李 辛

（國網(wǎng)長春供電公司城西輸變電運檢中心）

0 引言

電力系統(tǒng)長期運行過程中，容易引發(fā)相關(guān)設(shè)備故障，給電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性帶來一定的威脅，同時也會影響人們正常的生產(chǎn)生活，因此保障電力系統(tǒng)安全至關(guān)重要［1-2］。變電檢修是保障電力系統(tǒng)安全的重要手段，合理應(yīng)用變電檢修技術(shù)，能夠提升變電檢修效率與效果，降低電力設(shè)備事故發(fā)生幾率，更好的保障電力系統(tǒng)安全。因此針對電力系統(tǒng)安全下變電檢修技術(shù)研究具有重要意義［3-5］。

1 變電檢修概述

變電站作為電力系統(tǒng)中重要的節(jié)點，起著將輸電電壓從高壓傳輸?shù)降蛪旱淖饔?，對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要影響。變電檢修主要涉及設(shè)備檢查、清潔維護(hù)、儀器校驗、絕緣檢查、配電系統(tǒng)檢修、配電設(shè)備檢修等內(nèi)容。設(shè)備檢查是指對變電站設(shè)備的主要部件進(jìn)行檢查，包括變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、電纜等，確保設(shè)備無損傷、無異?，F(xiàn)象。清潔維護(hù)則是指對設(shè)備進(jìn)行清潔和維護(hù)，去除灰塵、雜物等，并及時更換易損件，確保設(shè)備的正常運行。另外儀器校驗也是變電檢修的重要內(nèi)容，對測量儀器進(jìn)行校驗，確保測量結(jié)果的準(zhǔn)確性，以提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

保障電力系統(tǒng)安全是配電檢修的重要手段，應(yīng)結(jié)合電力系統(tǒng)安全要求制定完善的配電檢修計劃（見表1），配電檢修計劃中應(yīng)對配電檢修內(nèi)容以及檢修周期等做出明確要求（見表2），以此來保障配電檢修工作的高效開展。

表1 電力系統(tǒng)安全要求

表2 變電檢修內(nèi)容與周期

表2列舉了變電檢修內(nèi)容，以及相應(yīng)的周期等。在實際的變電檢修過程中，具體的檢查內(nèi)容和周期可根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整。

2 變電檢修技術(shù)

2.1 傳統(tǒng)檢修技術(shù)

傳統(tǒng)檢修技術(shù)通常也被稱為故障檢修技術(shù)，即在故障發(fā)生后進(jìn)行檢修，存在一定的滯后性與被動性。故障診斷是故障檢修的關(guān)鍵，變電設(shè)備故障診斷主要有兩種方法，一種是綜合診斷法，通過整體監(jiān)測變電設(shè)備以及分析、整合變電設(shè)備相關(guān)的數(shù)據(jù)參數(shù)，得出系統(tǒng)性的診斷結(jié)論。如使用紅外熱像儀檢測設(shè)備的熱量分布，發(fā)現(xiàn)潛在的故障點。使用高壓局放儀檢測設(shè)備的局部放電現(xiàn)象，判斷設(shè)備的絕緣狀態(tài)。使用故障錄波儀記錄設(shè)備的故障波形，以便進(jìn)行故障原因分析和定位。另一種是對比分析法，通過對比現(xiàn)在與過去的設(shè)備運行的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，運用統(tǒng)計學(xué)解析兩者的對比結(jié)果，如果數(shù)據(jù)出入不大，則說明該設(shè)備運行沒有故障問題。

2.2 定期檢修技術(shù)

