行情况统计及分析,二,带电检测和在线监测,三,主要问题,四,

（一）高压开关设备总体装用情况截至2015年底，国家电网公司72.5kV1100kV高压开关设备装用量持续增长，其中：

断路器106003台，同比增加6572台，增幅6.6%；隔离开关368454组，同比增加24587组，增幅7.2%；组合电器64663间隔，同比增加7696间隔，增幅13.5%。

一、在运设备概况,72.5kV及以上电压等级断路器设备无油化改造持续深入，无油化率已达到99.5%，同比提高0.2个百分点。

一、在运设备概况,1.断路器72.5kV及以上断路器共106003台，其中瓷柱式断路器101677台，罐式断路器4326台。

（1）电压等级126kV断路器装用量最大，62951台，占59.4%。

一、在运设备概况,

（2）投运年限分布断路器平均运行年限为8.3年，投运时间10年内的占69.0%，投运时间超过21年的断路器仅占1.3%。

一、在运设备概况,2.组合电器72.5kV及以上组合电器共装用47914断路器间隔，同比增加6470个间隔，增幅为15.6%。

（1）电压等级126kV断路器间隔装用数量最多，为30798间隔，占64.3%；550kV电压等级HGIS所占比重较大，达到65.8%。

一、在运设备概况,

（2）投运年限分布组合电器平均运行年限为5.6年，投运时间5年内的占52.3%，超过21年的组合电器仅占0.6%。

一、在运设备概况,1.开关设备装用量设备厂家比较集中，72.5kV及以上断路器和组合电器装用数量最多的10家主要制造厂装用比例已达到95.2%和90.8%。

2.开关设备整体运行年限较短，断路器和组合电器平均运行年限仍然仅为8.3年和5.6年，而超过20年以上的“老旧设备”比例仅占1.3%和0.6%。

一、在运设备概况,

（二）开关柜装用情况12kV40.5kV开关柜共710285面，同比增加100188面，增幅为16.4%；手车式开关柜488731面，固定式开关柜221554面，两者装用比例约2.2：

1。

一、在运设备概况,12kV开关柜装用绝对数量最大，24kV仅在江苏、浙江等地少量装用，绝对数量最小。

手车式开关柜、断路器柜装用比例大，是目前电网的主流型式。

常规空气绝缘开关柜仍最多，充气柜、固体绝缘柜等小型化开关柜装用量不断增加。

一、在运设备概况,（三）配网开关装用情况截止2015年底，国网公司配网线路总长3351878km，变压器容量956985MVA，配网开关设备3082295台。

一、在运设备概况,其中，城市配网开关设备2079089台，县城农村配网开关设备1003206台。

城市,县城农村,一、在运设备概况,县城农村配网开关设备中，柱上开关421279台，非柱上开关581927台。

在运设备概况,一,运行情况统计及分析,二,带电检测和在线监测,三,主要问题,四,二、运行情况统计及分析,

（一）缺陷情况统计2015年，公司系统72.5kV及以上开关类设备共发生缺陷19939台次，同比减少894台次。

其中，危急缺陷1194台次，严重缺陷4374台次，一般缺陷14371台次。

1.断路器断路器发生缺陷9039台次，实际消除缺陷8443台次，消除率为93.41%。

二、运行情况统计及分析,

（1）电压等级断路器危急和严重缺陷中，126kV和252kV缺陷数量最多，800kV及以上和252kV缺陷率相对较高。

二、运行情况统计及分析,

（2）投运时间缺陷设备数量主要集中在投运时间为6-10年和11-15年期间，分别占34.3%和31.4%。

缺陷数量与投运年限大体呈“正态分布”，而缺陷率则随投运时间的增加总体呈上升趋势。

二、运行情况统计及分析,（3）缺陷类型分布断路器危急和严重缺陷主要表现为本体SF6气体泄漏，占43.5%；操动机构无法储能，占20.2%；机构箱渗水或封堵不严，占9.4%；操动机构漏油、漏气，占5.1%；控制回路断线，占5.0%。

