淺析電力系統(tǒng)變電檢修技術(shù)

【摘要】現(xiàn)代社會(huì)對(duì)電力的需求以及要求逐步提高，而變電站作為電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中電力能源變送及分配的樞紐載體，其變電設(shè)備能否安全穩(wěn)定運(yùn)行顯得至關(guān)重要。在電力系統(tǒng)中，變電設(shè)備的檢修與管理直接關(guān)系到供電質(zhì)量，因而具有重要的意義。文中先介紹了變電檢修模式的兩個(gè)發(fā)展階段，然后討論了變電設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)，以及如何對(duì)狀態(tài)檢修進(jìn)行管理。

【關(guān)鍵詞】電力系統(tǒng)；變電檢修；變電設(shè)備

近年來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)生產(chǎn)以及人們?nèi)粘Ｉ顚?duì)電力需求越來(lái)越大，對(duì)電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性提出了更高的要求。作為電網(wǎng)的主要組成部分之一，變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)好壞直接影響著供電質(zhì)量，因此在設(shè)備狀態(tài)檢修時(shí)，需要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)與人工智能技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)產(chǎn)生了診斷設(shè)備的專(zhuān)家系統(tǒng)。專(zhuān)家系統(tǒng)的出現(xiàn)，改變了現(xiàn)在變電設(shè)備進(jìn)行檢修的手段?，F(xiàn)階段，這種新技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到了電力設(shè)備的檢修中，使設(shè)備檢修更加準(zhǔn)確、快速。

一、檢修模式的發(fā)展歷史

從檢修模式的發(fā)展歷程看，其主要包括兩個(gè)階段：故障檢修和預(yù)防性檢修。最早出現(xiàn)的檢修模式是故障檢修。它以設(shè)備出現(xiàn)功能性故障為判據(jù)，對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行檢修，所以也稱(chēng)事后檢修。這種檢修模式只檢修那些已經(jīng)發(fā)生故障且無(wú)法繼續(xù)正常運(yùn)行的設(shè)備。它不僅需要付出很高的維修費(fèi)用，而且還因此耽誤生產(chǎn)，所以檢修效果不好。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，電力系統(tǒng)的檢修也逐漸產(chǎn)生新的模式。到目前為止，根據(jù)檢修的技術(shù)和目的，出現(xiàn)了3種檢修方式：狀態(tài)檢修、定期檢修以及基于可靠性的檢修。狀態(tài)檢修是通過(guò)巡視、檢查、試驗(yàn)等手段，對(duì)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行定期的檢查，然后根據(jù)這些設(shè)備當(dāng)前所處的狀態(tài)，制定出一個(gè)合理的檢修計(jì)劃。當(dāng)然，也可以通過(guò)在線監(jiān)測(cè)、帶電監(jiān)測(cè)等技術(shù)來(lái)獲取表明設(shè)備狀態(tài)的數(shù)據(jù)，然后根據(jù)這些數(shù)據(jù)所表明的設(shè)備的狀態(tài)，制定一個(gè)保證電力系統(tǒng)能夠達(dá)到最大的可靠性以及最大效率的檢修計(jì)劃。定期檢修適用于設(shè)備數(shù)量較少且設(shè)備質(zhì)量水平較一致的電力系統(tǒng)中。顧名思義，此方法通過(guò)在設(shè)備經(jīng)歷過(guò)一個(gè)固定的時(shí)間間隔或累計(jì)了一定的操作次數(shù)后，對(duì)設(shè)備安排一次定期的檢修計(jì)劃。由于目前電網(wǎng)規(guī)模日益擴(kuò)大，再采用這種檢修方式對(duì)設(shè)備定期檢修，則需要耗費(fèi)較大的人力和物力?；诳煽啃缘臋z修模式是以整個(gè)電網(wǎng)的情況為考慮對(duì)象，研究設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)、檢修成本等問(wèn)題的檢修模式。

