龔石磊

（國網(wǎng)江西省電力有限公司九江供電公司，江西 九江 332000）

0 引言

變電站一次設(shè)備在電力系統(tǒng)發(fā)電、輸電與配電的過程中，一次設(shè)備運行過程中所存在的各類安全隱患作為導(dǎo)致變電站非計劃性停電的一類主要原因，而為保證變電站一次設(shè)備的使用效果，需要對運用過程中所存在的問題加以分析，明確電力系統(tǒng)的工作要求，優(yōu)化變電站一次設(shè)備的使用效果。

1 變電站一次設(shè)備概述

現(xiàn)階段的工作實施過程中，需要對智能變電站運行情況加以穩(wěn)定把控，并定期對變電站一次設(shè)備的運行情況進行精準(zhǔn)把控。變電站一次設(shè)備的檢測與維修均作為重要工作內(nèi)容，但針對一次設(shè)備進行全面監(jiān)督管控的過程中，需要針對變電站檢測設(shè)備存在的故障加以解決，按照規(guī)定要求開展定期檢測維護。首先開展全面檢測工作，利用前沿的設(shè)備與專業(yè)技術(shù)對具體的運行工況進行全面管理，分析故障情況，通過故障分析的方式，運用信息數(shù)據(jù)，將各類數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與參數(shù)進行綜合對比分析，保證可以快速且高效地對故障進行判斷，根據(jù)設(shè)備的具體運用情況制定出可行的檢修方案，根據(jù)故障問題制定出針對性的預(yù)防解決措施，保證設(shè)備可以始終在穩(wěn)定運轉(zhuǎn)狀態(tài)[1]。

2 變電站一次設(shè)備的主要內(nèi)容及故障案例分析

2.1 變壓器

變壓器是變電所的核心設(shè)備之一，其主要作用是改變電壓大小和傳輸電能。變壓器常見的故障包括過熱、漏油、短路等。過熱故障主要是由于散熱不良、負荷過大等原因?qū)е拢宦┯凸收现饕怯捎诿芊饧p壞、油箱變形等原因?qū)е?；短路故障主要是由于絕緣損壞、導(dǎo)體短路等原因?qū)е隆?013 年7 月，某單位主變發(fā)生故障，導(dǎo)致變電站全站失電，對當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的穩(wěn)定運行造成了嚴(yán)重影響。變型號為SSZ9-240000/220，額定容量為240000kVA，電壓組合為（220±8）×1.25%/115/10.5kV。故障發(fā)生時，該主變負荷約為180000kVA。經(jīng)過現(xiàn)場檢查和初步分析，發(fā)現(xiàn)該事故的原因是#2 主變低壓側(cè)B相繞組出現(xiàn)故障。該故障導(dǎo)致B 相繞組燒毀，并波及到A、C 相繞組。同時，由于變壓器內(nèi)部油路堵塞，導(dǎo)致部分繞組過熱，進而引發(fā)絕緣材料燃燒，釋放大量有害氣體，造成變壓器內(nèi)部壓力急劇升高，最終導(dǎo)致變壓器爆炸。通過對故障變壓器的解體檢查，發(fā)現(xiàn)B 相繞組在制造過程中存在一定的缺陷，如線匝排列不整齊、線匝之間絕緣層不夠均勻等。這些缺陷導(dǎo)致繞組在運行過程中容易產(chǎn)生電場不均勻、局部過熱等問題，最終引發(fā)故障。對故障變壓器進行更換后，恢復(fù)正常運行狀態(tài)。并且優(yōu)化了變壓器的運行環(huán)境，采取措施降低外部環(huán)境因素對變壓器的影響。

