500kV變電站的故障處理及其運維分析

王壇 楊曉東 石博

摘 要 在電力系統(tǒng)運行過程中，500kV變電站是該系統(tǒng)的重要組成部分，發(fā)揮著重要作用。500kV變電站可以將電力系統(tǒng)產(chǎn)生的電能集中輸送，有效提高了供電運輸效率，且500kV變電站能很好地進行電流、電壓之間的轉(zhuǎn)換，讓用戶的用電需求得到滿足。如果500kV變電站出現(xiàn)故障問題，將會直接影響到電力運輸與分配。本文主要分析了500kV變電站常見故障，并提出了相應(yīng)的運維措施，以期能夠為500kV變電站的正常運行提供有益的幫助。

關(guān)鍵詞 500kV變電站 變電站常見故障 用電系統(tǒng)

中圖分類號：TK17 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2022）04-0046-03

近幾年，我國電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，電網(wǎng)建設(shè)規(guī)模越來越大，這就給500kV變電站的高效運行提出了更加嚴格的要求。但是，如果500kV變電站發(fā)生故障，將會對電力系統(tǒng)的安全供電產(chǎn)生嚴重影響，也會給電力工作人員帶來一定的安全隱患，甚至發(fā)生嚴重的安全事故。因此，要對500kV變電站運行過程中產(chǎn)生的故障問題給予高度關(guān)注與重視，及時采取科學(xué)合理的故障處理措施，加強500kV變電站的運行維護工作，確保500kV變電站穩(wěn)定安全地運行。

1 500kV變電站概述

隨著我國城市化建設(shè)進程的不斷加快，人們對電能的需求越來越大，對電流的穩(wěn)定性也有了更高的要求。目前，我國在高電壓的變電站中大多使用的是遠程操控，這就在一定程度上增加操作安全隱患。根據(jù)當前的實際發(fā)展情況分析，我國500kV變電站故障檢修工作主要分為電力系統(tǒng)的故障檢修和對電氣設(shè)備的故障檢修兩個方面。電力系統(tǒng)的故障處理針對的是電力網(wǎng)絡(luò)的運轉(zhuǎn)情況，以及對監(jiān)控系統(tǒng)的故障處理，確保變電站運行狀態(tài)正常。而對電氣設(shè)備的故障處理則主要針對的是具體的受損電力設(shè)備或長期未使用的設(shè)備，這樣的故障處理工作帶有一定的局限性，只是對500kV變電站中具體的某一個設(shè)備進行維護、檢修、更換，但也能對變電站的有效運轉(zhuǎn)提供幫助。目前，確保500kV變電站正常運行是十分重要的，不僅能讓500kV變電站在運輸電力的過程中找到一個最佳方案，還能滿足人們的正常用電需求。因此，相關(guān)工作人員必須要做好500kV變電站的故障處理和運維工作，采取行之有效的措施確保500kV變電站正常穩(wěn)定的運行。

2 500kV變電站的常見故障分析

2.1 用電系統(tǒng)出現(xiàn)故障

500kV變電站是電力系統(tǒng)外輸供電的重要設(shè)施。在電力系統(tǒng)運行過程中，必須要保證站內(nèi)設(shè)備運行穩(wěn)定，站內(nèi)用電系統(tǒng)可以通過獨立架設(shè)的方式來保證供電質(zhì)量。目前，500kV變電站涉及到的設(shè)備眾多，其線路也十分復(fù)雜，500kV變電站在運行過程中難免會存在供電故障，如果站內(nèi)設(shè)備和線路存在問題，就會影響到整個電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定性，甚至出現(xiàn)停電現(xiàn)象，只有不斷強化500kV變電站故障處理水平，才能避免電力運行過程中存在用電故障問題。一般情況下，用電系統(tǒng)存在問題主要表現(xiàn)為以下幾個方面：第一，站內(nèi)用電系統(tǒng)獨立電源很容易發(fā)生用電失壓情況;第二，雷雨等自然災(zāi)害天氣導(dǎo)致供電信號不穩(wěn)定，同時存在負荷電流電壓波動較大的情況;第三，500kV變電站線路十分復(fù)雜，饋線負荷不平衡現(xiàn)象頻發(fā);第四，站內(nèi)設(shè)施眾多，主要的變壓器保護開關(guān)、小車開關(guān)等定值不夠精確，導(dǎo)致其保護作用未充分發(fā)揮出來。[1]

