廣西電網(wǎng)有限責任公司 劉 喆

一次設備故障可引發(fā)突然停電問題，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低供電企業(yè)經(jīng)濟效益的同時，還嚴重影響電力用戶的用電體驗，因此變電站運行過程中需定期組織一次設備的檢修與試驗工作，創(chuàng)造安全穩(wěn)定的一次設備運行環(huán)境，預防與規(guī)避一次設備故障問題，以此保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，促進電網(wǎng)穩(wěn)定運行。

1 變電站一次設備的檢修內容

1.1 變壓器

變壓器為變電站內重要一次設備，若該設備出現(xiàn)故障則會直接干擾變電站的穩(wěn)定運行，故需加強對變壓器檢修工作的重視，其故障主要為：變壓器引線故障；變壓器受潮引發(fā)故障；滲漏油故障。在變壓器外側出現(xiàn)發(fā)亮發(fā)黑的黏稠液體，造成滲漏油故障的原因眾多，如油箱與各零部件間的密封效果不佳、相關焊件與鑄件的質量不合格、電力負荷過高、油體受熱膨脹等[1]；溫度異常故障。屬常見故障類型，表現(xiàn)為變壓器散熱異常、超負荷運行、局部短路現(xiàn)象等，上述現(xiàn)象出現(xiàn)后均可引發(fā)變壓器溫度異常故障。

無論出現(xiàn)何種故障均需嚴格對待，及時檢修，盡快解決故障問題。檢修變壓器一次設備時，需檢查變壓器接電柱，觀察變壓器表面是否存在粘稠液體，后查看變壓器引線連接情況，若出現(xiàn)松動，則意味著存在引線故障隱患[2]。完成引線檢查后，結合引發(fā)溫度異常的原因核驗是否處在故障隱患。檢修期間還需檢驗變壓器所處環(huán)境條件，防止環(huán)境潮濕而引發(fā)故障問題，同時注意檢驗一次設備絕緣性情況，避免因變壓器使用年限過長而出現(xiàn)老化問題，引發(fā)絕緣性不佳故障。變壓器出現(xiàn)部分故障問題后，可能會在設備運行期間出現(xiàn)異常響聲，發(fā)現(xiàn)后需對變壓器零部件及線路進行檢修，以此從不同角度發(fā)現(xiàn)并解決變壓器故障隱患，使變壓器能夠在變電站內穩(wěn)定運行。

1.2 斷路器

斷路器在變電站正常運行中存在各類故障隱患，故障問題產(chǎn)生的原因存在差異，在檢修期間，應針對常見故障現(xiàn)象進行針對性檢查：拒動現(xiàn)象。引發(fā)的主因在于蓄電池異常、回路控制異常、二次接線錯誤等，檢修期間需結合故障原因進行針對性檢驗；異常跳閘。為典型故障之一，主因為保護裝置誤判斷及電路故障，針對該故障問題檢修時應將重點放在斷路器保護裝置上；誤動故障。引發(fā)原因為線路過電壓、線路導線對地異常、零線故障等，檢修時可將瞬態(tài)過壓聯(lián)系過于緊密、合閘接觸器設置有誤視為斷路器誤動故障的主要表現(xiàn)[3]。引發(fā)斷路器故障原因眾多，但無論何種故障均可造成較大危害，須重視斷路器檢修工作，嚴謹檢查設備細節(jié)，針對斷路器結果特征予以分析，以此及時發(fā)現(xiàn)斷路器潛在故障隱患，防止故障危害電網(wǎng)穩(wěn)定性。

1.3 隔離開關

隔離開關為變電站運行期間使用頻率最高的一次設備，故其產(chǎn)生故障的概率相對較高：

卡澀。變電站隔離開關若長期維護不當并受到空氣污染影響，將易出現(xiàn)卡澀故障，繼而引發(fā)隔離開關銹蝕現(xiàn)象；接觸不當。隔離開關出現(xiàn)合閘不到位現(xiàn)象意味著存在隔離開關接觸不當故障，該現(xiàn)象會對變電站的安全穩(wěn)定運行造成嚴重影響，使隔離開關接線處與觸頭臂出現(xiàn)接觸不良問題，并造成接線處接觸面溫度急劇變化。引發(fā)故障原因在于安裝不到位、制造工藝不合格等，如設備制作材料選擇不適宜、接觸面面積偏小等，為防止接觸性不當故障造成較大危害，應針對該現(xiàn)象進行嚴格對待。

