電力變電站運(yùn)行的安全管理和故障排除探析

楊文杰

（國(guó)家電投集團(tuán)江蘇海上風(fēng)力發(fā)電有限公司，江蘇 鹽城 224000）

電力變電站承擔(dān)著輸送和轉(zhuǎn)換電能的關(guān)鍵任務(wù)，其基本結(jié)構(gòu)包括主變壓器、高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備、低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備等，并通過(guò)復(fù)雜的工藝流程實(shí)現(xiàn)對(duì)電能的調(diào)控和傳輸。為了保證供應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行與用電安全，預(yù)防事故發(fā)生并減少人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失，以及提高能源利用效率降低環(huán)境污染，在日常運(yùn)行中需要加強(qiáng)安全管理工作。這涉及加強(qiáng)安全器具管理、注意運(yùn)維細(xì)節(jié)工作以及加強(qiáng)火災(zāi)事故防范等方面。此外，在日常運(yùn)行中也會(huì)遇到各種類(lèi)型的故障問(wèn)題，如線(xiàn)路跳閘、主變壓器三側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘以及主變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘等。因此，針對(duì)不同類(lèi)型的故障情況需要制定相應(yīng)的排除方法來(lái)恢復(fù)正常供電。

1 電力變電站的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 變電站的組成部分及其功能

變電站是由多個(gè)組成部分構(gòu)成的復(fù)雜系統(tǒng)，每個(gè)組件都承擔(dān)著特定的功能，共同協(xié)作以實(shí)現(xiàn)電能輸送和轉(zhuǎn)換。以下是變電站常見(jiàn)的幾個(gè)主要組成部分及其功能：

1.主變壓器：主變壓器是變電站中最重要的設(shè)備之一。它負(fù)責(zé)將高壓輸電線(xiàn)路輸入的高壓交流電能轉(zhuǎn)換為適合配網(wǎng)使用的低壓交流電能，并通過(guò)調(diào)整輸出端子上的相應(yīng)參數(shù)來(lái)滿(mǎn)足不同用戶(hù)需求。

2.高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備：高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備用于控制和保護(hù)供應(yīng)系統(tǒng)中傳輸和分配線(xiàn)路上運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障或異常情況時(shí)進(jìn)行切斷、連接或跳閘操作。它們包括斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等。

3.低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備：低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備用于對(duì)供應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)各種終端用戶(hù)進(jìn)行接入、切換和保護(hù)操作。這些裝置通常包括熔斷器、空氣斷路器等。

4.控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)：控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)對(duì)整個(gè)變電站進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集以及自動(dòng)化控制。它可以實(shí)時(shí)獲取各種參數(shù)信息并根據(jù)需要執(zhí)行相應(yīng)的操作，以確保變電站的安全運(yùn)行。

5.輔助設(shè)備：輔助設(shè)備包括配電變壓器、電容器組、避雷針等。它們?cè)诠?yīng)系統(tǒng)中起到補(bǔ)充和支持作用，例如提供額外的功率因數(shù)校正或過(guò)濾功能。

1.2 變電站的工作原理和流程

變電站的工作原理和流程是確保電能從輸送線(xiàn)路經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后穩(wěn)定地供應(yīng)給終端用戶(hù)的關(guān)鍵。首先，高壓輸電線(xiàn)路將來(lái)自發(fā)電廠(chǎng)或其他變電站的高壓交流電能輸入變電站[1]。然后，主變壓器對(duì)輸入的高壓交流電進(jìn)行降壓處理，并將其轉(zhuǎn)換為適合配網(wǎng)使用的低壓交流電。這樣可以滿(mǎn)足不同用戶(hù)對(duì)于供應(yīng)系統(tǒng)中所需功率和頻率等參數(shù)要求。接下來(lái)，通過(guò)高、低壓開(kāi)關(guān)設(shè)備實(shí)現(xiàn)對(duì)輸送和分配線(xiàn)路上運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)故障或異常情況時(shí)進(jìn)行切斷、連接或跳閘操作。這些開(kāi)關(guān)設(shè)備起到控制和保護(hù)整個(gè)供應(yīng)系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要作用。同時(shí)，在整個(gè)運(yùn)行過(guò)程中，控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程監(jiān)視、數(shù)據(jù)采集以及自動(dòng)化控制。它可以實(shí)時(shí)獲取各種參數(shù)信息并根據(jù)需要執(zhí)行相應(yīng)操作，以確保變電站正常且可靠地工作。最后，在輔助設(shè)備（如配網(wǎng)變壓器、避雷針等）的支持下，完成對(duì)輸出低壓交流信號(hào)進(jìn)一步調(diào)節(jié)和分配，并將其傳遞給終端用戶(hù)進(jìn)行使用。