2.2 電容器出現(xiàn)故障

電容器是一種無功補償裝置，它的主要作用在于讓不同時間段內(nèi)的功率因數(shù)得到有效提高，將母線電壓控制在規(guī)定的電壓范圍之內(nèi)，有節(jié)約電能的效果。500kV變電站中進行了并聯(lián)電容器組、串聯(lián)抗電器組的安裝。并聯(lián)電容器組能補償500kV電網(wǎng)正常運行，確保其在事故情況下不出現(xiàn)功率缺額的現(xiàn)象。并聯(lián)電容器組還能將主變壓器的無功損耗進行補償，將部分無功功率輸送給220kV電網(wǎng)。但是，一般情況下，500kV變電站中的電容器組給予的無功補償必須小于主變壓器容量的30%，才能有效避免其他故障的出現(xiàn)。要想500kV變電站穩(wěn)定安全運行，電容器是重要部件。與一般工作相比較而言，變電站的工作環(huán)境較為惡劣，變電站內(nèi)其他設(shè)施會影響到電容器的工作效率和使用壽命，站內(nèi)電網(wǎng)運行設(shè)置甚至站內(nèi)的氣溫環(huán)境都能成為影響電容器使用的重要因素。[2]因此，相關(guān)工作人員必須要定時巡視電容器組件的運行狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)以下情況，必須要及時檢查電容器運行狀態(tài)，避免對供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響：工作人員檢查電容器運行溫度時，如果溫度過高，很容易出現(xiàn)讓電容器的外殼產(chǎn)生膨脹、電容器漏油等損害現(xiàn)象，這很可能是由高次諧波引起的電流反應(yīng)，也可能是其運行電壓存在問題。工作人員要重點關(guān)注電容器在運行中是否有異響，檢查電容器內(nèi)部元件是否受到損害。

2.3 變壓器繞組故障

在500kV變電站運行過程中，繞組故障是較常出現(xiàn)的故障問題，繞組斷線以及短路是導(dǎo)致這一問題的主要原因。在電力設(shè)備檢修試驗過程中，很容易破壞設(shè)備的絕緣部分，使設(shè)備存在問題，為之后設(shè)備的正常使用帶來一定的安全隱患。在電力設(shè)備正常運行過程中，如果存在雜物掉落等現(xiàn)象，很容易導(dǎo)致繞組因高溫發(fā)生絕緣老化等問題。除此之外，500kV變電站中的每一臺設(shè)備的制作材料都存在差別，導(dǎo)致其在發(fā)生繞組短路時受到的沖擊力也有所不同，造成絕緣老化問題。另外，如果變壓器受潮，也可能會導(dǎo)致設(shè)備短路，造成設(shè)備故障問題。受到上述原因的影響，500kV變電站中繞組故障問題時常發(fā)生。

2.4 設(shè)備操作失誤導(dǎo)致故障

經(jīng)過調(diào)查表明，500kV變電站眾多故障原因中，操作失誤導(dǎo)致故障問題也十分常見。由于工作人員的操作不夠規(guī)范，影響到變電站不能正常運行，這樣的故障問題時有發(fā)生。這是因為500kV變電站的電力操作系統(tǒng)較為復(fù)雜，要想確保500kV變電站正常運行，必須要深入分析多種因素，并加強對各種機器設(shè)備的檢查工作。相關(guān)工作人員如果專業(yè)知識不夠豐富，或工作態(tài)度不端正，很容易導(dǎo)致故障問題。因此，針對500kV變電站，必須要對工作人員有較高的操作要求，才能避免一些人為因素導(dǎo)致的故障。

2.5 設(shè)備老化出現(xiàn)故障

電力設(shè)備經(jīng)過長時間的使用之后，很容易出現(xiàn)老化問題。尤其是在用電規(guī)模越來越大的當下，變電站內(nèi)部設(shè)備的負荷越來越大，加速了設(shè)備老化問題。特別是對500kV變電站這種高電壓變電器來說，其內(nèi)部的各項設(shè)備承受著很大的負荷壓力，長時間的高壓之下，設(shè)備老化是必然問題，如果變壓器老化，將會給變電站帶來很大的損失。因此，相關(guān)工作人員在日常管理工作中，必須要定期檢查并更換設(shè)備，防止因設(shè)備老化問題影響到變壓器正常工作，消除因設(shè)備老化帶來的安全隱患。[3]

