變電站一次設(shè)備常見故障分析及排除技巧

邱桂洪

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山供電局，廣東中山 528400

變電站一次設(shè)備常見故障分析及排除技巧

邱桂洪

廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司中山供電局，廣東中山 528400

變電站一次設(shè)備涵蓋了眾多子設(shè)備，這些設(shè)備在運(yùn)行中受到多方面影響時極易發(fā)生故障，需要電力維護(hù)人員及時予以排除，以保障電網(wǎng)正常運(yùn)行。本文首先對變電站一次設(shè)備結(jié)構(gòu)及作用進(jìn)行概述，然后對其各主要設(shè)備的常見故障加以分析，最后總結(jié)故障排除技巧，以期為相關(guān)人員提供借鑒參考。

變電站；一次設(shè)備；故障分析；措施

變電站一次設(shè)備類型較多，其在運(yùn)行中受制于多種因素，故障發(fā)生幾率較大。探究變電站一次設(shè)備常見故障及相應(yīng)的排除技巧有助于為電力企業(yè)節(jié)省運(yùn)成本，提高變電站及電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 變電站一次設(shè)備的主要構(gòu)成及其作用

變電站中的一次設(shè)備主要由變壓器、隔離開關(guān)、電壓互感器（PT）、電流互感器（CT）、GIS電力設(shè)備、高壓低壓斷路器及電容器等元件構(gòu)成，其特點(diǎn)及作用各不相同[1]。變壓器主要承擔(dān)交換電能的作用，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)及用電設(shè)施之間電流、電壓、阻抗的交換，進(jìn)而起到電壓維穩(wěn)的效果；隔離開關(guān)作為一種隔離器件，主要負(fù)責(zé)對電網(wǎng)線路進(jìn)行開斷操作，開斷依據(jù)為電網(wǎng)回路中的負(fù)荷電流大小；電壓電流互感器具有變換功能，能夠?qū)崿F(xiàn)電壓及電流的由大轉(zhuǎn)小，從而對電網(wǎng)設(shè)備起到保護(hù)作用；高壓低壓斷路器中采用了滅弧裝置，當(dāng)回路電流出現(xiàn)異常時，可以進(jìn)行及時的承載及開斷操作，以維持電流穩(wěn)定。變電站電容器，在變電站耦合、調(diào)諧、濾波及電路控制中得到廣泛應(yīng)用，一方面承擔(dān)為變電站供電設(shè)備放電及充電作用，另一方面又能夠借助電容，達(dá)到抑制無功，起到提高變電站功率因數(shù)及電能利用效率的功效。

2 變電站一次設(shè)備的常見故障

2.1 變壓器

變壓器的常見故障主要有以下兩點(diǎn)：第一，滲漏油。變壓器滲漏油故障主要表現(xiàn)在其外側(cè)附著有黑亮的油液，變壓器滲漏油的產(chǎn)生原因一方面是變壓器零件和變壓器油箱間在焊接中質(zhì)量不高，沒有完好密封，在遭受到一定的外力荷載時，極易由于外力作用產(chǎn)生振動，進(jìn)而引起油液滲漏；另一方面變壓器內(nèi)部的油體如發(fā)生熱膨脹，也會加大滲漏幾率。第二，溫度異常。變壓器溫度異常的主要原因有以下幾方面：1）變壓器元件，如鐵芯出現(xiàn)短路；2）渦流、漏磁等引起的設(shè)備發(fā)熱；3）變壓器的元件，如線圈的絕緣性降低，引起短路；4）變壓器過載及超負(fù)荷運(yùn)行，外加未加定期維修保養(yǎng)，致使其散熱電阻性能下降。

2.2 隔離開關(guān)

隔離開關(guān)常見故障主要體現(xiàn)在開關(guān)接觸不良、拒分合及卡澀上。變壓器隔離開關(guān)如出現(xiàn)接觸不良，如變壓器接線部位及開關(guān)觸頭接觸不合格，極易導(dǎo)致變壓器接線位置出現(xiàn)溫度異?，F(xiàn)象。造成隔離開關(guān)接觸不良的原因一方面是由于開關(guān)在制作及設(shè)計接觸面時出現(xiàn)質(zhì)量問題，另一方面是由于隔離開關(guān)的安裝工藝不夠規(guī)范，導(dǎo)致隔離開關(guān)與變壓器接線部位出現(xiàn)接觸不穩(wěn)固等現(xiàn)象。隔離開關(guān)拒分合及卡澀故障一般會同時出現(xiàn)，主要原因是隔離開關(guān)轉(zhuǎn)動軸銹蝕或動靜觸頭出現(xiàn)過大摩擦所致，此外保養(yǎng)不力，人工不規(guī)操作等，也極易導(dǎo)致隔離開關(guān)出現(xiàn)拒分合及卡澀故障[2]。