2 變電站安全管理工作的重要性

2.1 保障供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行與用電安全

保障供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行與用電安全是變電站安全管理工作的重要目標(biāo)。首先，供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行對(duì)于社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展至關(guān)重要。變電站作為供應(yīng)系統(tǒng)的核心環(huán)節(jié)之一，其穩(wěn)定運(yùn)行直接影響到整個(gè)供電網(wǎng)絡(luò)的可靠性和連續(xù)性。通過(guò)加強(qiáng)安全管理措施，可以有效預(yù)防設(shè)備故障、線(xiàn)路跳閘等問(wèn)題，并及時(shí)采取措施進(jìn)行修復(fù)和恢復(fù)正常供電。這樣能夠確保用戶(hù)得到持續(xù)、可靠且高質(zhì)量的用電服務(wù)[2]。其次，在保證供應(yīng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，也需要確保用戶(hù)用電過(guò)程中的安全。合理規(guī)劃和實(shí)施安全管理策略能夠減少因設(shè)備故障或操作失誤而導(dǎo)致人員傷亡或財(cái)產(chǎn)損失發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。特別是在一些特殊場(chǎng)所（如醫(yī)院、學(xué)校等），用電需求具有更高的可靠性要求。通過(guò)嚴(yán)格執(zhí)行相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)以及加強(qiáng)日常巡檢和維護(hù)工作，可以提高用電環(huán)境的安全性，并最大限度地避免潛在危險(xiǎn)。此外，保障供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行與用電安全還能夠提高用戶(hù)的滿(mǎn)意度和信任度。只有在穩(wěn)定可靠的供電環(huán)境下，用戶(hù)才能享受到高質(zhì)量、便捷的用電服務(wù)，并對(duì)供應(yīng)系統(tǒng)產(chǎn)生信心。

2.2 預(yù)防事故發(fā)生，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失

通過(guò)加強(qiáng)安全管理工作，可以有效預(yù)防事故發(fā)生，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。首先，變電站作為供應(yīng)系統(tǒng)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其運(yùn)行涉及高壓設(shè)備和大量電能傳輸。如果安全管理不到位，可能會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的事故發(fā)生，造成人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。通過(guò)加強(qiáng)安全培訓(xùn)、制定操作規(guī)程以及建立緊急響應(yīng)機(jī)制等措施可以有效降低事故風(fēng)險(xiǎn)，并提前識(shí)別潛在危險(xiǎn)因素。其次，在日常運(yùn)維過(guò)程中，對(duì)設(shè)備進(jìn)行定期檢查、維護(hù)和保養(yǎng)也是預(yù)防事故發(fā)生的重要手段。通過(guò)合理規(guī)劃巡檢計(jì)劃、使用可靠性評(píng)估技術(shù)等方法可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決潛在問(wèn)題，在設(shè)備出現(xiàn)故障之前采取相應(yīng)措施進(jìn)行修復(fù)或更換。此外，在實(shí)施安全管理工作時(shí)還需要注重火災(zāi)防范措施。由于變電站內(nèi)存在大量高溫、高壓設(shè)備以及易燃物質(zhì)，火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)較高。通過(guò)設(shè)置消防器材、建立完善的消防通道與逃生通道、加強(qiáng)火災(zāi)應(yīng)急演練等措施可以有效預(yù)防和控制火災(zāi)事故的發(fā)生，減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失。

2.3 提高能源利用效率，降低環(huán)境污染

通過(guò)加強(qiáng)安全管理工作，可以有效提高能源利用效率，降低環(huán)境污染。首先，通過(guò)加強(qiáng)安全管理措施和日常維護(hù)工作，可以減少設(shè)備故障和線(xiàn)路跳閘等問(wèn)題的發(fā)生[3]。這有助于提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性，并確保能源傳輸過(guò)程中的損耗最小化，有效地減少了能源浪費(fèi)現(xiàn)象，提高了整體能源利用效率。其次，在變電站運(yùn)行過(guò)程中采取節(jié)約型操作策略也是提高能源利用效率的關(guān)鍵。例如合理調(diào)整主變壓器輸出參數(shù)、優(yōu)化配網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及使用智能監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)等手段都可以實(shí)現(xiàn)對(duì)供應(yīng)系統(tǒng)進(jìn)行精細(xì)化管理，并最大限度地降低不必要的功耗。

