新形勢下對小水電站電力設備的預防性試驗工作的問題分析

夏金華

（揭陽市水電工程公司，廣東 揭陽 522000）

隨著我國小型水電站的建設不斷完善，電力預防性試驗開始在小型水電站運用，預防性試驗和檢修是電力設備運行和維護工作中一個重要環(huán)節(jié)，是保證電力設備安全運行的有效手段之一。多年來，獨山子自備電網(wǎng)的高壓電力設備基本上都是按照原電力部頒發(fā)的《電力設備預防性試驗規(guī)程》的要求進行試驗的，對及時發(fā)現(xiàn)、診斷設備缺陷起到重要作用。 隨著煉化裝置的停工檢修周期的加長，對供電的可靠性和安全性提出了更高的要求，傳統(tǒng)的預防性試驗和檢修方式愈來愈顯示出許多不足。

1 預試的分類

由于預試工作具有科學性、全面性、規(guī)范性,且其內容豐富、項目繁多。因此,按照有關標準、規(guī)程、規(guī)范的要求,對預試進行合理的分類就顯得非常必要。

1.1 按試驗內容分類

按試驗內容的不同,電力設備預試可以進行如下分類。

1）考核通過值試驗。如電氣設備絕緣電阻測試等,以設備試驗值能滿足標準值為合格。這類值通常不可以調整。

2）校驗調整值試驗。如繼電保護的動作值、儀表誤差值校驗等,以校驗調整到標準規(guī)定或設計整定范圍內為合格。

3）性能參數(shù)值試驗。如電氣設備泄漏電流測試等,它沒有明確的標準值,有關規(guī)程、規(guī)范上強調以其往年量變程度大小為優(yōu)劣,該類值一般也不可調整。

1.2 按試驗范圍分類

按試驗范圍的不同,電力設備預試可以進行如下分類。

1）定期試驗。這是為了及時發(fā)現(xiàn)電力設備潛在的缺陷或隱患,每隔一定時間對電力設備定期進行的試驗。例如,油中溶解氣體色譜分析、介質損耗因數(shù)、交流耐壓等試驗。

2）大修試驗。指大修時或大修后做的檢查試驗項目。如穿心螺桿絕緣電阻、油箱密封試驗、斷路器機械特性等試驗。

3）查明故障試驗。指定期試驗或大修試驗時,發(fā)現(xiàn)試驗結果有疑問或異常,需要進一步查明故障或確定故障位置時進行的一些試驗。這是在必要時才進行的試驗項目。例如,空載電流、短路阻抗等試驗。

4）預知性試驗。這是為了鑒定電力設備絕緣的壽命,弄清被試電力設備的絕緣是否還能繼續(xù)使用一段時間,或者是否需要在近期安排更換而進行的試驗,例如,發(fā)電機或調相機定子繞組絕緣老化鑒定等試驗。

1.3 按試驗性質分類

按試驗性質的不同,電力設備預試可以進行如下分類。

1）非破壞性試驗或稱絕緣特性試驗。使用較低的試驗電壓或用不會對被試電力設備絕緣產(chǎn)生累積損傷效應的方法,根據(jù)絕緣介質中發(fā)生的各種物理過程(如吸收、極化等),測量絕緣的各種參數(shù)(如絕緣電阻、介質損耗角正切值等),以及與吸收、極化過程有關的特性(主要表現(xiàn)為電阻-時間的變化規(guī)律)和絕緣冷卻介質的一系列其他特性(如化學成分及氣體含量等),從而判斷電力設備的絕緣能力,及時發(fā)現(xiàn)可能的劣化現(xiàn)象,但這類試驗比較間接,不容易做出準確的判斷。

