變電站一次設(shè)備安全運行的重要性與故障原因分析

郭猛

摘 要：變電站是電能的中轉(zhuǎn)樞紐，它的正常運作決定著電網(wǎng)的安全運行。而在變電站中，它的系統(tǒng)設(shè)備更是起著尤為重要的作用。文章分析變電站一次設(shè)備安全運行的重要性和變電站主要一次設(shè)備及故障原因，以期對今后工作開展提供有益的幫助。

關(guān)鍵詞：變電站；一次設(shè)備；安全性能；故障分析

中圖分類號：TM732 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）17-0081-02

變電站的系統(tǒng)設(shè)備主要由一次設(shè)備和二次設(shè)備組成，其中在設(shè)備的使用過程中，存在的發(fā)、輸、配電的設(shè)備統(tǒng)稱為一次沒備。這些設(shè)備包括母線、發(fā)電機、斷路器、輸電線路、電力電纜、隔離開關(guān)和電力變壓器等，而二次設(shè)備則包括控制開關(guān)、繼電保護和測量儀表等。

1 變電站一次設(shè)備安全運行的重要性

在電力系統(tǒng)運行的過程中，變電站一次設(shè)備的主要任務(wù)就是保障整個電路的安全穩(wěn)定運行，它是變電站電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電和配電工程中重要的組成部分，它的設(shè)備性能、壽命和安全性等因素直接關(guān)系到電網(wǎng)的正常運行和電能的正常輸送。在供電的過程中，如果變電站的一次設(shè)備在運行中出現(xiàn)故障，那么就會在很大程度上對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行造成嚴(yán)重影響，嚴(yán)重時甚至還會發(fā)生供電中斷，并造成大面積停電現(xiàn)象，這就額外增加了停電檢修工作。這不僅使供電企業(yè)遭受一定的經(jīng)濟損失，更嚴(yán)重的還會對社會的穩(wěn)定、經(jīng)濟的發(fā)展和人民的正常用電生活造成嚴(yán)重影響。

因此，有必要針對一次設(shè)備的安全運行和故障檢修問題進行分析和探討，對于一次設(shè)備要進行更為詳盡安全保護、以及實時的監(jiān)測和監(jiān)察等，同時要充分重視變電站內(nèi)一次設(shè)備安全運行的重要性，全面做好設(shè)備故障的原因分析，并能及時快速和準(zhǔn)確地消除故障，有效的處理其中存在的問題，促使檢修工作的實施，以確保電網(wǎng)的安全運行。

2 變電站主要一次設(shè)備及故障原因分析

2.1 變壓器

變壓器是變電站中最為關(guān)鍵的設(shè)備之一，對于變電站的正常運行起著十分重要的作用。它是利用電磁感應(yīng)原理來轉(zhuǎn)換交流電壓的開關(guān)裝置，即把一定數(shù)值的交變電壓變換為同頻率的另一數(shù)值的交變電壓，或可以改變交流電的數(shù)值及變換阻抗或改變相位等。變壓器的主要功能包括電流變換、電壓變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓等，同時按照分類方式的不同可將變壓器分為很多種類型，例如隔離開關(guān)、斷路器以及高壓熔斷器等。它們雖然種類繁多，但其工作原理基本相同。

變壓器經(jīng)常發(fā)生的故障可從滲漏油、設(shè)備運行時聲音異常和引線故障等三個方面來分析。

2.1.1 滲漏油

變壓器在正常工作中易出現(xiàn)滲漏油問題，而且這是一種較為普遍的問題。通常情況下，在變壓器外面都會附著一層發(fā)亮的黏稠的黑色液體，這些就是滲漏油，而一般小型變壓器都裝在配電柜中，通常如果變壓器發(fā)生滲漏油現(xiàn)象，就會在配電柜的下不坑槽中積聚大量的機油，而在配電柜外面就不易發(fā)現(xiàn)。根據(jù)對變壓器滲漏油現(xiàn)象的總結(jié)，出現(xiàn)滲漏油的主要原因有以下幾點：油箱與零部件的聯(lián)接處密封情況不佳或存在焊件和鑄件的缺陷所致，另外，設(shè)備在運行時受到振動、或受到額外荷重也可能導(dǎo)致滲漏油現(xiàn)象的產(chǎn)生。此外，當(dāng)設(shè)備的內(nèi)部發(fā)生故障時會使機油的溫度升高，導(dǎo)致機油體積膨脹而發(fā)生這一問題也是有可能的。