二、狀態(tài)檢修法在變電檢修中的應(yīng)用

1.隔離開(kāi)關(guān)的檢修

一般情況下，隔離開(kāi)關(guān)經(jīng)常出現(xiàn)兩種異常現(xiàn)象：載流回路過(guò)熱和觸頭部位過(guò)熱。出現(xiàn)載流回路過(guò)熱現(xiàn)象一般是由于在設(shè)計(jì)隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，載流接觸面的面積裕度較小，活動(dòng)性接觸環(huán)節(jié)多，極易出現(xiàn)接觸不良而導(dǎo)致的。一般隔離開(kāi)關(guān)過(guò)熱經(jīng)常出現(xiàn)在觸頭和接線座部位。此現(xiàn)象已經(jīng)成為普遍存在的問(wèn)題。造成觸頭部位過(guò)熱產(chǎn)生的原因一般有：觸指夾件銹蝕嚴(yán)重、觸指彈簧銹斷等造成觸指松離觸指座，觸頭部位的制造工藝差，安裝調(diào)試的方法不當(dāng)，隔離開(kāi)關(guān)合閘不到位等。引發(fā)接線座過(guò)熱產(chǎn)生的原因有：接線座與觸頭臂接觸不良。在檢修時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)連接接線座與觸頭臂的緊固螺母松動(dòng)。一般是由于接線座的制造質(zhì)量不符合要求，并且在安裝前，沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量檢查，接線座與引線設(shè)備線夾接觸不良。此種現(xiàn)象產(chǎn)生的原因一般是由于在安裝時(shí)，對(duì)接觸面沒(méi)有進(jìn)行足夠的打磨和可靠的連接，在銅鋁接觸時(shí)，沒(méi)有采用銅鋁過(guò)渡材料等。由于制造工藝不良或者長(zhǎng)時(shí)間沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行檢修時(shí)，也會(huì)造成接線座內(nèi)部載流的轉(zhuǎn)動(dòng)部位或?qū)щ妿Ы佑|不良現(xiàn)象發(fā)生。這也是引起隔離開(kāi)關(guān)出現(xiàn)異常的一個(gè)重要原因。

2.繼電保護(hù)設(shè)備的檢修

下面以一個(gè)實(shí)例分析繼電保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)事故及障礙的原因，進(jìn)一步說(shuō)明檢修方法。通過(guò)對(duì)微機(jī)保護(hù)事故及障礙的統(tǒng)計(jì)分析表明，無(wú)法用常規(guī)方法發(fā)現(xiàn)由干擾引起的事故。在正常運(yùn)行時(shí)，看不出任何征兆，因此，必須在進(jìn)行選型以及投產(chǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行嚴(yán)格管理。裝置自身缺陷引起保護(hù)不正確。例如，一般情況下，年檢中沒(méi)有保護(hù)裝置在外加故障電流58A時(shí)方向元件拒動(dòng)這一項(xiàng)目，以及保護(hù)在三次諧波故障量切除時(shí)有誤動(dòng)情況等。通過(guò)上面的分析可知，在繼電保護(hù)設(shè)備檢修時(shí)，應(yīng)當(dāng)注意以下方面：開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修時(shí)，首先根據(jù)設(shè)備在巡檢、二次通流試驗(yàn)、帶開(kāi)關(guān)傳動(dòng)、標(biāo)準(zhǔn)校驗(yàn)等實(shí)驗(yàn)的狀態(tài)評(píng)估結(jié)果確定具體檢修方案；對(duì)微機(jī)采取有力的抗干擾保護(hù)措施；根據(jù)狀態(tài)評(píng)估結(jié)果分析微機(jī)保護(hù)可能存在的主要缺陷及事故隱患，把微機(jī)保護(hù)的重點(diǎn)放在回路與輔助設(shè)備的檢查上。對(duì)繼保設(shè)備進(jìn)行電磁兼容性考核試驗(yàn)是繼保設(shè)備狀態(tài)檢修的一項(xiàng)很重要的工作。通過(guò)強(qiáng)弱電分離、交直流分離、對(duì)抗干擾措施等情況進(jìn)行評(píng)分，標(biāo)準(zhǔn)按圖1執(zhí)行，以斜率計(jì)算得分。對(duì)端子排、電纜支架銹蝕程度進(jìn)行評(píng)分，標(biāo)準(zhǔn)按圖2執(zhí)行，以斜率計(jì)算得分。