2.2 斷路器

斷路器是變電所的重要設(shè)備之一，其主要作用是控制電路的通斷狀態(tài)。斷路器常見的故障包括拒動、誤動、漏氣等。拒動故障主要是由于操作機構(gòu)故障、控制回路故障等原因?qū)е拢`動故障主要是由于控制信號錯誤、保護裝置誤動等原因?qū)е?。漏氣故障則是由于密封件損壞、氣管破裂等原因?qū)е?。某單位變電?1 斷路器發(fā)生故障，導(dǎo)致變電站兩條220kV 母線被迫停電，某單位的穩(wěn)定運行造成了嚴(yán)重影響。該變電站#1 斷路器型號為LW25-252，額定電壓為252kV，額定電流為3150A。故障發(fā)生時，該斷路器負荷約為18000kVA。經(jīng)過現(xiàn)場檢查和初步分析，發(fā)現(xiàn)該事故的原因是#1 斷路器內(nèi)部機構(gòu)故障。該故障導(dǎo)致斷路器無法正常分合閘，無法將故障線路從電網(wǎng)中切除，進而導(dǎo)致故障擴大，造成嚴(yán)重后果。設(shè)備本身的質(zhì)量問題。通過對故障斷路器的解體檢查，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部機構(gòu)在制造過程中存在一定的缺陷，如部分零部件加工精度不夠、材料質(zhì)量不達標(biāo)等。這些缺陷導(dǎo)致斷路器在運行過程中容易產(chǎn)生卡澀、誤動等問題，最終引發(fā)故障。根據(jù)對相關(guān)人員的詢問和現(xiàn)場勘察結(jié)果，發(fā)現(xiàn)該斷路器在運行過程中存在一定的維護不當(dāng)問題。例如，沒有定期對斷路器進行巡視和檢查，沒有及時發(fā)現(xiàn)和處理斷路器存在的缺陷；同時，在操作過程中沒有嚴(yán)格按照操作規(guī)程進行，導(dǎo)致斷路器受到過大的沖擊力而損壞。這些因素都加速了斷路器的故障發(fā)生。在更換斷路器后，制定了預(yù)防性試驗驗檢修工作制度，使用獨立的出口回路，以此降低斷路器故障帶來的負面影響。

2.3 隔離開關(guān)

隔離開關(guān)是變電所的重要設(shè)備之一，其主要作用是在電路中形成明顯的斷開點，保證檢修人員的安全。隔離開關(guān)常見的故障包括卡澀、接觸不良等?？收现饕怯捎诓僮鳈C構(gòu)不良、接觸部分變形等原因?qū)е?，而接觸不良故障主要是由于接觸部分氧化、接觸部分松動等原因?qū)е?。以某公?20kV 變電站252kV GIS為例，在2023 年9 月1 日凌晨，在控副母對榮天2256帶負荷試驗后，恢復(fù)正常接線后，發(fā)現(xiàn)1 號母聯(lián)三相電流不平衡，其中A、C 相為74A，B 相為14A。后經(jīng)檢查，母聯(lián)電流二次回路未發(fā)現(xiàn)異常。通過自動化系統(tǒng)回看1號母聯(lián)電流歷史曲線，發(fā)現(xiàn)在8 月31 日晚，在正一母/副一母母差保護改造以后的回路鏡像試驗后，出現(xiàn)了母聯(lián)三相電流不平衡的現(xiàn)象。經(jīng)現(xiàn)場分析及X 射線檢測，確認(rèn)故障位置為榮仁2B58 間隔正母刀閘B 相（9#間隔DS91-B 隔離開關(guān)）內(nèi)部。故障原因為DS91 隔離開關(guān)接到分閘命令后，DS91-B 相隔離開關(guān)未分閘。核查現(xiàn)場隔離開關(guān)配用電動彈簧操動機構(gòu)，隔離開關(guān)為快動型隔離開關(guān)。在后續(xù)處理過程中，進一步檢查發(fā)現(xiàn)絕緣拉桿和拐臂處于半脫落狀態(tài)，拐臂緊固螺釘緊固標(biāo)識發(fā)生位移，根據(jù)現(xiàn)場實際情況，現(xiàn)場對故障隔離開關(guān)進行了整相更換，后正常運行。在事后原因分析中，發(fā)現(xiàn)個別裝配人員未嚴(yán)格按照裝配工藝要求緊固力矩，在長期操作過程中，造成拐臂緊固螺釘松動，進而導(dǎo)致拐臂與絕緣拉桿之間傳動失效。某單位開關(guān)配電動彈簧操動機構(gòu)，為快動型隔離開關(guān)，相比于配電動機構(gòu)的隔離開關(guān)其操作過程機械沖擊較大，加劇了緊固力矩不到位螺釘?shù)乃蓜覽2]。

3 變電站一次設(shè)備故障檢測和維護措施

3.1 運行數(shù)據(jù)監(jiān)測

運用變電站一次設(shè)備進行故障檢測的過程中，需要在供電系統(tǒng)當(dāng)中適當(dāng)引入在線檢測技術(shù)，將智能檢測設(shè)備與檢測傳感器按照預(yù)期的規(guī)范性要求，集成安裝在變電站一次設(shè)備的輸出端，根據(jù)變電站的運行需求、將斷路器等一次設(shè)備進行整合連接，通過檢測設(shè)備與反饋裝置收集設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，并及時對運行檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性進行判斷，保證所獲取的數(shù)據(jù)可以滿足設(shè)備的故障預(yù)測需求，將以此設(shè)備的終端位置安裝，可以對其主站與子站的各區(qū)域進行綜合檢測，并及時將相關(guān)數(shù)據(jù)反饋到計算機設(shè)備當(dāng)中，根據(jù)數(shù)據(jù)存儲的標(biāo)準(zhǔn)格式，將設(shè)備運行效果進一步提高。需要借助推理算法的運用。對所獲取到的數(shù)據(jù)進行集中處理。而后按照不確定性要求判斷帶有關(guān)聯(lián)性的數(shù)據(jù)變化情況[3]。