2.1.2 設(shè)備運行時聲音異常

在變壓器正常運行情況下，有時會發(fā)出連續(xù)穩(wěn)定的“嗡嗡”聲，如果這種聲音均勻穩(wěn)定而帶有一定節(jié)奏，說明設(shè)備運行正常，但若在這種止聲音之外夾雜著一些不連貫或一陣陣聲響過大的聲音時，說明此變壓器出現(xiàn)故障，應(yīng)該及時進行檢修。出現(xiàn)這種故障的原因有：一種是在變壓器運行的同時有其它大容量動力設(shè)備同時運行，導(dǎo)致此變壓器的負荷連續(xù)的不穩(wěn)定造成；一種是由于變壓器內(nèi)部的接線柱或其它零部件可能已經(jīng)松動，或引線燒斷等會引起變壓器部分接觸不良，或是低壓線路發(fā)生引起接地、短路等造成；另一種是變壓器引線間連接處焊接不牢固而造成的設(shè)備過熱，或焊接處斷開三相電壓的平衡受到破壞而造成用電設(shè)備的損害等引起。對于以上幾種故障要及時處理，以保障變壓器的正常運行。

2.1.3 引線故障

引線故障問題如果得不到及時的排除，將會導(dǎo)致變壓器正常運行的終止，甚至是燒毀，情況嚴(yán)重時還可能影響整個電網(wǎng)的安全。因此，在出現(xiàn)引線故障后，要仔細檢查檢修，尤其要注意接線柱是否松動，引線間的焊接是否牢固等；而且引線和接線柱不可緊密相連，否則會接觸無效；引線焊接不牢固則會導(dǎo)致焊縫開裂等問題。此外，變壓器的運行環(huán)境及運行狀態(tài)要及時進行檢查，不僅要保證環(huán)境干燥，還有必要進行絕緣特性的試驗，以及時發(fā)現(xiàn)故障問題和預(yù)防變壓器的老化等現(xiàn)象。

2.2 斷路器

斷路器是電力系統(tǒng)中十分重要的開關(guān)設(shè)備，它是能夠關(guān)合、開斷和承載正?；芈窏l件下的電流，并能在規(guī)定時間內(nèi)關(guān)合、開斷和承載異?；芈窏l件電流的開關(guān)裝置，它起著控制和保護變壓器的雙重作用。斷路器按其使用范圍可分為高壓斷路器和低壓斷路器等。斷路器常見的故障包括斷路器拒動、斷路器誤動、聲響出現(xiàn)異常、斷路器著火和爆炸等，下面主要從斷路器的拒動和誤動出發(fā)，分析說明斷路器產(chǎn)生故障的原因和相應(yīng)檢修措施。

2.2.1 斷路器拒動

斷路器拒動主要是指在保護器需要跳閘的時候發(fā)出跳閘或合閘信號后，斷路器沒有動作，既沒有跳閘或分閘。斷路器產(chǎn)生拒動會對設(shè)備的運行造成較為嚴(yán)重的危害，這也是在運行中普遍存在的現(xiàn)象。造成斷路器拒動的原因很多，主要包括：①直流電壓高低不均勻；②合閘接觸器線圈極性接反、熔絲接觸不良；③蓄電池欠壓或容量不足；④接觸器線圈層間短路、控制回路斷路或故障；⑤二次接線過程中存在錯誤操作；⑥合閘接觸器及開關(guān)本體卡滯、銷子脫落、大軸竄動和操動機構(gòu)出現(xiàn)故障等。

2.2.2 斷路器誤動

斷路器誤動主要是指沒有讓斷路器跳閘或是合閘的時候斷路器自行進行了跳閘和分閘動作。針對斷路器誤動產(chǎn)生的原因，主要包括以下幾個方面：①負載側(cè)零線接地引起正常工作的電流經(jīng)接地點分流入地，導(dǎo)致斷路器誤動；②設(shè)備的跳合閘回路長期使用導(dǎo)致老化，導(dǎo)線的絕緣皮經(jīng)長時間風(fēng)蝕而破損，致使其抗干擾性能降低，導(dǎo)致斷路器誤動；③導(dǎo)線對地電容電流引起的誤動，即在安裝導(dǎo)線的過程中，如導(dǎo)線過長，就會存在較大的對地電容電流，從而導(dǎo)致斷路器出現(xiàn)誤動。④過電壓引起斷路器誤動，即合閘接觸器最低動作電壓過低和直流系統(tǒng)出現(xiàn)瞬時過電壓而使得斷路器誤動；針對斷路器出現(xiàn)的以上種種故障，檢修人員首先應(yīng)該在斷路器的選擇上謹慎考慮，最好選擇延遲型斷路器或者沖擊電壓不動作型漏電斷路器等。

