输变电工程的寿命有多长? 那得分一二次设备!
河北保定供电公司油化班员工告诉记者,糠醛是变压器类设备中绝缘纸劣化分解的一种特殊产物,常温时为液体并溶于油中,通过糠醛含量来判断设备的寿命是一种较为可靠的评估方法。变压器类设备真空滤油后,糠醛会被部分滤除,造成油中糠醛含量与产生量不同,因此,采用这种方法需要结合运行检修历史综合判断,这也是电网检修人员的重要任务之一。此外,绝缘纸的聚合度是变压器机械性能的直接体现,可以作为油纸绝缘老化程度判别的依据,这种方法能估算出运行中变压器类设备的剩余寿命。
评估变压器机械寿命的方法主要有短路阻抗法、绕组频率法、绕组电容量等。记者走访多个变电站时了解到,绕组频率是判断绕组变形的重要方法,这种方法需要比较丰富的经验,而通过绕组电容量判断绕组变形缺乏定量的方法,同样需要丰富的经验,“有十几年变电运行经验的老师傅才能估算个大概”。
变压器类设备的技术寿命则完全取决于技术的更新换代速度,如同手机一样,当功能最优的新款面世,旧型号就会被逐渐淘汰。同时,如果设备故障率持续升高,或它的备品备件已经停产,更换困难,每年的维护费用已经大大超出了购置一台新设备的费用,那么旧设备就应该“下岗”,结束使命。
目前国内外对变压器类设备的经济寿命的研究相对较少。中国电力科学研究院提出了一种变压器经济寿命评估方法,以年均净收益最大为优化目标,通过比较检修和更换两种情况下的年均最大净收益,做出是适用检修还是适用更换的决策,通过优化后的综合经济效益指标,可对变压器的经济寿命进行定量评估,极大提升了输变电工程的经济效益。
而评估电气二次设备及其他工程部件的使用寿命,加速老化试验是一种常用的办法,即对新出厂设备进行样品的加速老化试验,得到设备设计寿命所需的应力参数、样品数量、老化时间和允许失效个数等参数,从而可以较为精确地测算出设备的使用寿命。
输变电工程的使用寿命受材料选择、基本元器件寿命特性等多种因素影响
人的一生面对着多种多样的环境,各种内外因素决定了每个人寿命长短不同。输变电工程大多要经过许多人迹罕至的地方,所面临的运行环境更加复杂恶劣,制约因素也更多,因此,处在不同环境下的同一型号设备,其寿命也有较大差异。
据国网运检部负责人介绍,根据多年设备运维数据汇总分析,影响输变电工程使用寿命的主要因素有材料选择、基本元器件寿命特性、设计水平、生产制造、加工工艺、运行环境、不良工况、运维策略等。而在众多运行环境中,高温、低温、潮湿、腐蚀、多沙、多盐雾、多电磁干扰对电网设备寿命影响较大。
唐山供电公司运检部专工告诉记者,在一般大气环境下,热浸镀锌铁塔可使用20年,而在污染严重的工业大气环境下,如京津唐地区,热浸镀锌铁塔使用5年就已经锈迹斑斑,使用寿命大大缩短。
以开关设备为例,要在自然环境中“寿终正寝”,可谓困难重重。许继集团有限公司研发部门负责人介绍,开关设备寿命最重要的指标之一就是密封性,其性能的优劣直接决定了设备的开断能力。目前,国内外都使用大量的橡胶密封圈(垫、环)等来完成开关设备的动、静密封,而橡胶制品作为有机化合物,在高温、化学、腐蚀环境下极易老化,变硬、变形、收缩等都会破坏开关设备密封,不同程度的漏气就会造成设备缺陷。此外,重污秽会导致开关设备中的瓷、玻璃及硅橡胶绝缘子表面电阻率增大,电弧活动频繁,加速表面材料老化,最终会形成贯穿型放电通道,发生沿面击穿故障,导致设备寿命终结。
当然,兵来将挡,水来土掩。设备的制造可以采用同样的标准,但针对不同运行环境,可以对个别性能指标进行差异化设计。在实际运行中,设备生产厂家和电网运维人员进行了诸多针对性的设计改进与设备改造,以尽量延长设备寿命。
±800千伏天山换流站四周被沙漠戈壁包围,当地风沙极大,每年有三分之一的时间刮7级以上大风,最大风力可达12级,经常飞沙走石,拔树毁屋。沙尘是电气设备的大敌,会导致绝缘性能直接丧失。换流站在选型时,所采用的主变压器和线路可控高抗等电气设备均具有较高的密封性和抗风性。而对于换流站的核心设备——换流阀,换流站施工单位在换流阀厅前特地多修建了一个房间陈沙,房间内有两道门隔离外界,设计了多个拐弯风道用来沉积沙尘,房间中还安置了三层过滤网,针对不同颗粒度的沙尘进行过滤,完美地解决了沙尘这个“心腹大患”。
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