內(nèi)蒙古電力（集團）有限責任公司鄂爾多斯供電分公司 喬彩瑞

1 引言

隨著人們物質(zhì)生活水準的不斷提升，電能的使用量也在不斷上升。保證變電運行工作的正常開展對于人們的生產(chǎn)生活至關重要。然而，導致變電運行故障的原因多種多樣，因此確保變電運行安全工作的難度系數(shù)較高。迄今為止，變電運行技術已經(jīng)有所成就，但是仍然存在各方面的問題。

2 變壓器的基本工作原理及結構

變壓器的工作原理比較簡單，主要是利用電磁感應定律將一種電壓等級的交流電能轉化為同頻率的另一種電壓等級的交流電能。變壓器的基本結構有鐵心、繞組、油箱及其他附件，通過原、副繞組線圈的匝數(shù)比實現(xiàn)電壓等級的變化。目前，市面上變壓器的種類比較繁多。不過所有變壓器的基本工作原理都是電磁感應定律的應用。無論是在家庭用電中還是在工業(yè)生產(chǎn)用電中，變壓器都是重要的變電工具之一。因此，了解變壓器的結構和原理有助于變電運行故障的分析與維修。

3 變電運行故障的分析

變電運行是以變壓器為基礎的一種工作。因此，多數(shù)變電運行故障的產(chǎn)生都是變壓器故障導致的。由于變壓器的工作原理比較簡單，所以變壓器的故障原因主要是其內(nèi)部結構質(zhì)量問題導致的。目前常見的變壓器故障主要有以下幾類。

3.1 短路電流故障

變壓器是用原、副繞組來進行電壓調(diào)節(jié)的工作的，但是隨著使用時間的不斷推移包裹在繞組周圍的絕緣層將會受到破壞，絕緣層的破壞為短路故障的產(chǎn)生埋下了隱患。變壓器的使用過程就是一個不斷消耗絕緣層的過程，因此從變壓器的工作屬性來看就注定了其是一個比較容易發(fā)生短路故障的機器。在短路故障發(fā)生的過程中變壓器的原、副線圈會瞬間產(chǎn)生高于額定電流數(shù)十倍的短路電流。由焦耳定律（Q=I2RT）可得在短路瞬間會產(chǎn)生大量的熱，這對于變壓器內(nèi)部尚存的絕緣層而言是一種致命性的打擊。另外，巨大的短路電流甚至會出現(xiàn)直接將變壓器擊穿的情況，如此一來變壓器的壽命會大大降低。

3.2 繞組變形故障

造成繞組變形故障的原因比較多，而繞組故障造成的危害也比較大。所以，如何避免繞組故障對于變電運行故障的排除而言至關重要。

最容易造成繞組變形故障的原因就是短路電流。當變壓器受到短路電流的沖擊時，變壓器的繼電保護就會隨之相應。如果短路電流較小，繼電保護能夠起到保護作用，但是繞組會因此收到一定的變形彎曲。但是如果短路電流較大，那么短路電流就有可能造成繞組燒毀的情況。即便不發(fā)生較大的短路沖擊，那么在長時間的短路沖擊之下，繞組也會因為多次彎曲的不斷累積形成一個較大的繞組變形。

外界影響也是導致繞組發(fā)生破壞的一個普遍原因。在運輸和安裝的過程中，變壓器的繞組可能會在外界沖擊力的作用下發(fā)生偏移。偏移就可能導致變電過程出現(xiàn)短路的情況。短路會進一步加劇繞組損壞的情況。因此，在變壓器安裝之前要進行檢查，防止繞組發(fā)生偏移。另外，變壓器再安裝的時候應該讓專業(yè)人員進行安裝，防止因為安裝問題導致后期變電運行出現(xiàn)故障。

變壓器出口短路，出口短路產(chǎn)生的巨大短路沖擊電流使繞組扭曲變形。變壓器繞組變形檢測正成為研究熱點，也是必須突破的故障診斷技術。據(jù)資料介紹，可以用頻譜法檢測變壓器繞組變形，但目前沒有相應的判斷標準和規(guī)范。在現(xiàn)有條件下，變壓器繞組嚴重變形故障的診斷可以通過變壓器空載試驗、短路試驗和阻抗測量來實現(xiàn)。當繞組變形時，變壓器內(nèi)部的磁路結構發(fā)生變化，空載電流和損耗、短路損耗和阻抗都會發(fā)生一定的變化?？梢酝ㄟ^橫向的逐相比較和縱向的歷史數(shù)據(jù)進行判斷。

