電力系統(tǒng)變電運行中常見故障與處理分析

賈岳恒　劉超

摘? 要：隨著我國市場經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，政府越發(fā)注重基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，電力工業(yè)由此得到迅速發(fā)展。為滿足社會日益增長的電力需求，電力系統(tǒng)不斷優(yōu)化，無論是發(fā)電設(shè)備，還是電網(wǎng)規(guī)模，均處于不斷創(chuàng)新的過程中，但在電力運行機(jī)制方面，內(nèi)部設(shè)備常發(fā)生故障，導(dǎo)致無法正常供電，進(jìn)而影響工業(yè)生產(chǎn)和人民生活，甚至造成安全事故，導(dǎo)致巨大經(jīng)濟(jì)損失。由此，本文圍繞電力系統(tǒng)變電運行過程中常見故障類型，提出積極處理措施，以確保穩(wěn)定、可靠供電。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng);變電運行;常見故障;處理措施

中圖分類號：TM76? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在我國現(xiàn)階段工業(yè)化進(jìn)程日益加快，電力需求呈現(xiàn)出上升趨勢，各地區(qū)逐漸加快對電力系統(tǒng)改革，投入使用了大量新型電力設(shè)備和電力技術(shù)，電網(wǎng)線路設(shè)計更為復(fù)雜，一定程度上影響了電力系統(tǒng)的變電運行[1]。長此以往，電力系統(tǒng)的變電運行過程就會頻繁發(fā)生故障，包括母線故障、直流系統(tǒng)故障和電容器故障等故障類型，不僅對電力系統(tǒng)正常運行造成不利影響，還會影響設(shè)備安全運行。因此，分析電力系統(tǒng)變電運行中常見故障，以尋找科學(xué)處理措施，對電力系統(tǒng)安全運行，極為重要。

1 電力系統(tǒng)變電運行中常見故障

1.1 直流系統(tǒng)接地故障

電力系統(tǒng)變電運行過程中的故障類型較多，以直流系統(tǒng)接地故障最為常見，通常由多種因素造成，包括以下幾個方面：（1）工作過程使用工具未采取絕緣措施，誤碰二次回路;（2）接線存在錯誤;（3）二次回路所選用絕緣部件的材料不合格，二次線絕緣出現(xiàn)破損;（4）控制屏或保護(hù)屏的金屬物掉落，與接觸屏外殼直接接觸;（5）設(shè)備污染、受潮，端子箱、機(jī)構(gòu)盒和接線盒進(jìn)水，二次回路嚴(yán)重受潮等。若變電運行過程中出現(xiàn)這一故障，相關(guān)裝置就會對外發(fā)出提示信息，這種裝置屬于電子控制器件的一種，可自動控制電路，通常安裝于母線輔助三角開口處，一旦這一部位的電壓出現(xiàn)異常，就提示故障發(fā)生，而現(xiàn)場勘測處理時，需依據(jù)設(shè)備運行情況和天氣狀況等多因素，對直流系統(tǒng)接地原因進(jìn)行判斷[2]。

1.2 電容器故障

變電運行過程中，電容器由于各項因素影響，極易出現(xiàn)故障，以電容器膨脹、外科溫度上升和漏油等引起異常聲響為主。由于電容器長時間運行，外科溫度不斷上升，受到熱脹冷縮作用的影響，就會導(dǎo)致電容器膨脹，進(jìn)而出現(xiàn)異響，影響變電運行穩(wěn)定性。其次，電容器常出現(xiàn)漏油情況，導(dǎo)致其外殼變形、接地裝置短路等故障，甚至引起電容器故障跳閘和冒火故障等，不僅影響變電運行，還增加了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)損耗。此外，線路出現(xiàn)短路問題，燒斷保險絲也會導(dǎo)致電容器故障發(fā)生[3]。

1.3 母線故障

母線對電力系統(tǒng)變電正常運行起到了重要作用，由于電力系統(tǒng)的母線數(shù)量較多，使得母線故障也是所有故障中對變電運行影響最大的一種故障。由于各母線的繼電保護(hù)裝置未能發(fā)揮出真正作用，常導(dǎo)致繼電保護(hù)出現(xiàn)拒動、越級誤動等問題[4]。通常情況下，母線故障指的是與母線有關(guān)，可直接影響變電站的故障，相關(guān)資料顯示，在電力系統(tǒng)變電運行故障中，母線故障占比高達(dá)50%。一旦變電運行過程中出現(xiàn)母線故障，就可能導(dǎo)致整體停電，其故障類型多分為兩類，即隱形和顯性異常，其中隱形異常是無法被直接發(fā)現(xiàn)的故障，以母線過熱最為常見，而顯性異常則指代可直接檢測到的故障，以母線跳閘最為常見。母線故障的發(fā)生原因包括以下方面：（1）母線設(shè)備線發(fā)熱;（2）電流互感器故障;（3）隔離開關(guān)合閘不到位導(dǎo)致發(fā)熱;（4）異物誤碰母線設(shè)備;（5）電力人員操作失誤。