二、运行情况统计及分析,2.组合电器组合电器发生缺陷3218间隔次，实际消除缺陷3023间隔次，消除率93.9%。

（1）电压等级126kV危急和严重缺陷数量最多，363kV和252kV缺陷率相对较高。

二、运行情况统计及分析,

（2）投运时间投运时间1-5年和6-10年的组合电器发生的危急和严重缺陷最多,分别为444间隔次和386间隔次，分别占39.7%和34.5%。

运行时间达到21年及以上的设备缺陷率最高，设备的缺陷率随投运时间的增加明显上升。

二、运行情况统计及分析,（3）缺陷类型分布组合电器危急和严重缺陷主要表现为SF6低压力闭锁，占24.2%；SF6低压力报警，占17.8%；断路器操动机构问题，占10.4%；SF6成分异常、湿度超标，占7.7%等。

二、运行情况统计及分析,

（1）电压等级126kV隔离开关危急和严重缺陷数量最多，其次为252kV。

3.隔离开关2015年，公司系统72.5kV及以上隔离开关发生缺陷7682台次，实际消除缺陷6932台次，消除率为90.2%。

二、运行情况统计及分析,

（2）投运时间隔离开关缺陷设备投运时间主要集中在6-10年，占45.8%。

其次为11-15年和1-5年，分别占21.2%和19.8%。

二、运行情况统计及分析,（3）缺陷类型分布危急和严重缺陷主要表现为导电回路发热缺陷,占34.1%；操动机构二次部件损坏，21.6%；分合闸操作不到位，占19.1%；本体一次部件损坏，16.0%。

二、运行情况统计及分析,4.配网设备,二、运行情况统计及分析,

（二）故障跳闸情况统计2015年，公司系统开关设备共发生故障跳闸92次。

其中断路器22次，故障率为0.021次/百台年，组合电器14次，故障率为0.022次/百间隔年，隔离开关3次，故障率不到0.001次/百组年，开关柜53次，故障率为0.007次/百台年。

二、运行情况统计及分析,1.断路器

（1）按电压等级分布800kV设备1台次、故障率0.382台次/（百台年），550kV设备5台次、故障率0.119台次/（百台年），252kV设备1台次、故障率0.004台次/（百台年），126kV设备5台次、故障率0.008台次/（百台年）。

二、运行情况统计及分析,

（2）按故障跳闸类型断路器故障中，14台次为机械故障，7台次为内部绝缘击穿，1台次为二次回路故障。

二、运行情况统计及分析,2.组合电器

（1）按电压等级分布800kV级以上设备1间隔次，550kV设备5间隔次，363kV设备4间隔次，252kV设备3间隔次，126kV设备1间隔次。

二、运行情况统计及分析,

（2）按故障跳闸类型组合电器故障中，12间隔次为内部绝缘击穿故障，1间隔次为机械故障，1间隔次为二次回路故障。

二、运行情况统计及分析,3.隔离开关

（1）按电压等级分布126kV设备3组次。

（2）按故障跳闸类型2组隔离开关均由于导电回路发热导致故障；1组隔离开关由于操动机构结构卡涩造成。

二、运行情况统计及分析,4.开关柜

（1）按电压等级分布40.5kV设备18台次、故障率0.024次/百台年，12kV设备35台次、故障率0.006次/百台年。

二、运行情况统计及分析,

（2）按故障跳闸类型开关柜故障中，28台次为内部绝缘击穿故障，19台次为机械故障，9台次为二次回路故障。

在运设备概况,一,运行情况统计及分析,二,带电检测和在线监测,三,主要问题,四,三、带电检测和在线监测,

（一）带电检测技术应用情况截止2015年底，公司系统各单位共装备各类开关设备带电检测仪器5953台/套，同比增加1589台/套，增幅36.4%。

2015年，通过各类带电检测技术手段共发现GIS、断路器、隔离开关设备各类缺陷10508次，同比增加1627次，平均缺陷检出率1.77次/台。

三、带电检测和在线监测,从不同带电检测技术装备配置来看，最常使用的红外热像测温仪数量依然较多，红外成像检漏、SF6气体湿度检测仪和激光成像检漏仪的装备数量呈减少趋势，但是SF6气体分解物检测、超声波局放、特高频局放、红外热像增温、暂态地电压等技术在过去一年的装备数量均有不同程度增长。