2）破壞性試驗或稱絕緣耐壓試驗。在被試電力設備上施加高于其工作電壓的試驗電壓,以求揭示危險性較大的集中性缺陷的存在,并直接檢驗被試電力設備的絕緣耐壓水平或裕度。耐壓試驗時,對被試電力設備絕緣可靠性的考驗比較直接和嚴格,缺點是試驗可能給被試電力設備的絕緣造成一定的損傷,并會導致被試電力設備的絕緣能力下降或可能修復的缺陷在試驗過程中發(fā)展為不可逆轉的擊穿。

2 預試結果的分析和判斷

《電力設備預防性試驗規(guī)程(DL/T596-1996)》強調指出,對試驗結果應進行綜合分析和判斷,一般應進行下列三個步驟：①應與該設備歷次試驗結果相比較；②與同類設備試驗結果相比較；③參照相關的試驗結果以及對照《規(guī)程》等的技術要求,根據(jù)變化規(guī)律和趨勢,進行全面的綜合分析，作出正確判斷。有時綜合分析判斷具有一定難度和復雜性,試驗人員不能教條地、機械地逐項對照技術要求(技術標準)進行。特別是當試驗結果接近技術要求限值(但還未超標時),不但應該考慮天氣條件的影響,以及測量儀器可能產(chǎn)生的誤差,甚至還要考慮操作人員的技術素質等因素。綜合分析判斷的準確與否,在很大程度上決定于試驗人員的工作經(jīng)驗、理論水平、分析能力以及對被試電力設備結構特點的了解程度,所采用的試驗方法、測量儀器及測量人員的素質等等方面的因素。

根據(jù)綜合分析,可對電力設備做出三種判斷結論：合格、不合格或對設備有懷疑。對于不合格的應及時進行檢修。為了能做到有針對性地或加速處理缺陷,應根據(jù)設備結構特點,盡量做部件的分節(jié)試驗,以便進一步查明缺陷的部位或范圍。對有懷疑或異常、而一時又不易確定是否合格的電力設備,應采用縮短試驗周期的措施、或在天氣良好時進行復測來監(jiān)視電力設備可疑缺陷的變化趨勢或者驗證過去測量的準確性。

3 預試的地位和作用

預試是小水電站電力設備運行管理工作的一個重要組成部分,是實現(xiàn)小水電站科學管理、提高經(jīng)濟效益以及安全運行的重要保障。

3.1 預試是小水電站電力設備安全運行的保證

小水電站安全運行的首要問題是確保電力設備安全、確保繼電保護的可靠性。這不僅僅是對已投入運行的小水電站而言,就是對于新建的小水電站,雖然交付使用時已進行過交接驗收試驗,預試也是十分必要的。其原因之一是新設備性能的穩(wěn)定需要一個過程,在這一過程中,預試能發(fā)現(xiàn)設備性能不穩(wěn)定的故障隱患;其原因之二是由于運行管理人員對新設備性能不熟悉,預試能夠幫助建立電力設備的性能檔案,便于運行管理人員學習,也為今后分析判斷電力設備運行故障等打下基礎。

對于使用多年的小水電站電力設備,能否繼續(xù)投入運行,更應依靠預試提供的科學結論來決策。因為電力設備經(jīng)過長期運行,其技術性能必然會逐漸降低;而電力設備間斷運行或長期停運,其絕緣性能和機械特性受溫度、濕度、灰塵等環(huán)境因素影響也會劣化;只有通過預試才能確定這些電力設備能否安全運行。

3.2 預試能為小水電電力設備更新改造提供科學依據(jù)