1.4 儀用互感器故障

在電力系統(tǒng)中，互感器通常包括兩種類型，即電流互感器和電壓互感器，這就使得互感器故障具有兩種不同形式，電流互感器發(fā)生故障時，通常會出現(xiàn)發(fā)臭、冒煙、漏油和異響等情況，該種互感器發(fā)生單相接地的原因多為以此和二次線圈層間與扎線的短路絕緣被擊穿。電壓互感器故障類型較多，主要包括引線與外殼出現(xiàn)火花、內(nèi)部放電等情況，嚴(yán)重時甚至發(fā)生外殼漏油、冒煙和發(fā)臭等問題。電流和電壓互感器均是電力系統(tǒng)中的重要設(shè)備，一旦這些設(shè)備發(fā)生故障，就會對電力系統(tǒng)運行產(chǎn)生不利影響，由此，技術(shù)人員需加強(qiáng)對互感器設(shè)備的檢查工作[5]。

1.5 避雷器故障

在電力系統(tǒng)中，具有多種保護(hù)設(shè)施，避雷器就是其中之一，該種設(shè)備安裝必須規(guī)范合理，且需可靠接地，不僅要求接地線截面積滿足相關(guān)要求，還要定期試驗，以保障電力設(shè)備的安全運行，不僅能避免外部過電壓，還能防止設(shè)備遭受雷擊。若避雷器安裝工作出現(xiàn)問題，使得接地線截面積過小或接地線連接不可靠等，均可導(dǎo)致避雷器炸裂和引線燒毀等問題，無法發(fā)揮出避雷效果，甚至引起事故[6]。避雷器發(fā)生故障，不僅易發(fā)生擊穿情況，還會降低元件性能，而長期使用避雷器過程中出現(xiàn)受潮情況，也會導(dǎo)致其故障。避雷器發(fā)生故障的原因多為元件性能下降、擊穿現(xiàn)象和受潮等。因此，變電運行過程中，避雷器故障會影響其正常運行，且增加了爆炸風(fēng)險，給電力企業(yè)帶來一定經(jīng)濟(jì)損失。

2 電力系統(tǒng)變電運行常見故障的處理措施

2.1 直流系統(tǒng)接地故障處理

直流系統(tǒng)接地故障一旦發(fā)生，必然會影響電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性和可靠性，由此，電力人員在發(fā)現(xiàn)接地故障后，首先要停止直流系統(tǒng)運行，對線路情況如回路充電、備用電源、控制回路和回路信號等進(jìn)行檢查和分析，在檢查過程中，工作人員需依據(jù)線路情況，合理選取檢查順序，針對不同故障情況所選取的檢查順序并不固定，尤其是在對各種變電設(shè)備進(jìn)行調(diào)式時，必須事先向上級部分進(jìn)行匯報，在得到批準(zhǔn)后才能夠開展工作。在尋找故障原因時，因始終保證變電設(shè)備處于斷電情況下，在檢查時，必須讓一名工作人員查看信號，另一名工作人員負(fù)責(zé)尋找接地點。針對直流系統(tǒng)接地故障，應(yīng)當(dāng)使用220V直流電筆，先拔出正極保險，再拔出負(fù)極保險，再對接地故障是否排除進(jìn)行檢查，而恢復(fù)時首先要恢復(fù)負(fù)極保險，再恢復(fù)正極保險，以確保變電線路安全性。

2.2 電容器故障處理

在電力系統(tǒng)的變電運行過程中，一旦發(fā)現(xiàn)電容器發(fā)生故障，工作人員必須首先關(guān)掉電源，以確保不會對自身造成損害，而處理故障時則需依據(jù)實際故障類型，采取針對性處理措施。針對電容器出現(xiàn)冒火故障時，工作人員需使用滅火器進(jìn)行滅火操作，在這一過程中不可使用水進(jìn)行滅火，以免造成更大傷亡，此外，可通過沙子進(jìn)行滅火操作。其次，在對線路放電處理后，必須對電容器外圍進(jìn)行檢測，主要是觀察電容器形狀是否發(fā)生改變、接地裝置是否發(fā)生短路及套管閃絡(luò)等情況[7]。在檢查以上設(shè)備后未發(fā)現(xiàn)問題，可將保險絲進(jìn)行更換，并重新送電，以觀察變電運行效果，若保險絲仍然被燒斷，則需對故障電容器進(jìn)行隔離。通常情況下，保險絲燒斷的原因均是線路短路，由此，工作人員首先需對電容器放電，再對故障情況進(jìn)行檢查，若未發(fā)現(xiàn)其他故障，則說明這一故障是由母線故障而引起，若存在其他故障，則需要通電進(jìn)行試驗。