3.3 電壓過載故障

電壓過載故障是指由于一些不當操作和外界因素的影響導致的變壓器電壓過高的情況。每一個變壓器在生產(chǎn)出廠后都有各自的使用參數(shù)。如果使用者不按照使用參數(shù)，擅自將變壓器接入高于使用額定電壓時，變壓器就可能會因為電壓過大導致內(nèi)部結構損壞的故障。對于三相四線制的變壓器而言，一旦其內(nèi)部的中性線出現(xiàn)斷線的情況，那么該變壓器的中性點將會發(fā)生偏移的現(xiàn)象，變壓器的外在表現(xiàn)就是電壓升高。輸出項的電壓升高一方面可能會損壞變壓器自身的內(nèi)部元件，另一方面輸出項所接入的其他設備也會因此而受到一定的損壞。另外，使用者在接入大型供電電路當中時應考慮該電路是否會出現(xiàn)負載不平衡的現(xiàn)象。負載不平衡也是導致變壓器出現(xiàn)電壓過載故障的主要原因之一。

另外，變壓器使用的外界環(huán)境的好壞也決定了變壓器是否會經(jīng)常出現(xiàn)電壓過載的故障。在極端的天氣狀況之下，雷擊也會使得變壓器的電壓過高進而導致內(nèi)部元件的燒毀，或者內(nèi)部結構直接損壞。這對于變壓器而言都是致命性的打擊。

3.4 電源故障

變電系統(tǒng)的正常運作需要穩(wěn)定的外部供電電源。電源是整個變電系統(tǒng)開展工作的基礎設備，一旦電源出現(xiàn)故障整個變電系統(tǒng)將無法運作。然而，電源作為變電系統(tǒng)重要組成部分之一，近年來其相關制造方面的技術也在不斷取得進步。時至今日，由于電源故障導致變電運行故障的情況少之又少。但是，并不能排除這個導致變電運行故障的重要因素。在日常的維修檢查當中，電源是不可忽視的重要對象。

3.5 跳閘現(xiàn)象

跳閘現(xiàn)象是變電運行故障中最為常見的一種。跳閘對于變電運行而言，本身就是一種保護措施。頻繁的跳閘會嚴重導致變電運行的效率地下，難以滿足外接輸出設備的需求。要解決跳閘問題首先應該明確跳閘的原因，目前最為常見的跳閘形式有三種：誤操作跳閘、越級跳閘以及母線跳閘。

誤操作跳閘主要是因為變電工作人員在進行變電操作的過程中出現(xiàn)錯誤操作導致電路進入自我保護狀態(tài)，進而出現(xiàn)開關跳閘的現(xiàn)象。

越級跳閘的原因多種多樣，其中包括保護出口的開關拒跳、保護拒動、定值不匹配等。開關拒跳顧名思義是當變電運行電路需要進行自我保護跳閘時，由于內(nèi)部部分元件出現(xiàn)故障導致跳閘動作無法及時完成。此時變電運行電路處于無法控制的情況之下，所以其內(nèi)部元件和結構可能會產(chǎn)生大面積損壞。保護拒動是變電回路當中的電流出現(xiàn)了故障，導致出現(xiàn)跳閘故障。開關跳閘設有一定的保護值，設定值在變電運行設備出廠時已經(jīng)固定。如果出廠的保護定值與實際工況不匹配時也會出現(xiàn)跳閘故障。

母線跳閘的可能原因是母線上所接入的互感器出現(xiàn)故障導致母線跳閘。母線跳閘極易引起短路、斷路等常見電路故障。母線跳閘的引起原因較為復雜，所以在進行維修、檢查工作時的步驟也比較繁瑣。

4 變電運行故障的排除措施

4.1 提升相應元器件的質(zhì)量

結合長期以來變電運行故障的原因分析，不難發(fā)現(xiàn)部分電器元件質(zhì)量低下是造成故障頻發(fā)的罪魁禍首。隨著制造產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展和變電運行穩(wěn)定性的不斷提升，加快元器件質(zhì)量發(fā)展已經(jīng)走上了不可逆轉的道路。另外，提升元器件質(zhì)量對于延長變電系統(tǒng)壽命至關重要。而延長變電系統(tǒng)運行的壽命可以一定程度的減少資源的耗費。從可持續(xù)發(fā)展的觀念上來講，提升元器件的質(zhì)量也是維護變電系統(tǒng)正常運行的重要舉措。

4.2 定期對變電系統(tǒng)進行檢修與保養(yǎng)

隨著使用時間的延伸，變電系統(tǒng)內(nèi)部的部分元件會出現(xiàn)老化。如果不及時進行檢修，就為變電系統(tǒng)的故障埋下了種子。變電系統(tǒng)環(huán)環(huán)相扣，一旦故障出現(xiàn)造成的損失是不可估量的。所以，定期進行檢修與保養(yǎng)，一方面可以保障變電系統(tǒng)工作在一個正常穩(wěn)定的狀態(tài)之下，另一方面也從源頭上遏制了故障的發(fā)生。

4.3 嘗試制定變電系統(tǒng)的全生命周期管理制度

一個系統(tǒng)從出廠到服務于人類的生產(chǎn)生活再到最后的報廢回收，應該有一套明確的管理制度。變電系統(tǒng)影響范圍較廣且影響力較大，所以全生命周期式的管理更適合變電系統(tǒng)的發(fā)展。