事物的發(fā)展總是有一個由量變到質變的過程,電力設備性能的劣化也不例外,通過對電力設備的有關參數(shù)的測試,經(jīng)過逐年累計、比較、統(tǒng)計和分析,可以找出電力設備性能變化的規(guī)律,預測其壽命,并結合運行情況,充分發(fā)揮電力設備功能,爭取維修主動,最大限度地減少損失,提高經(jīng)濟和社會效益。超過設計年限而繼續(xù)運行的重要電力設備如發(fā)電機、變壓器等的絕緣壽命預測就更加具有顯著的經(jīng)濟意義。/超壽命0電力設備繼續(xù)運行的前提是必須可靠地估計其殘余壽命。例如,變壓器壽命不是決定于已運行的年數(shù)而應由其絕緣實際狀況決定,并因此提出了/絕緣年齡0的概念。/絕緣年齡0以變壓器油中CO、CO2、糠醛等的濃度并結合紙絕緣的抗拉強度和聚合度測量值來估算。隨著/絕緣年齡0的增加，電力設備運行的可靠性將降低,當可靠性低于某一預定值時,認為電力設備壽命已盡,電力設備應退出運行或進行相應的處理。通過預試及時了解掌握電力設備的狀態(tài)是否良好,根據(jù)對預試資料的分析,可分輕重緩急對設備有序地修理、更新。由于小水電站電力設備的逐漸老化,對它們進行局部檢修或更新是必然的,尤其是對超期/服役0的老舊電力設備,預試可以為其更新改造決策提供第一手資料。

3.3 預試及其設備和技術的發(fā)展是小水電站走向管理現(xiàn)代化的前提和基礎

小水電站電力設備的管理往往需要對電力設備進行考查,按照性能的完好程度進行分類,當然這樣的分類也是動態(tài)的。電力設備分類,不僅要看其外觀的好壞,重要的是要看其性能的完好情況,即通過預試測量其主要性能參數(shù)或考核電力設備絕緣符合標準及規(guī)程、規(guī)范的程度。比如,全部性能指標通過預試合格者為完好類電力設備;主要性能指標通過預試合格,部分性能指標不合格者為待修電力設備;主要性能指標不合格,即失去主要功能者為待報廢電力設備等等。小水電站電力設備預試能滿足電力設備管理的動態(tài)分類,為電力設備的管理現(xiàn)代化提供必要的前提。

同時,隨著科技的快速發(fā)展,預防性試驗設備和技術也在不斷創(chuàng)新。近年來國內生產(chǎn)的測量儀器、儀表和試驗設備有了較大的改進,逐步走向數(shù)字化、微機化、自動化或半自動化,提高了測量精度和工作效率。例如：

1）出現(xiàn)了數(shù)字兆歐表,能自動計時,并能顯示吸收比值或極化指數(shù)值,兼有自動放電功能等。

2）高壓直流電壓試驗設備更趨完善。功率和電壓等級均有提高,采用數(shù)字式表計和指針式表計并用,讀數(shù)方便、準確、易于判別。

3）出現(xiàn)了多種新穎的絕緣介損失角測試儀(有多種形式的M型試驗電路和測量電壓、電流相角差的電路)。提高了測量精度和工作簡捷性,促使QS1交流電橋逐步淘汰。

4）廣泛使用數(shù)字式交直流高壓分壓器,使現(xiàn)場能方便地直接測量高壓側電壓,能直接顯示/交流電壓峰值0或有效值甚至是電壓波形。

5）真空度測試儀的應用,使真空開關中的關鍵部件真空泡的預試發(fā)生了從定性測量到定量測量的飛躍。動測試儀、接觸電阻測量儀、絕緣油介質強度自動測試儀等等都有了很大的改進。

以上這些先進的檢測手段將更加科學地揭示出電力設備性能的變化規(guī)律,特別是由于計算機的普及應用,將進一步推動小水電站電力設備實現(xiàn)自動化在線監(jiān)測,在設備運行過程中,自動對設備狀況連續(xù)或定時進行監(jiān)測。這必將為小水電站的運行和管理走向現(xiàn)代化打下堅實的基礎。

4 結語

綜上所述,預試工作是小水電站運行管理中不可或缺的一項基礎性工作,對小水電站電力設備的高效、穩(wěn)定、安全運行起著決定性作用。為此,我們應該真正提高對預試工作地位和作用的認識,切實加強對預試工作的實施和監(jiān)督,對預試工作做到常抓不懈。