2.3 高壓低壓斷路器、電容器

高壓低壓斷路器主要故障包括斷路器錯誤操作、拒絕操作及運(yùn)行異常等。斷路器錯誤操作主要是由于電網(wǎng)電壓瞬時過大，而斷路器的合閘器件在操作門限設(shè)置上不精準(zhǔn)，進(jìn)而導(dǎo)致斷路器誤操作；當(dāng)電路零線進(jìn)行接地處理時，在地面接收電荷電流的過程中也能夠引發(fā)斷路器出現(xiàn)錯誤操作；斷路器運(yùn)行異常，主要是指斷路器的跳閘，其產(chǎn)生原因主要是斷路器的保護(hù)裝置由于電路故障而產(chǎn)生錯誤判斷。

變電站電容器的常見故障主要有開路損壞、短路、漏電、介質(zhì)損耗增大、電容量減小等。其中，變電站電容器開路損壞形成的原因又有以下幾方面：1）電容器脫焊及虛焊引發(fā)開路損壞；2）電容器出現(xiàn)漏液危害，致使電容器電容量減小，進(jìn)而引起開路損壞；3）電容器引腳由于出現(xiàn)腐蝕而造成開路損壞。

2.4 電壓互感器（PT），電流互感器（CT）

電壓互感器（PT）的常見故障主要是回路斷線問題，故障產(chǎn)生的原因主要有以下幾點(diǎn)：1）電壓互感器二次側(cè)出現(xiàn)短路，或二次側(cè)沒有嚴(yán)格參照操作規(guī)范進(jìn)行切斷處理，由此導(dǎo)致電壓互感器勵磁電流瞬間升高，最終引發(fā)PT燒毀；2）電壓互感器質(zhì)量不高，在散熱等方面不具備良好性能；3）電壓互感器在運(yùn)行過程中，其一次側(cè)線圈中出現(xiàn)零序電流增大的情況，進(jìn)而損壞電壓互感器的絕緣裝置；4）電壓互感器系統(tǒng)線路中由于諧振電壓、單相接地電壓過高等，導(dǎo)致電壓互感器出現(xiàn)故障。

電流互感器（CT）常見故障主要是聲音異常及溫度升高。造成聲音異常的原因有：1）電流互感器處于高負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)；2）電流互感器運(yùn)行時間較長，其絕緣裝置出現(xiàn)質(zhì)量下降或老化，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)漏電；3）電流互感器由于刷漆環(huán)節(jié)不規(guī)范引起電暈。電流互感器溫度發(fā)熱主要原因是電壓互感器二次側(cè)出現(xiàn)開路現(xiàn)象、沒有緊固住其引線端口、電容接地不規(guī)范等，從而造成電流互感器出現(xiàn)溫度驟升。

3 結(jié)合案例，分析變壓器一次設(shè)備常見故障的排除技巧

3.1 變壓器主設(shè)備的故障排除技巧

某變電站一臺110kV，31.5MVA的變壓器出現(xiàn)了溫度異常及斷路事故，造成主變壓器的開關(guān)跳開，經(jīng)過檢查，發(fā)現(xiàn)變壓器出現(xiàn)高壓繞組溫度過熱，變形嚴(yán)重的現(xiàn)象，且變壓器的底座伴有銹蝕。工作人員經(jīng)過分析研究，該變壓器遭受了短路沖擊，在變壓器的繞組元件上也出現(xiàn)了松散現(xiàn)象，外加變壓器的墊塊出現(xiàn)位移，導(dǎo)致變壓器的繞組失去了穩(wěn)定性。

在這起變壓器常見故障的排除上，首先，工作人員對變壓器的元件加以清潔，并對變壓器線路絕緣性加以檢測，對老化線路加以更換。與此同時，采用歐姆計對變壓器繞組開路情況進(jìn)行了檢查，對變壓器的內(nèi)繞組加裝了拉緊裝置，確保繞組結(jié)構(gòu)的完整性，并著重對其端部進(jìn)行了絕緣設(shè)置，同時緊固了相應(yīng)的夾件。其次，對本變電站的其他變壓器設(shè)備，適時開展短路試驗(yàn)，提高變壓器設(shè)備的在抗短路沖擊上的能力。最后，借助于變壓器運(yùn)行聲音、油溫、氣味等方面的判定，工作人員也及時發(fā)現(xiàn)并解決了其他變壓器的故障隱患。