2.3 母線故障處理

母線故障的發(fā)生多是由設(shè)備故障或電力人員錯誤操作等引起，在處理這類故障時，工作人員必須可靠隔離故障設(shè)備，以避免斷路器跳閘事故發(fā)生，同時，工作人員需仔細(xì)檢查母線，確保母線設(shè)備具備帶電梯條件，并將所有安全措施拆除后，才能夠采取送電操作，嚴(yán)禁在帶有臨時性接地措施情況下送電，避免事故發(fā)生。若線路繼電保護(hù)是由線路故障引起，工作人員就必須排查發(fā)生故障的元件，以便及時恢復(fù)母線送電[8]。若電力系統(tǒng)母線為多組母線接線，必須及時對運行方式進(jìn)行倒換，啟動備用母線，在恢復(fù)用戶供電情況下，再對故障進(jìn)行處理。此外，在檢查和處理母線故障過程中，工作人員必須采取安全技術(shù)措施，以確保設(shè)備與人員安全。

2.4 儀用互感器故障處理

由于儀用互感器包括電壓互感器和電流互感器兩種，在互感器發(fā)生故障時，首先要關(guān)閉電源，并向上級匯報，以確定互感器故障類型，判斷互感器故障是電流互感器發(fā)生故障還是電壓互感器發(fā)生故障。針對電壓互感器故障情況，工作人員在采取停電措施后，需對其進(jìn)行檢查，以及時排除故障[9]。而針對電流互感器故障情況，工作人員需明確故障類型，在關(guān)閉電源后匯報情況，避免電流回路開路，使用安全工作，將電流互感器短路，并對其運行情況進(jìn)行檢查，采取更換或維修處理方法，以排除故障，而在電力工作中，必須加強(qiáng)對儀用互感器的監(jiān)測。

2.5 避雷器故障處理

電力系統(tǒng)的穩(wěn)定、安全運行，最為關(guān)鍵的就是防止其遭受雷擊威脅，需加強(qiáng)對其保護(hù)措施，通過內(nèi)外部保護(hù)，并安裝避雷器，同時還需及時更新防雷技術(shù)，以保障變壓器安全運行。在避雷器故障中，若避雷器是由雷擊擊毀，需對避雷器是否可靠接地進(jìn)行檢查，若接地正常，則需及時更換避雷器，以確保避雷器運行符合相關(guān)要求，若不可靠接地，則需立即匯報給上級部門，工作人員在沒有得到上級批準(zhǔn)情況下，不能對避雷器采取隔離措施[10]。若避雷器故障是由于內(nèi)部因素引起，則需將電源切斷，全面檢查避雷器元件，選取適宜型號的避雷器，以確保變電運行穩(wěn)定性。此外，為防止避雷器受到雷擊傷害，可于該設(shè)備外部安裝保護(hù)裝置，以保障避雷器發(fā)揮實際功能，而在避雷器的實際運行過程中，工作人員也需采取人工巡視或在線監(jiān)測等方式，對避雷器運行情況進(jìn)行了解，以便及時發(fā)現(xiàn)故障，并排除故障[11]。

3 結(jié)束語

變電運行是電力系統(tǒng)的重要組成部分，與電力系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性具有直接關(guān)系，對變電運行中常見故障進(jìn)行分析，并依據(jù)實際故障類型，采取相對于處理措施，以排除故障，不僅能保障電力系統(tǒng)運行可靠性，還能降低企業(yè)運營成本，促使電力企業(yè)獲得更高經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

[1]陳靜.可見光圖像檢測方法在牽引變電設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用[J].電氣化鐵道，2020，31（S2）：87-89+94.

[2]劉宇.探討500kV變電站變電運行中的故障分析和處理技巧[J].電力設(shè)備管理，2020（12）：31-32+59.

[3]李曉琴，王海濤.淺談電網(wǎng)變電運維的突出風(fēng)險與技術(shù)檢修[J].電氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2020（6）：52-54.

[4]湯萃，陶秋麗，黃敏.變電運維工作中紅外測溫技術(shù)的應(yīng)用探討[J].石河子科技，2020（6）：14-15.

[5]李文璞，謝可，廖逍，等.基于Faster RCNN變電設(shè)備紅外圖像缺陷識別方法[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2019，13（12）：79-84.

[6]王波.110kV變電站變電運行的可靠性與安全性[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（24）：208-209.

[7]陳執(zhí)中，蔡得志.變電運維安全隱患及解決措施[J].電子技術(shù)與軟件工程，2019（24）：212-213.

[8]鄧紅成.電力系統(tǒng)變電一次設(shè)備狀態(tài)檢修策略分析[J].中國金屬通報，2019（12）：168-169.

[9]余濤，馮斌，于波，等.寧夏境內(nèi)特高壓直流輸電設(shè)備大數(shù)據(jù)智能管控應(yīng)用研究[J].西安理工大學(xué)學(xué)報，2019，35（4）：512-517+530.

[10]鄧云川，林宗良.川藏鐵路電氣化工程面臨的挑戰(zhàn)和對策思考[J].電氣化鐵道，2019，30（S1）：5-11+15.

[11]張文臣.35 kV以下變電檢修存在的問題及其改進(jìn)方法存在的問題探討[J].通訊世界，2019，26（12）：215-216.