2.3 隔離開關(guān)

2.3.1 載流接觸面位置溫度過高

隔離開關(guān)是變電站中必不可少的一次設(shè)備，其發(fā)生故障的機率也十分高。載流接觸面位置溫度過高一方面是由于隔離開關(guān)自身的設(shè)計存在一定的局限性，致使隔離開關(guān)在正常運行的過程中，由于載流接觸面積較小，且其活動性接觸點較多，使得隔離開關(guān)接觸不良而導(dǎo)致其載流接觸面過熱。另一方面是由于隔離開關(guān)在安裝和制造過程中對銅鋁的接觸沒有進行有效的處理，即在此過程中對隔離開關(guān)的接觸面沒有打磨好，從而造成隔離開關(guān)在使用過程中發(fā)生接觸不良的現(xiàn)象，繼而導(dǎo)致接線座發(fā)生過熱問題。隔離開關(guān)接觸面位置過熱部位主要集中在接線座和觸頭上，因此，為了有效預(yù)防故障的出現(xiàn)，在隔離開關(guān)的制造和安裝方面就要注重制作水平的提高，要努力改善隔離開關(guān)設(shè)計的合理化，同時還應(yīng)該不定期的對隔離開關(guān)進行檢查，確保其正常運行。

2.3.2 隔離開關(guān)接觸不良

隔離開關(guān)的接觸不良主要由以下幾個原因?qū)е?。其一是由于制作工藝不精、產(chǎn)品不合格造成的，比如對開關(guān)接觸面缺乏有效的連接，以及有力的打磨，關(guān)于銅鋁的接觸面沒有選擇銅鋁過渡材料等。在使用此種隔離開關(guān)時就會使得在合閘的時候不能合到位，進而導(dǎo)致觸頭臂與接線座不能有效得接觸，從而引起接線座的載流接觸面位置溫度過高。其二個是施工人員的安裝水平有限，致使在對刀閘進行大修的過程中往往會出現(xiàn)如下情況：隔離開關(guān)的合閘安裝不到位，接線座與觸頭臂不能很好的結(jié)合，且它們之間的緊固螺母出現(xiàn)松動等。

2.4 互感器

2.4.1 電壓互感器故障

通常，回路斷線是電壓互感器的常見故障問題。而造成故障的原因有：①互感器的絕緣工藝不佳、其絕緣包纏繞松緊不均以及絕緣干燥和脫氣處理不徹底等缺陷而導(dǎo)致互感器運行中絕緣擊穿引起回路斷線；②互感器在過電壓下?lián)p壞或自身的散熱條件較差導(dǎo)致回路斷線；③電壓互感器在一次繞組零序電流持續(xù)增大的情況下長時間運行，使得其絕緣損壞或炸裂致使回路斷線；④檢修和安裝人員的原因。

2.4.2 電流互感器故障

電流互感器在運行中經(jīng)常會出現(xiàn)異常聲響與發(fā)熱等現(xiàn)象。一般設(shè)備出現(xiàn)異常聲響與發(fā)熱都是由于電流互感器的荷載過大造成的，而且設(shè)備內(nèi)部的絕緣部分如果出現(xiàn)問題引起了漏電現(xiàn)象也會導(dǎo)致設(shè)備有一定的異常聲響。此外，在半導(dǎo)體刷漆的過程中，如果出現(xiàn)刷漆不均勻的現(xiàn)象，就會使設(shè)備內(nèi)部形成電暈，加上夾鐵螺絲松動問題的出現(xiàn)，就容易使互感器發(fā)出響聲。然而，如若發(fā)現(xiàn)互感器設(shè)備出現(xiàn)異常聲響與發(fā)熱現(xiàn)象，要立刻停止使用設(shè)備，并進行檢查和維修，直到設(shè)備正常方可繼續(xù)運行。

3 結(jié) 語

變電站是電網(wǎng)有效輸送的可靠保障，它的運行必須時刻維持在一個非常穩(wěn)定正常的水平上才能保證用戶對電量和用電質(zhì)量的需求。在變電站的實際工作中，要高度重視變電站一次設(shè)備安全運行的重要性，全面促進變電站一次設(shè)備狀態(tài)檢修工作的實施和完善，通過實踐過程中故障問題的發(fā)現(xiàn)和解決，才能促使一次設(shè)備狀態(tài)檢修工作的有效實施，進而提高電力系統(tǒng)的安全運行和服務(wù)。

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