3 變電站日常安全管理工作

3.1 加強(qiáng)安全器具管理

加強(qiáng)安全器具管理是變電站日常安全管理工作的重要方面。首先，對(duì)于各種安全器具（如絕緣手套、絕緣靴等）進(jìn)行定期檢查和測(cè)試，確保其性能符合標(biāo)準(zhǔn)要求，并及時(shí)更換損壞或過(guò)期的器具，可以有效降低操作人員在高壓環(huán)境下受到電擊傷害的風(fēng)險(xiǎn)。其次，在使用過(guò)程中，嚴(yán)格執(zhí)行個(gè)人防護(hù)措施也是關(guān)鍵。培訓(xùn)操作人員要正確佩戴和使用各類(lèi)個(gè)人防護(hù)裝備，并建立健全相關(guān)制度與規(guī)范，以確保每位操作人員都能意識(shí)到自身責(zé)任并主動(dòng)采取相應(yīng)措施來(lái)保障自己的安全。此外，在存放和管理安全器具時(shí)需要注意分類(lèi)整理、定期清潔消毒等工作。同時(shí)建立完善的記錄系統(tǒng)，包括領(lǐng)用登記、檢測(cè)結(jié)果記錄等信息，以便追溯和跟蹤每一件安全器具的使用情況。

3.2 注意運(yùn)維細(xì)節(jié)工作

注意運(yùn)維細(xì)節(jié)工作是變電站日常安全管理工作的重要方面。首先，定期進(jìn)行設(shè)備巡檢和維護(hù)保養(yǎng)，確保設(shè)備正常運(yùn)行并及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題。這包括清潔設(shè)備、緊固螺栓、潤(rùn)滑部件等，并記錄巡檢結(jié)果以便后續(xù)跟蹤。其次，在操作過(guò)程中嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，特別是對(duì)于高壓操作環(huán)境下的安全措施[4]。例如正確使用隔離開(kāi)關(guān)、合理設(shè)置接地裝置等，以防止意外觸電事故的發(fā)生。此外，加強(qiáng)對(duì)人員培訓(xùn)與技能提升也是非常重要的一項(xiàng)工作。通過(guò)定期組織培訓(xùn)課程和演習(xí)活動(dòng)來(lái)提高操作人員對(duì)于安全知識(shí)和應(yīng)急處理能力的掌握水平，并建立健全相應(yīng)考核機(jī)制以確保每位操作人員都具備必要的專(zhuān)業(yè)素質(zhì)。

3.3 加強(qiáng)火災(zāi)事故防范

加強(qiáng)火災(zāi)事故防范是變電站日常安全管理工作的重要方面。首先，建立完善的消防設(shè)施和系統(tǒng)，包括自動(dòng)火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、消防水源與噴淋系統(tǒng)等，并定期進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)保養(yǎng)。此外，設(shè)置明確的消防通道與逃生通道，并確保其暢通無(wú)障礙。其次，在操作過(guò)程中嚴(yán)格遵守相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，特別是對(duì)于易燃物質(zhì)的存放與使用。合理劃分危險(xiǎn)區(qū)域并采取相應(yīng)措施來(lái)限制可燃物品進(jìn)入高壓區(qū)域，并加強(qiáng)監(jiān)督以杜絕違規(guī)行為。此外，開(kāi)展定期演習(xí)活動(dòng)以提高人員對(duì)于火災(zāi)應(yīng)急處理能力也非常重要。通過(guò)模擬真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行演練可以讓操作人員了解正確的逃生路線(xiàn)、使用滅火器具等技巧，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)并糾正不足之處。

4 變電站日常故障類(lèi)型分析

4.1 線(xiàn)路跳閘故障

線(xiàn)路跳閘故障是變電站日常運(yùn)行中常見(jiàn)的故障類(lèi)型之一。這種故障通常發(fā)生在輸電線(xiàn)路的某一段，導(dǎo)致該段線(xiàn)路無(wú)法正常供電。線(xiàn)路跳閘的原因有很多，包括設(shè)備老化、環(huán)境因素、人為操作失誤等。設(shè)備老化是導(dǎo)致線(xiàn)路跳閘的主要原因之一。隨著運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)，輸電線(xiàn)路的各個(gè)部分會(huì)出現(xiàn)磨損、老化現(xiàn)象，從而降低其承載能力。當(dāng)超過(guò)設(shè)備的承載極限時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致線(xiàn)路跳閘。

4.2 主變壓器三側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘故障

主變壓器三側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘故障是一種常見(jiàn)的問(wèn)題。這種故障通常發(fā)生在主變壓器的三個(gè)引出線(xiàn)（分別連接到不同的母線(xiàn)）上，導(dǎo)致該引出線(xiàn)無(wú)法正常供電。主變壓器三側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘的原因有很多，包括設(shè)備老化、接觸不良、過(guò)載等。接觸不良也是導(dǎo)致主變壓器三側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘的一個(gè)重要原因。由于長(zhǎng)期使用和環(huán)境因素的影響，主變壓器的引出線(xiàn)與母線(xiàn)之間的接觸可能會(huì)出現(xiàn)松動(dòng)或腐蝕現(xiàn)象，導(dǎo)致電流無(wú)法正常通過(guò)，進(jìn)而引發(fā)跳閘[5]。