3 500kV變電站的故障處理與運維措施

3.1 用電系統(tǒng)故障處理與運維

導(dǎo)致故障發(fā)生的原因不同，其處理方法也應(yīng)有所不同。針對500kV變電站用電系統(tǒng)故障問題，可以采取以下方式進行處理：第一，建立雙回路，有效解決電失壓問題;第二，將必要的防雷裝置設(shè)置完善，有效避免自然災(zāi)害帶來的影響;第三，定期維護和保養(yǎng)ATS裝置，保證其狀態(tài)良好;第四，做好變壓器各類保護開關(guān)的校檢工作，確保其數(shù)值準確，能正常進行開關(guān)操作;第五，如果是電纜負荷容量問題，應(yīng)進行有針對性的改造與更換工作，讓饋線負荷保持平衡。

3.2 電容器故障處理與運維

導(dǎo)致電容器運行故障的原因有很多，電容器出現(xiàn)故障時，應(yīng)先找到其故障產(chǎn)生的原因，避免故障問題擴大。相關(guān)工作人員應(yīng)先將電容器清理干凈，確保電容器在無水、無油、無污漬且無外力破壞的情況下運行，做好電容器的避光保護措施，還要進行嚴格的巡視檢查工作，一旦發(fā)現(xiàn)異常，就要及時制定有針對性的措施進行處理。如果在電容器運行過程中出現(xiàn)噴油起火現(xiàn)象，必須要先切斷電源，以免事態(tài)擴大。

3.3 變壓器故障處理和運維

在500kV變電站中，變壓器是重要設(shè)備，必須要做好日常檢查與維護工作，保持變壓器穩(wěn)定運行。變壓器一旦存在故障問題，就應(yīng)進行單獨處理，為變壓器的運行安全提供重要保證。導(dǎo)致變壓器故障的原因眾多，出現(xiàn)的故障問題也十分復(fù)雜，工作人員要針對不同的原因采取不同處理方法。各相繞組直流電阻之間的差別較大，很容易發(fā)生繞組故障，這就需要工作人員仔細檢測鐵芯外部，利用直流電壓、電流表法測量鋼片絕緣電阻數(shù)據(jù)，了解故障點的具體位置。[4]

3.4 加強工作人員的操作技術(shù)

500kV變電站的相關(guān)工作人員應(yīng)注重操作技術(shù)的提高，嚴格杜絕一些不規(guī)范的操作行為，確保在操作過程中相關(guān)設(shè)備運行穩(wěn)定安全。電力企業(yè)應(yīng)加強對變電站運行操作的管理工作，確保工作人員嚴格按照相關(guān)制度來進行相關(guān)操作，保證變電站的穩(wěn)定運行。電力企業(yè)還應(yīng)組織相關(guān)工作人員開展專業(yè)的培訓(xùn)課程，加強工作人員的綜合能力和職業(yè)素養(yǎng)，強化安全管理意識，確保在變電站運行過程中能進行有效的檢查維護工作。工作人員在檢修過程中遇到不懂的故障問題，能做好應(yīng)急處理工作，再咨詢專家，根據(jù)專家意見進行正確操作，有效處理故障問題，確保人員安全。

3.5 做好電力設(shè)備的維護

在電力設(shè)備打開前與停止使用之后，工作人員都應(yīng)進行設(shè)備的清潔管理工作，并定期檢查與調(diào)整，及時更換個別容易損壞的零件。這些操作都應(yīng)由專業(yè)的設(shè)備管理人員來進行，防止因操作不當損害到電力設(shè)備。不同的電力設(shè)備有著不同的維護方法和維護周期，因此，相關(guān)工作人員必須要嚴格根據(jù)要求進行設(shè)備的保養(yǎng)維護工作。一般情況下，儀器設(shè)備都配備了使用說明書，其中詳細規(guī)定了設(shè)備的保養(yǎng)周期、注意事項等，相關(guān)工作人員只需根據(jù)規(guī)定進行操作。如果說明書中沒有規(guī)定，則需要工作人員結(jié)合實際情況，制定合理的設(shè)備保養(yǎng)維護方案，避免因維護不到位損害設(shè)備。