結構設計問題。變電站之間存在一定差異，導致其對隔離開關一次設備產(chǎn)生了差異化結構設計要求，在隔離開關檢修期間，應于隔離開關安裝前重點檢查其結構設計是否符合要求；表面破損情況。對隔離開關進行定期檢修時應注意檢查其表面完整性，隔離開關表面存在陶瓷元件絕緣體，若表面破損將會影響陶瓷元件絕緣效果，在一定程度上增加了危險程度；內部構件情況。定期檢修隔離開關內部結構構件，其內部小型元件較多，而部分小型元件缺失不會影響隔離開關的正常使用，但卻會提升隔離開關故障率，因此，為確保變電站安全穩(wěn)定運行，必須重視隔離開關內部小型元件的完整性情況。

隔離開關作為應用頻率最高的一次設備，其容易發(fā)生的故障類型較多，故需嚴格對待，檢修人員檢查隔離開關結束后，應記錄檢查過程及檢查結果，總結可能存在的故障隱患，若出現(xiàn)故障表現(xiàn)則需立即展開針對性試驗，以此確保隔離開關故障可及時解決。

1.4 互感器

除變壓器、斷路器、隔離開關外，電壓與電流互感器同樣為一次設備，在檢修時同樣應針對常見故障落實檢修工作。變電站互感器一次設備常見故障如下：電壓互感器。在實際使用期間容易出現(xiàn)散熱異常、二次側斷開異常、絕緣部分損壞、單相接地、互感器燒毀等故障；電流互感器。該變電站一次設備容易發(fā)生超負荷運行、絕緣老化、半導體刷漆不均等現(xiàn)象，上述問題均可引發(fā)變電站故障問題，此外，二次側開路、引線端松散、設備緊固效果差、注油不合格等問題同樣可造成電流互感器故障，影響電流互感器正常發(fā)揮作用。在檢修期間，應針對電壓互感器與電流互感器實際情況制定全面性檢修計劃。

2 變電站一次設備檢修試驗方法

高壓配電裝置試驗。高壓配電裝置主要包括測量電氣設備、絕緣設備、開關設施構成，其在變電站整體運行體系中占據(jù)重要地位。結合變電站實際運行情況來看，高壓配電裝置主要用于分配電能、接收工作，其試驗方法如下：針對高壓配電裝置內部各絕緣構件組織試驗活動；對內部絕緣氣體是否存在泄露現(xiàn)象組織試驗。由高壓配電裝置數(shù)量較多且體積過大，其試驗難度較高，同時變電站周邊存在干擾性因素，可對高壓配電裝置產(chǎn)生影響，故在設備檢修試驗期間，還需組織局部放電試驗，以此全面化保障變電站檢修試驗效果。

電流互感器試驗。電流互感器容易出現(xiàn)超負荷運行及絕緣損壞等故障問題，出現(xiàn)上述故障后，電流互感器將會發(fā)出異常聲響，且設備內部會出現(xiàn)回路斷開現(xiàn)象。組織互感器試驗時，應在遵守繼電保護、自動裝置等規(guī)定下退出保護，避免出現(xiàn)操作失誤。完成上述操作后，需檢驗低壓熔斷器及高壓熔斷器，同時檢查自動開關使用及運行情況，若通過試驗發(fā)現(xiàn)熔斷器出現(xiàn)較為嚴重的熔斷現(xiàn)象，則需立即將其更換，最后檢查設備接頭，若設備接頭無斷開及松動情況，則意味著電壓回路無異常現(xiàn)象，且在回路切換時不會出現(xiàn)接觸不佳故障。

主變壓器耐壓試驗。變壓器作為電力裝置之一，其在變電站中主要運用電磁感應原理對交流電壓進行改變調節(jié)。變壓器一次設備由次級線圈、磁芯、初級線圈構成，而在變電站運行期間，變壓器可改變電流及電壓，還具有隔離電流及穩(wěn)壓的功能。通常情況下，對變壓器進行檢修試驗時，可組織局部放電試驗與耐壓試驗，其中局部放電試驗主要用于檢查變壓器的安裝運行期間，而耐壓試驗主要用于檢查其絕緣強度。在正式試驗前，應結合變壓器運行使用情況制定檢修方案及試驗計劃，針對變壓器可能存在的故障隱患進行提前預防。

其他試驗。除上述檢修試驗外，還可組織微量水分檢測試驗、溶解氣體色譜試驗，用于檢驗一次設備內油中氣體情況，采取多元化試驗方法，用于提高一次設備故障檢修試驗結果的可靠性。在當前技術背景下，變電站檢修一次設備時，可在條件允許的情況下選擇先進技術，針對常見故障類型確定試驗方法，最大限度確保變電站一次設備始終處于安全穩(wěn)定狀態(tài)下。

3 變電站一次設備檢修試驗實例分析

為增強變電站一次設備檢修試驗研究實效，本次選取某實例展開針對性分析。某變電站10kV 系統(tǒng)運行方式為單母線4分段運行，而35kV 系統(tǒng)為3段母線運行，某變壓器在變電站運行期間出現(xiàn)故障問題，變壓器聯(lián)結組標號“YNd11”，冷卻方式為“油浸自冷”。