4.3 主變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘故障

主變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘故障是一種常見(jiàn)的問(wèn)題。這種故障通常發(fā)生在主變壓器的低壓側(cè)開(kāi)關(guān)上，導(dǎo)致該側(cè)無(wú)法正常供電。過(guò)載也是導(dǎo)致主變壓器三側(cè)開(kāi)關(guān)跳閘的一個(gè)常見(jiàn)因素。如果變電站的負(fù)荷超過(guò)了主變壓器的額定容量，就會(huì)導(dǎo)致電流過(guò)大，使得主變壓器的三側(cè)開(kāi)關(guān)承受不住而跳閘。

5 變電站日常故障排除方法

5.1 線(xiàn)路跳閘故障排除方法

為了快速恢復(fù)供電并減少停電時(shí)間，需要采取適當(dāng)?shù)呐懦椒āＪ紫?，檢查保護(hù)裝置是否動(dòng)作。保護(hù)裝置是防止線(xiàn)路跳閘的關(guān)鍵設(shè)備，當(dāng)檢測(cè)到異常情況時(shí)會(huì)自動(dòng)切斷電源。檢查保護(hù)裝置的動(dòng)作記錄和報(bào)警信息，確定跳閘原因，并根據(jù)需要進(jìn)行修復(fù)或更換。其次，檢查線(xiàn)路連接處是否松動(dòng)或腐蝕。線(xiàn)路連接處是電流傳輸?shù)年P(guān)鍵部位，如果連接處松動(dòng)或腐蝕嚴(yán)重，會(huì)導(dǎo)致電流無(wú)法正常通過(guò)，引發(fā)跳閘。使用絕緣工具仔細(xì)檢查每個(gè)連接點(diǎn)，并及時(shí)緊固或更換受損部件。最后，定期進(jìn)行線(xiàn)路巡檢和維護(hù)。線(xiàn)路巡檢可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)線(xiàn)路的老化、磨損等問(wèn)題，并采取相應(yīng)的維護(hù)措施。定期對(duì)輸電線(xiàn)路進(jìn)行清洗、除銹、防腐等處理，可以延長(zhǎng)線(xiàn)路的使用壽命，減少跳閘的可能性。

5.2 主變壓器跳閘故障排除方法

首先，要檢查保護(hù)裝置是否動(dòng)作，檢查主變壓器的冷卻系統(tǒng)。主變壓器在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量熱量，如果冷卻系統(tǒng)失效或工作不正常，會(huì)導(dǎo)致溫度過(guò)高而引發(fā)跳閘。需要檢查冷卻系統(tǒng)的水泵、風(fēng)扇等部件是否正常運(yùn)轉(zhuǎn)，并確保冷卻水流量和溫度符合要求。其次，檢查低壓側(cè)的接線(xiàn)端子。接線(xiàn)端子接觸不良或松動(dòng)可能導(dǎo)致電流無(wú)法正常通過(guò)，從而引發(fā)跳閘[6]。使用絕緣工具仔細(xì)檢查每個(gè)接線(xiàn)端子的緊固情況，并及時(shí)處理松動(dòng)或腐蝕的部件。最后，檢查低壓側(cè)開(kāi)關(guān)本身的狀況。主變壓器低壓側(cè)開(kāi)關(guān)可能會(huì)出現(xiàn)老化、損壞等問(wèn)題，導(dǎo)致跳閘。定期對(duì)開(kāi)關(guān)進(jìn)行檢修和維護(hù)，確保其正常工作狀態(tài)。

6 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，電力變電站運(yùn)行的安全管理和故障排除是確保供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和用電安全的關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)變電站基本結(jié)構(gòu)和工作原理進(jìn)行了解，并加強(qiáng)日常安全管理工作，可以有效預(yù)防事故發(fā)生、減少人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，并提高能源利用效率，降低環(huán)境污染。在面對(duì)各種故障類(lèi)型時(shí)，及時(shí)采取相應(yīng)的排除方法可以恢復(fù)供電系統(tǒng)正常運(yùn)行并確保其穩(wěn)定性與安全性。因此，在實(shí)際操作中需要注重設(shè)備維護(hù)、操作規(guī)范以及建立完善的檢修制度等方面來(lái)提升整個(gè)變電站的運(yùn)行水平。只有不斷加強(qiáng)安全意識(shí)培養(yǎng)、技術(shù)更新以及緊密配合相關(guān)部門(mén)，才能更好地推動(dòng)變電站運(yùn)營(yíng)向著更為可靠、高效且可持續(xù)發(fā)展方向邁進(jìn)。