3.變壓器檢修

在對(duì)變壓器進(jìn)行檢修時(shí)，首先檢查變壓器在運(yùn)行時(shí)聲音是否出現(xiàn)異常。正常運(yùn)行時(shí)，變壓器的聲音為有規(guī)律的“嗡嗡”聲。如果出現(xiàn)其他聲音，則視為異常聲音。一般引起變壓器產(chǎn)生不正常聲音的原因有幾種：突然啟動(dòng)大容量的設(shè)備，引起負(fù)荷的突然增大、變壓器內(nèi)部零件出現(xiàn)松動(dòng)、低壓線路接地或者短路等。當(dāng)高低壓套管發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷并有放電現(xiàn)象時(shí)，也會(huì)引起變壓器產(chǎn)生異常聲音。產(chǎn)生此現(xiàn)象的主要原因有以下幾方面：套管密封不嚴(yán)，從而在成套管進(jìn)水使絕緣層損壞；套管的電容芯子質(zhì)量不合格，內(nèi)部游離放電；套管長(zhǎng)時(shí)間未做清理，內(nèi)部積垢嚴(yán)重；套管上產(chǎn)生大量的碎片和裂紋等。其次是檢查變電的三相負(fù)載是否平衡。當(dāng)共相負(fù)載不平衡時(shí)，一般是由于中性點(diǎn)產(chǎn)生位移引起。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振時(shí)，會(huì)引起二相電壓不平衡；當(dāng)線相電壓不平衡時(shí)，一般是由于內(nèi)部發(fā)生匝間或?qū)娱g短路。另一個(gè)常出現(xiàn)的問(wèn)題是分接開(kāi)關(guān)故障。其主要表現(xiàn)有：觸頭對(duì)地放電，接觸不良、觸頭間短路、觸頭燒壞、油箱上有放電聲等。經(jīng)分析表明，產(chǎn)生此現(xiàn)象的主要原因是分接開(kāi)關(guān)觸頭滾輪壓力不勻，彈簧壓力不足，接觸面較小，觸頭磨損嚴(yán)重等。當(dāng)觸頭接觸面積較小時(shí)，經(jīng)受不住短路電流沖擊。如果在操作時(shí)對(duì)接頭位置出現(xiàn)錯(cuò)誤的切換，會(huì)致使開(kāi)關(guān)被燒毀。引線部分故障也是變電機(jī)修中常遇到的問(wèn)題。一般是引線燒斷、接線柱松等。分析其原因，一般是由于引線與接線柱接觸不良、發(fā)熱軟銅片焊接不良等原因引起。當(dāng)出現(xiàn)這些情況應(yīng)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行處理，避免燒壞用電設(shè)備。

4.互感器檢修

互感器檢修時(shí)，一般常出現(xiàn)下面幾種故障：絕緣熱擊穿、局部放電損壞、互感器受潮。高壓電流互感器在高電壓以及大電流的作用下，會(huì)造成絕緣介質(zhì)的損耗，致使絕緣介質(zhì)溫度升高。如果絕緣介質(zhì)有缺陷，在長(zhǎng)期的高電壓及大電流的作用下，會(huì)造成絕緣熱擊穿。如果U型卡子卡得過(guò)緊，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)致使絕緣介質(zhì)變形。當(dāng)端屏鋁箔沒(méi)有孔眼時(shí)進(jìn)行非真空注油，電容屏間存積氣泡，會(huì)致使電容屏間的電壓改變分布，個(gè)別電容屏有較大的電壓場(chǎng)，致使出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象的發(fā)生，如果未及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理，會(huì)對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的后果。當(dāng)互感器的端部密封不嚴(yán)時(shí)，會(huì)使內(nèi)部進(jìn)水受潮，致使互感器內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重的游離放電及沿面放電，對(duì)互感器的絕緣介質(zhì)造成損害。

5.斷路器

在對(duì)斷路器檢修過(guò)程中，常見(jiàn)的故障有：斷路器拒動(dòng)、斷路器誤動(dòng)、斷路器出現(xiàn)異常聲響和嚴(yán)重過(guò)熱等。分析表明，造成斷路器出現(xiàn)故障的原因有多方面，比如直流電壓不在正常范圍內(nèi)，合閘保險(xiǎn)內(nèi)部元件接觸不良，低電壓不合格，合閘線圈層間短路，二次接線錯(cuò)誤，蓄電池容量不足，開(kāi)關(guān)本體和合閘接觸器卡滯，大軸竄動(dòng)或銷(xiāo)子脫落等，都能引起斷路器拒動(dòng)故障。當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)，可能引起斷路器的拒動(dòng)：合閘接觸器最低動(dòng)作電壓過(guò)低、直流系統(tǒng)出現(xiàn)瞬時(shí)高電壓，直流系統(tǒng)兩點(diǎn)或多點(diǎn)接地造成二次回路故障，互感器極性接反、變比接錯(cuò)，斷路器絕緣介質(zhì)的絕緣性能降低，造成兩點(diǎn)接地等。處理此問(wèn)題的最佳方法是事先裝上備用的斷路器，當(dāng)主斷路器出現(xiàn)故障時(shí)，投入使用備用斷路器，然后檢查事故的原因，并采取處理措施，使斷路器恢復(fù)正常。