圖1 變壓器繞組開路情況

3.2 隔離開關(guān)、高壓低壓斷路器故障排除技巧

某變電站工作人員在檢查Ⅱ組母線側(cè)II刀時，發(fā)現(xiàn)刀閘開關(guān)沒有處于合閘位置上，工作人員在進(jìn)行解鎖及遙合時，其仍無法到位，刀閘口伴有漏電，由于工作人員慌亂中誤操作了I刀，造成220kV母差動作，最終造成了供電故障。在這一案例中，工作人員沒有按照相關(guān)的操作章程進(jìn)行故障處理，其應(yīng)對開關(guān)元件與變電站設(shè)備接線接觸部位的穩(wěn)固性加以重點(diǎn)檢查，如進(jìn)行開合時存在卡滯現(xiàn)象，要對其開關(guān)接頭進(jìn)行檢查，必要時進(jìn)行更換。此外，工作人員也應(yīng)對隔離開關(guān)滅弧罩定期加以檢查，對其中殘存的殘?jiān)右郧謇?，及時更換滅弧罩。

在斷路器故障排除中，可綜合采用各種措施方法，如元件牢固性測驗(yàn)、設(shè)備負(fù)荷監(jiān)測、零線接地線路連接檢測等。

3.3 電容器故障排除技巧

某變電站配備的2臺電容器柜在運(yùn)行時，出現(xiàn)了觸頭燒壞的現(xiàn)象，當(dāng)更換容量較大的接觸器時，仍存在燒毀現(xiàn)象。工作人員進(jìn)行放電回路接線實(shí)驗(yàn)，并輔助使用了萬用表對故障電容器進(jìn)行排查，發(fā)現(xiàn)故障原因是由于該電容器在放電電路的接線上不夠合理。通過將2臺電容器分裝放電電阻的方式，減輕了觸點(diǎn)的壓力，避免了類似事故發(fā)生。一般而言，在電容器故障排除中，主要借助于萬用表對電容質(zhì)量及運(yùn)行加以檢測，把萬用表的功能開關(guān)設(shè)置在測試檔位上，在CX插座內(nèi)將被測電容插入，然后對電容量進(jìn)行檢測，查看其誤差是否滿足相應(yīng)的數(shù)據(jù)范圍。如各檔位的電容量數(shù)據(jù)及其誤差符合要求，則說明電容器運(yùn)行較為正常。

圖2 萬用表檢查電容器運(yùn)行狀況示意圖

3.4 電壓互感器（PT），電流互感器（CT）故障排除技巧

某變電站，工作人員發(fā)現(xiàn)其電流互感器出現(xiàn)二次側(cè)電流較小的情況，工作人員在故障排除中側(cè)重對二次側(cè)接線及短路情況加以檢查，發(fā)現(xiàn)CT出現(xiàn)導(dǎo)線絕緣層遭受損害，經(jīng)由受損導(dǎo)線而引起電流故障，在此過程中伴隨大量熱量，最終造成CT短路及燒毀。工作人員配備了檢修配套裝置，如絕緣墊，絕緣手套，然后對其開路相別、組別及接線加以查明，然后將燒毀導(dǎo)線進(jìn)行剪除，采用正確的接線方式連接CT的接線端子，有效排除了這一故障。在PT故障處理上，工作人員要在做好倒閘操作的基礎(chǔ)上，采用斷路器切斷電壓互感器，如電壓互感器出現(xiàn)諧振，要將其諧振條件破壞，使電壓互感器停息[3]。

4 結(jié)論

變電站一次設(shè)備在運(yùn)行中其故障較為多發(fā)，工作人員應(yīng)對相應(yīng)設(shè)備部件的故障原因，表現(xiàn)及排除措施加以熟練掌握，圍繞變電站一次設(shè)備運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)，制定完善的操作、巡檢標(biāo)準(zhǔn)，從而保障變電站一次設(shè)備能夠充分發(fā)揮其性能，提高電網(wǎng)運(yùn)行質(zhì)量。

[1]盧遠(yuǎn)飛.變電站一次設(shè)備常見故障分析[J].機(jī)電信息，2014（12）：64-65.

[2]姚莉，張燕.變電站一次設(shè)備安全運(yùn)行及故障分析[J].民營科技，2014（1）：55.

[3]劉磊，劉群.變電站一次設(shè)備安全運(yùn)行與檢修措施討論[J].大觀，2014（12）：212.

TM4

A

1674-6708（2015）148-0074-02

邱桂，助理工程師，研究方向：變電站運(yùn)行維護(hù)