首先，在變電系統(tǒng)組成的源頭也就是組成變電系統(tǒng)的各個機器生產(chǎn)上就要嚴格質(zhì)量的把控。如此以來，組成變電系統(tǒng)的質(zhì)量就有了保障。其次，在變電系統(tǒng)服務于人們的過程當中時，需要安排專業(yè)人員進行檢查，避免因操作不當而導致變電系統(tǒng)出現(xiàn)故障。另外，當出現(xiàn)故障后應第一時間進行搶修，進而確保變電系統(tǒng)能夠正常的運行。最后，每一次保養(yǎng)、維護、檢修拆除的報廢元器件，應組織廠家進行統(tǒng)一回收。這樣全生命周期的模式，不僅能夠保證變電系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，同時還降低了變電系統(tǒng)的生產(chǎn)成本。由此可見，完整且符合生產(chǎn)應用要求的管理制度對于變電系統(tǒng)的運行舉足輕重。

4.4 提升變電運行相關工作人員的專業(yè)素養(yǎng)

變電系統(tǒng)工作是一個對于個人專業(yè)素養(yǎng)要求極高的工作。如果工作人員缺乏專業(yè)知識，那么當故障來臨時，變電系統(tǒng)將無法及時得到正確的處理方式，進而導致變電系統(tǒng)的二次損壞。更甚者工作人員的誤操作還會導致觸電、火災等意外事故的發(fā)生。相反如果相關從業(yè)者具有深厚的專業(yè)素養(yǎng)和豐富的從業(yè)經(jīng)驗，那么通過從業(yè)者的操作可以避免很多故障的產(chǎn)生。從長遠發(fā)展的角度來看，擁有專業(yè)知識的從業(yè)者更容易發(fā)現(xiàn)變電系統(tǒng)運行過程當中的問題，進而推動變電運行的發(fā)展與進步。

5 排除變電運行故障的重要意義

企業(yè)要形成自己的生產(chǎn)能力，最重要的物質(zhì)基礎就是設備。應該讓設備在生活和生產(chǎn)過程中最大限度地發(fā)揮自己的作用。在實際操作過程中，應注重預防，有計劃的維護、保養(yǎng)和使用相結合。設備故障類型多，專業(yè)性強，問題特別復雜。無論是單位還是個人，都要不斷加強和提高自己的排障技能，把損失降到最低。員工能力的提高要從以下兩個方面入手：一是扎實的專業(yè)知識。信息在不斷變化，知識也在不斷更新，平時要多學習，多交流，參加專業(yè)講座，了解先進技術，提高理論知識，通過實踐中的故障排除提高能力。二是要有良好的職業(yè)道德。當設備出現(xiàn)問題時，不要盲目判斷，要善于及時溝通。對有缺陷的設備應及時修理和報告，并做好記錄。

5.1 有助于提升變電運行穩(wěn)定性

如今，電能的使用已經(jīng)滲透到了各行各業(yè)的生產(chǎn)發(fā)展當中。變電系統(tǒng)的故障的減少就意味著其穩(wěn)定性的提升。穩(wěn)定性的提升帶來的事生產(chǎn)效率的提升。另外，電能的使用與人們的日常生活息息相關，變電運行穩(wěn)定性的提升也在一定程度上提升了人們的生活質(zhì)量。

5.2 減少意外事故的發(fā)生

隨著電能使用頻率的逐步提升，大型變電系統(tǒng)的數(shù)量也急劇增加。隨之而來的是各種各樣的變電運行故障，由于變電規(guī)模大，一旦出現(xiàn)故障引發(fā)意外事故的可能性也相應的提升。而維護變電運行質(zhì)量的提升，就可以很大程度的減少意外事故的發(fā)生。

5.3 提升變電運行安全性

用電安全市場被人們提起，這足以說明人們對于電還十分畏懼的，同時也從側面證明了電的威力巨大。及時維護變電運行故障就可以很好的改變提升變電運行的安全性。對于工作人員而言，變電運行安全性的高低直接影響了其人身健康是否有所保障。

變電運行工作與人們的日常生活息息相關，電力傳輸是供電系統(tǒng)的重要組成部分。近年來，由于基礎設施建設的加快和安全供電的需要，埋地電力電纜越來越廣泛地應用于城鄉(xiāng)和工礦企業(yè)的電力設施中。如果沒有測試設備，人工查找電纜故障點，不僅浪費人力物力，還會造成不可估量的停電損失。因此，電力電纜故障測試已成為多年來困擾供電部門正常供電的重要問題之一。

通過加強維護變電運行的措施能夠有效地提升變電運行的穩(wěn)定性與安全性。只有從變電元器件的生產(chǎn)到變電站的管理再到變電站機器的后期維修與保養(yǎng)全方位做出改變，才能有效地提升變電運行的效率。在維護措施與管理措施的不斷升級之下，變電運行故障將會越來越少。