3.1 故障現(xiàn)象

變電站正常運行過程中，某變壓器突然出現(xiàn)兩側開關同步跳閘現(xiàn)象，經(jīng)相關人員檢查后，發(fā)現(xiàn)該故障變壓器出現(xiàn)了差動保護動作，即波形對稱、二次諧波，且10kV 系統(tǒng)的203開關以及35kV 系統(tǒng)的303開關出現(xiàn)開關動作跳閘故障，在實際故障檢修期間尚未發(fā)現(xiàn)變壓器具有故障問題。當上述故障現(xiàn)象出現(xiàn)后，發(fā)現(xiàn)了繼電器氣體存在“輕瓦斯”動作，但在變壓器周圍及其差動保護距離內尚未出現(xiàn)一次設備異常情況[4]。為更好地進行故障檢修及試驗，對變壓器環(huán)境進行檢查，帶當前天氣較好，無潮濕現(xiàn)象，變壓器內負荷56%，上層油溫58°，出現(xiàn)故障時變壓器無操作。

3.2 檢修試驗

在本次故障檢修中，為進一步確定變壓器故障原因，對變壓器繞組直流電阻、繞組變比數(shù)值進行了測量，并組織了油色譜分析試驗，采集變壓器內油、氣、電氣展開試驗，經(jīng)試驗驗證，得出以下結果：

測量故障變壓器繞組直流電阻數(shù)值后，確定該變壓器的絕緣性能良好，絕緣電阻無異常情況，二次直流電阻的三相不平衡率參數(shù)處于成長狀態(tài)（0.145），但一次直流電阻出現(xiàn)異常情況，三相不平衡率最大值已超出規(guī)定限值（3.6%），此外，變壓器C 相出現(xiàn)了整體直流電阻較大的異常情況；經(jīng)取氣試驗，發(fā)現(xiàn)有無色無味氣體在氣體繼電器內出現(xiàn)，經(jīng)驗證后發(fā)現(xiàn)該氣體無可燃特征。

檢測空載損耗情況，經(jīng)實測后發(fā)現(xiàn)變壓器空載損耗數(shù)值為16.15kW，而空載損耗數(shù)值在變壓器交接試驗內的實測數(shù)值為16.02kW；實際測量電壓比數(shù)值，最終確定故障變壓器的電壓比偏差為0.14%，未超出標準限值±0.5%，故可判定故障變壓器電壓比無異?，F(xiàn)象；組織油色譜分析試驗后，得出了一系列數(shù)據(jù)。結合表1可見，故障變壓器內部出現(xiàn)了總烴、乙炔含量超標現(xiàn)象，變壓器故障后，總烴、乙炔氣體含量顯著提升。

表1 氣相色譜試驗數(shù)據(jù)（單位：μL/L）

出上述結論后，為精準確定變壓器故障原因，采用解體檢查、吊罩檢查兩種方式展開了詳細分析。解體檢查。通過解體檢查，發(fā)現(xiàn)故障變壓器C 相高壓繞組內部距離鐵心較近的一段導線出現(xiàn)了絕緣破損現(xiàn)象，其在絕緣破損處具有熔化問題；吊罩檢查。經(jīng)吊罩檢查后，在故障變壓器設備C 相繞組底部及頂部出現(xiàn)了大量銅屑，同時在高壓下部位置出現(xiàn)了絕緣紙卷曲、破損問題。結合解體調查與吊罩檢查結果，最終確定了變壓器故障源，將故障原因定為變壓器絕緣材料受到弧光放電影響而被分解。此外，變壓器一次設備內部存在高能放電現(xiàn)象。而出現(xiàn)上述現(xiàn)象原因在于繞組制造存在缺陷，導致變壓器在運行時出現(xiàn)了匝間短路問題，繼而引發(fā)故障，吊罩檢查期間發(fā)現(xiàn)的大量銅屑可驗證該結論。

確定故障原因后需進行針對性維修，清除變壓器內部銅屑，更換并繞導線及絕緣紙，以此有效解決了故障問題。為防止出現(xiàn)同類故障，該變電站擴大了一次設備質量監(jiān)測范圍，并于變壓器安裝前校驗其抗短路性能，采取一系列措施預防同類故障的再次出現(xiàn)。

4 結語

變電站一次設備的檢修與試驗工作主要圍繞變壓器、斷路器、隔離開關、互感器等重要設備進行，在檢修期間，需針對一次設備常見故障類型進行針對性檢修，視情況開展試驗工作，盡可能發(fā)現(xiàn)一次設備故障隱患，避免故障突發(fā)而影響電力系統(tǒng)穩(wěn)定性。通常情況下，多選用高壓配電裝置試驗、電流互感試驗、主變壓器耐壓試驗等方法進行檢驗，但在實際工作中還需具體情況具體分析。