三、狀態(tài)檢修的管理

狀態(tài)檢修的實(shí)質(zhì)是使電力系統(tǒng)在保證維修成本消耗最低的情況下，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。加強(qiáng)對(duì)狀態(tài)檢修的全過(guò)程管理是狀態(tài)檢修的一個(gè)關(guān)鍵。由于設(shè)備運(yùn)行的不穩(wěn)定性和不可控性，必須加強(qiáng)設(shè)備的狀態(tài)檢修，定期檢修，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)的隱患；定期對(duì)接近使用壽命的設(shè)備進(jìn)行淘汰，采購(gòu)新的、性能好的設(shè)備以提高系統(tǒng)的可靠性。

1.變電設(shè)備檢修模式發(fā)展方向

目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)基本淘汰了傳統(tǒng)的檢修模式，取而代之的是以狀態(tài)檢修為主，診斷檢修為輔的檢修模式。電力系統(tǒng)應(yīng)該改變觀念，加強(qiáng)狀態(tài)檢修管理。以前經(jīng)常使用的檢修模式是在固定的時(shí)間間隔內(nèi)，對(duì)電力系統(tǒng)的設(shè)備進(jìn)行檢修，而不以客觀條件的變化而變化。雖然這種方法在一定程度下有較好的檢修效果，但是浪費(fèi)了大量的人力、物力，增加檢修成本。隨著科技的迅速發(fā)展，電力系統(tǒng)必須認(rèn)清形勢(shì)，突破思想，開(kāi)展?fàn)顟B(tài)檢修與預(yù)防性檢修、故障檢修相結(jié)合的方式，更能體現(xiàn)出現(xiàn)代科技在電力系統(tǒng)變電檢修中的應(yīng)用，而且節(jié)省時(shí)間、檢修成本及人力、物力。

2.嘗試推行狀態(tài)檢修

當(dāng)前，檢修體制改革在我國(guó)電網(wǎng)系統(tǒng)已勢(shì)在必行。國(guó)內(nèi)電網(wǎng)系統(tǒng)的部分設(shè)備的運(yùn)行管理中，已經(jīng)相繼開(kāi)展了一部分初級(jí)階段的狀態(tài)檢修工作。例如，國(guó)內(nèi)的主變檢修一般10年進(jìn)行一次大修，而現(xiàn)階段對(duì)主變提前進(jìn)行的狀態(tài)性大修，是為了預(yù)防主變的油枕及瓦斯繼電器出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，防止其進(jìn)一步惡化，這便是初級(jí)階段的狀態(tài)檢修。通過(guò)近些年國(guó)內(nèi)部分電力系統(tǒng)推行的狀態(tài)檢修法的效果來(lái)看，狀態(tài)檢修不僅能夠在最大程度上節(jié)約檢修成本，更能及早發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行中的問(wèn)題，從而盡快解決這些問(wèn)題，保證系統(tǒng)正常的運(yùn)行。

四、結(jié)束語(yǔ)

目前，電力生產(chǎn)企業(yè)面臨的一個(gè)問(wèn)題是不僅要保證供電的可靠性，還要盡量節(jié)約設(shè)備的檢修成本。如果電力系統(tǒng)設(shè)備一旦發(fā)生故障，將會(huì)給人們的生活和社會(huì)的生產(chǎn)造成極大危害。為此，供電企業(yè)必須依靠現(xiàn)代科技，加強(qiáng)狀態(tài)檢修的全過(guò)程管理，推廣狀態(tài)檢修在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，從而提高供電的可靠性，降低設(shè)備檢修的成本，促進(jìn)供電企業(yè)更好的發(fā)展。

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