4 500kV變電站運行維護的重要舉措

4.1 構(gòu)建完善的風險評估體系

在500kV變電站運維過程中，風險評估體系是系統(tǒng)化的管理模式，根據(jù)500kV變電站的實際運行情況來進行風險評估工作，利用風險評估體系得到500kV變電站有關(guān)的數(shù)據(jù)信息，深入分析500kV 變電站面臨的風險成因，對500kV變電站運行過程進行科學(xué)合理的控制，在風險評估體系的基礎(chǔ)上采取有針對性的運維措施。風險評估體系在500kV變電站運維管理中的應(yīng)用主要有以下幾個方面：第一，通過風險評估體系對500kV變電站的運行情況進行合理評估，將各項設(shè)備的運行情況詳細記錄下來，仔細分析不同設(shè)備發(fā)生故障的概率，為之后變電站的運維工作提供數(shù)據(jù)參考;第二，將風險評估體系與500kV變電站運維結(jié)果相結(jié)合，針對變電站存在的故障問題，提出有針對性的解決建議，并深入落實故障處理措施，避免事態(tài)擴大，引發(fā)更大的故障問題;第三，在運維管理中運用風險評估體系，按等級劃分500kV變電站故障信息，進行有針對性的運行維護工作，有力管控變電站的運行狀態(tài)，增強變電站的穩(wěn)定性與安全性。

4.2 定期更換變電站設(shè)備

在500kV變電站的運行與維護管理中，應(yīng)對變電站設(shè)備進行定期更換，減少發(fā)生故障問題的概率。500kV變電站經(jīng)過長期運行，難免會存在設(shè)備老化等問題，很多設(shè)備在500kV變電站中十分容易引發(fā)故障問題。因此，500kV變電站的運維應(yīng)定期更換有問題的電力設(shè)備。在500kV變電站運行過程中，操作人員與設(shè)備維護管理人員必須要加強日常檢查工作，查看設(shè)備是否存在異常情況，并在檢查過程中判斷是否需要進行設(shè)備的更換。電氣設(shè)備是500kV變電站重要的組成部分，在變電站的運維管理中必須要重視電氣設(shè)備的運行情況。500kV變電站中的一些設(shè)備也應(yīng)定期升級。例如，在500kV變電站運行中，應(yīng)堅持使用最先進的斷路器設(shè)備，為變電站的正常運行提供重要的設(shè)備支持。

4.3 加強安全管理工作

在500kV變電站運行和維護管理中，安全管理工作也是重要內(nèi)容。在500kV變電站運維工作中加強安全管理工作，是實現(xiàn)安全生產(chǎn)的重要舉措，符合500kV變電站的生產(chǎn)要求。500kV變電站的安全管理工作可以從工作人員安全意識的培養(yǎng)入手，讓相關(guān)工作人員更加重視安全管理工作。變電站相關(guān)管理人員可以根據(jù)500kV變電站的安全要求組織相關(guān)工作人員進行安全培訓(xùn)，通過專業(yè)方法來解決變電站運維過程中發(fā)現(xiàn)的安全問題。例如，在500kV變電站運維管理中，針對開關(guān)操作進行安全管理，相關(guān)工作人員針對變壓器的開關(guān)操作進行操作測試。為了保證變電站的安全管理水平，還可以構(gòu)建獎懲機制，約束工作人員的操作行為，調(diào)動工作人員對500kV變電站安全管理工作的積極性，有效提高500kV變電站安全管理能力，防止發(fā)生安全事故。

5 總結(jié)

目前，針對500kV變電站故障處理與運維工作，相關(guān)工作人員必須要深入全面的了解其故障產(chǎn)生的原因，快速判斷出故障點的明確位置，并及時采取有效的解決方法來處理，解決500kV變電站運行過程中的故障問題，確保供電穩(wěn)定安全?？茖W(xué)合理的運維措施是保證500kV變電站正常運行的必要途徑，能消除運行過程中存在的潛在威脅，降低故障發(fā)生的概率，促進電力系統(tǒng)良好運行。

參考文獻：

[1] 許嘉程.500kV變電站的故障處理及其運維分析[J].電子測試，2020（20）：110-111.

[2] 何慧君.500kV變電站的故障處理及其運維探討[J].冶金管理，2019（23）：76，78.

[3] 周皓，張昊.500kV變電站的故障處理及其運維技術(shù)[J].低碳世界，2019，09（04）：60-61.

[4] 張強.500kV變電站變電運行故障分析與處理[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2019（08）：73-74.