在線檢測技術(shù)可以快速獲取一次設(shè)備運行數(shù)據(jù)，為提高變電一次設(shè)備運行故障判斷的精準(zhǔn)性，需要在電力供電系統(tǒng)的作用下，同時對變壓器、斷路器與其他一次設(shè)備進行管理。通過在線監(jiān)測設(shè)備對計算機與設(shè)備運行信息數(shù)據(jù)進行分析，判斷設(shè)備自身的運轉(zhuǎn)狀態(tài)。在電力供電系統(tǒng)的運行過程中，一次設(shè)備可以通過起到接入電源、分配電流、均衡電壓與保護繼電設(shè)備的作用，在一次設(shè)備的運行過程中，較易受到來自作業(yè)環(huán)境、現(xiàn)場操作與負載量等方面因素的影響，而為避免此類故障反復(fù)出現(xiàn)的情況產(chǎn)生，要保障變電站電能輸送的穩(wěn)定性。并將變電一次設(shè)備的研究成果進行推廣，保障變電一次設(shè)備的使用可以滿足安全、持續(xù)與穩(wěn)定等方面的工作要求，接貨組相對完善的方案制定，實現(xiàn)人工與自動化技術(shù)相聯(lián)動的技術(shù)運用模式，降低產(chǎn)生設(shè)備故障的可能性，提高其建設(shè)工作的規(guī)?；\用效果[4]。

3.2 變壓器與斷路器的故障檢測和維護

變壓器本身在變電一次設(shè)備中便屬于一類關(guān)鍵性的組成部分，其自身的運行狀態(tài)會直接對變電站的運行情況造成影響，因此在進行變壓器故障檢修的過程中，工作人員需要秉持嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的工作態(tài)度開展相關(guān)工作，并保證可以對各類故障問題進行快速解決，目前發(fā)現(xiàn)變壓器使用過程中所產(chǎn)生的故障主要由內(nèi)外部故障共同作用造成，因此在具體的工作開展過程中，需要保證電壓的穩(wěn)定性，并避免因電壓穩(wěn)定性較差而導(dǎo)致瓦斯保護工作無法順利完成的情況出現(xiàn)。變壓器鐵芯在變電站中也屬于故障高發(fā)區(qū)域，在變壓器鐵芯接地電流檢測數(shù)值上升過程中，需要給予變壓器使用情況一定的重視。分析其鐵芯是否存在局部過熱等故障，并在不同的接地點之間形成閉合回路，若鐵芯的接地電流過高，則可以通過變壓器的油色譜分析其是否存在高溫范圍過熱性故障，并檢查是否存在接地回路環(huán)流等特征。應(yīng)急措施在變壓器鐵芯接地回路中串接限流電阻，可以將運行中故障等問題加以解決，并分析其外部環(huán)境干擾因素，若其使用過程中存在此類問題，將導(dǎo)致變壓器的運行環(huán)境受到嚴(yán)重損害，在變壓器檢修工作的實施過程中，需要保證檢修人員對變壓器的使用情況擁有全面了解，而后需要針對檢修工作實施過程中可能存在的問題加以防范，避免因絕緣劣化等原因而導(dǎo)致設(shè)備故障頻發(fā)的情況出現(xiàn)。此外其使用過程中也可以對局部放電的部位進行定位，進而達到提高使用效果目標(biāo)[5]。

在電力系統(tǒng)中，斷路器故障始終作為一項關(guān)鍵性的運用內(nèi)容而存在，目前看來斷路器出現(xiàn)故障的可能性仍相對較高，斷路器的常規(guī)運轉(zhuǎn)過程中，起動故障屬于一種主要的故障類型，機械與電氣故障作為導(dǎo)致此故障產(chǎn)生的一類主要原因而存在。相比之下，產(chǎn)生機械故障的可能性相對較高，通常狀態(tài)下設(shè)備的使用過程中出現(xiàn)機械故障主要因操作系統(tǒng)在跳閘回路電源電壓較低的情況下出現(xiàn)啟動問題而造成，而為預(yù)防此類故障出現(xiàn)，首先需要保證預(yù)防性試驗檢修工作可以合理開展，分析斷路器的分合線圈位置始終處于合理狀態(tài)下，預(yù)防斷路器出現(xiàn)漏洞現(xiàn)象，在對其結(jié)構(gòu)進行檢查的過程中，需要對分合閘線圈的位置情況進行檢查，避免出現(xiàn)斷路器拒動等問題，使用獨立的出口回路對切斷器動作的可靠情況進行判斷，提高斷路器使用的可靠性。最后需要通過失靈保護等方式，保證各類重要設(shè)備均可以得到良好的使用，減少對電力系統(tǒng)運行造成影響的設(shè)備使用。工作人員在發(fā)現(xiàn)問題后也需要對產(chǎn)生問題的原因以及問題的種類進行判斷，確保后續(xù)的工作開展可以擁有良好的基礎(chǔ)保障。在對其加以優(yōu)化控制的同時，需要分析故障處理的要求，通過合理的保護措施避免氣體跳閘線圈出現(xiàn)損壞的問題出現(xiàn)。