三、带电检测和在线监测,从不同带电检测技术应用情况看，红外成像检漏技术与红外热像测温技术缺陷检出率最高，分别为2.96和2.28。

此外SF6气体分解物对设备故障定位，暂态地电压和超声波局放对查找开关设备潜伏性缺陷方面发挥了较大作用。

三、带电检测和在线监测,

（二）在线监测技术应用情况截止2015年底，公司安装断路器在线检测装系统各单位共置836套，其中，机械性能监测431套，传感器数量1037个；SF6气体状态监测367套，传感器数量1798个；局放监测38套，传感器数量224个。

三、带电检测和在线监测,组合电器在线检测装置5519套，其中，机械性能监测252套，传感器数量358个；SF6气体状态监测4199套，传感器数量11111个；局放监测1067套，传感器数量3793个；温度监测1套，传感器数量20个。

三、带电检测和在线监测,（三）配网带电检测及不停电作业2015年，国网公司配网设备开展红外测温237.3万次、超声波局放检测13.3万台次、地电波局放检测6.4万台次，共发现缺陷8.5万项。

开展配网不停电作业57.2万次，减少停电时户数约3358万时户，不停电作业化率66.6%；其中带电消缺20.0万次，配合抢修作业3.6万次，配合配电工程作业28.2万次，配合用户工程作业5.4万次。

在运设备概况,一,运行情况统计及分析,二,带电检测和在线监测,三,主要问题,四,四、主要问题,2006至2015年十年间，组合电器设备装用量大幅增加，然而其缺陷、故障却越来越多，免维护特点未能体现，组合电器故障消除给现场运维人员带来了更多麻烦，其故障特点主要表现为：

新东北等大型开关企业故障较多，运行不足5年的新投设备故障比例大，异物导致的内部放电故障占比约1/3，高电压等级、特殊地域、特殊运行环境下的组合电器故障率较高，现场安装质量不良造成的故障较多。

（一）组合电器设备免维护优点未能体现，故障多发,四、主要问题,断路器、组合电器设备发生的严重、危急缺陷中，SF6气体泄漏缺陷数量最多，分别占断路器和组合电器设备严重、危急缺陷的43.5%和42.0%；另外，2015年开展的组合电器带电检测竞赛中，SF6气体泄漏缺陷检出次数最多。

针对断路器、组合电器本体SF6气体泄漏的多发缺陷，一是应按期开展变电站常规巡视，及早发现和消除设备缺陷隐患；二是进一步丰富和完善设备状态检测手段，开展SF6气体红外和激光检漏等检测技术应用，准确查找泄漏部位并及时处理；三是开展开关设备用绝缘密封件材料特性研究，针对不同环境条件、运行工况提出密封圈（垫）的差异化设计和选型，尤其是高寒低温地区应优先选择更耐低温、不易变形的材质。

（二）SF6气体泄漏仍是断路器、组合电器顽疾,四、主要问题,我国西北地区昼夜温差大，东北地区冬季严寒，南方地区潮湿多雨，沿海地区腐蚀严重等。

目前，针对这些特殊运行条件的设备差异化设计不足，以伸缩节为例，近几年因伸缩节原因引发的故障和异常达到35起，约30%为伸缩节设计不合理导致，伸缩节问题主要发生在青海、甘肃等昼夜温差较大的西部地区。

（三）特殊地域、特殊环境下的故障偏高,贰,2006-2015十年GIS故障分析及提升措施,

（一）GIS装用量,2006-2015年GIS装用量统计,截至2015年底，国家电网公司系统661000kVGIS在运量将超过60000间隔，年平均增长率13%。

一、总体运行情况,

（二）各电压等级故障,不同电压等级故障次数占比,本次统计的近10年GIS故障案例共计183起，750kV及以上高电压等级GIS故障23起，占故障总数的12.6%，500kVGIS故障47起，占故障总数的25.7%，220kVGIS故障103起，占故障总数的56.