3.3 定期進行檢修與維護

檢測人員在檢測工作的開展過程中，需要對變電一次設(shè)備進行登記標(biāo)注，并按照相關(guān)規(guī)定開展?fàn)顟B(tài)評價工作，根據(jù)變電一次設(shè)備的結(jié)構(gòu)與實際的工況對變電一次設(shè)備的使用情況進行調(diào)整，將其等級結(jié)構(gòu)進行清晰地劃分，明確不同等級設(shè)備使用過程中可能出現(xiàn)的問題內(nèi)容，保證檢測工作可以在合理的周期狀態(tài)下維持穩(wěn)定的運轉(zhuǎn)，在組織實施設(shè)備定期檢修維護的過程中，需要保證各階段的工作重點均可以在一次設(shè)備運行工況上有所體現(xiàn)，目前變電一次設(shè)備中關(guān)鍵的變壓器與斷路器均設(shè)有相關(guān)的密度繼電器與溫度計，并借助壓力表對設(shè)備的運行狀態(tài)進行檢測，保證變電一次設(shè)備的工作情況可以滿足設(shè)備的使用需求，若僅使用此類輔助設(shè)備將導(dǎo)致其使用效果無法滿足預(yù)期的工作要求。因此為保證檢修與維護等工作可以快速完成，需要辨別變電運行故障是否會受到管理制度方面因素的影響，而后通過完善的管理工作制度對員工的工作行為加以引導(dǎo)，并對事故產(chǎn)生的原因進行深入判斷與分析，提高管理工作的實施效果。

3.4 部分問題解決措施

隔離開關(guān)在變電站的運行過程中會分別出現(xiàn)接觸不良與接觸面過熱等問題，此類問題的出現(xiàn)會導(dǎo)致隔離開關(guān)在使用后發(fā)生磨損等問題，導(dǎo)致與原有的接觸距離不足，并導(dǎo)致隔離開關(guān)在大電流環(huán)境的作用下出現(xiàn)損壞的可能性進一步提高，因此為保證變電站運行的穩(wěn)定性，需要對此類問題加以解決。供電企業(yè)工作人員需要對各類設(shè)備的運行狀態(tài)實時監(jiān)測，并明確設(shè)備狀態(tài)檢修工作開展對于電網(wǎng)系統(tǒng)使用所可能造成的影響，在檢修工作開展的過程中，需要對檢修的效果進行定期評價，評價工作可以實時完成，在一年的周期內(nèi)，對檢修工作的運行效果進行判斷，確保狀態(tài)檢修工作可以維持穩(wěn)定且高效開展，變電站在電網(wǎng)系統(tǒng)中作為重要組成部分而存在。因此變電站一次設(shè)備的運行過程中，會對電力系統(tǒng)的運行效果造成直接影響，為保證變電站工作開展的合理性與變電站一次設(shè)備運行的穩(wěn)定性，需要通過對運行情況的判斷，提高變電站一次設(shè)備運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性與變電站一次設(shè)備的工作效率，提高電力企業(yè)的電力供給質(zhì)量，保證我國電力事業(yè)可以實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。在后續(xù)階段的工作開展過程中，需要分析其溫度值是否超過隔離開關(guān)的運行溫度，并根據(jù)此方面問題產(chǎn)生的原因探索所需要采用的處理方案。在變電站一次設(shè)備的使用過程中，需要對其輸電、配電等情況加以分析，了解具體的設(shè)備使用要求，優(yōu)化設(shè)備控制效果。

4 結(jié)語

綜上所述，現(xiàn)階段我國為滿足我國電力系統(tǒng)的運行要求，需要將變電站一次設(shè)備故障檢測維護工作作為重點內(nèi)容，提高運行數(shù)據(jù)監(jiān)測效果。明確變壓器與斷路器的運用要求，開展定期檢修維護工作，在分析隔離開關(guān)使用的情況后，將隔離開關(guān)加以優(yōu)化，保證變電站一次設(shè)備的使用要求。