定期檢修技術(shù)通常也被稱為預(yù)防性檢修技術(shù)，相較于故障檢修技術(shù)，定期檢修技術(shù)實現(xiàn)了變電檢修的前移，能夠及早發(fā)現(xiàn)和排除故障，是保障電力系統(tǒng)安全以及規(guī)避損失的重要措施。定期檢修屬于主動檢修模式，能夠主動發(fā)現(xiàn)排除隱患，進(jìn)而降低故障發(fā)生幾率。定期檢修需要制定相應(yīng)的檢修計劃，明確變電檢修的周期與內(nèi)容。定期檢修模式優(yōu)勢明顯，能夠更好地保障電力設(shè)備穩(wěn)定運行與電力系統(tǒng)安全，但是定期檢修模式也存在一定的弊端和不足，如定期檢修難以有效應(yīng)對隨機因素導(dǎo)致的偶然事件。定期檢修是在固定的時間開展的變電檢修，檢修時間相對固定，電氣檢修存在一定的時間間隔。簡單來講，定期檢修是按照檢修計劃在固定的時間進(jìn)行的變電檢修，定期檢修不考慮設(shè)備的運行狀況，同時也不參考設(shè)備的故障歷史。因此定期檢修模式相對固定，甚至略顯僵化，容易造成人力、物力等資源的浪費，并且檢修過程中還會經(jīng)常涉及設(shè)備的拆解與組裝，容易對設(shè)備造成損壞。由此可見，定期檢修雖然優(yōu)勢顯著，但依然存在一定的不足。

2.3 狀態(tài)檢修技術(shù)

狀態(tài)檢修需要充分考慮電力設(shè)備當(dāng)前狀態(tài)、歷史故障、異常情況等，對電力設(shè)備故障做出準(zhǔn)確預(yù)判，在此基礎(chǔ)上提前對其進(jìn)行檢修。相較于故障檢修技術(shù)以及定期檢修技術(shù)，狀態(tài)檢修技術(shù)將設(shè)備狀態(tài)作為檢修工作的基礎(chǔ)，是結(jié)合電力設(shè)備實際狀態(tài)情況以及運行環(huán)境狀況而應(yīng)用的檢修技術(shù)，因此更具科學(xué)性與有效性。狀態(tài)檢修技術(shù)的應(yīng)用一方面結(jié)合設(shè)備狀態(tài)確定檢修時間，另一方面根據(jù)設(shè)備狀態(tài)情況確定檢修方式，因此狀態(tài)檢修更具針對性，同時也能避免造成資源浪費。以GIS（氣體絕緣開關(guān)）檢修為例，檢修過程中首先檢查GIS設(shè)備的密封性能，確保設(shè)備內(nèi)部氣體絕緣正常。然后進(jìn)行接觸部分的清潔和潤滑，以確保接觸電阻小、接觸可靠。最后進(jìn)行氣體（SF6）壓力的監(jiān)測和補充，保持設(shè)備正常的氣體壓力水平。

狀態(tài)檢修技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢顯著，但也存在一定的不足，下面結(jié)合相應(yīng)的案例進(jìn)行分析：

案例1：2022年3月12日，500kV某站按計劃進(jìn)行220kV 5M母線以及220kV橫元甲線檢修操作。09時36分，在拉開＃3主變220kV 5M母線側(cè)22035刀閘的過程中，220kV5M、6M母線差動保護(hù)動作（36分34秒），跳開5M、6M母線上除母聯(lián)2056外的所有開關(guān)，造成220kV 5M、6M失壓。36分34秒＃1、＃2主變重瓦斯保護(hù)動作，跳＃1、＃2主變?nèi)齻?cè)開關(guān)，＃3主變重瓦斯保護(hù)動作，跳開＃3主變兩側(cè)開關(guān)。這種情況導(dǎo)致了220kV 1M、2M 母線失壓，35kV 1M、2M、3M母線，＃1、＃3、＃0站用變失壓。與此同時，也造成了與該站相連的220kV站失壓，負(fù)荷損失為600MW 左右。在發(fā)生故障之后，及時開展故障搶修，同時對故障進(jìn)行調(diào)查分析，以便盡快恢復(fù)供電，保障電力系統(tǒng)安全。經(jīng)調(diào)查分析發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致故障的原因主要在于該站＃3主變變中22036刀閘出現(xiàn)銹蝕與劃痕，增加了串動過程中的阻力。工作人員完成合閘操作之后，雖然后臺現(xiàn)實刀閘已經(jīng)在合位，但實際上卻存在合閘不到位的情況，進(jìn)而引發(fā)該故障。

案例2：2022年5月25日，某站220kV 2204開關(guān)在送電過程中，在工作人員完成合閘操作之后出現(xiàn)儲能電極過流信號。隨即進(jìn)行檢查，結(jié)果表明A相合閘不到位，并且開關(guān)本體提升高度不足，導(dǎo)致開關(guān)難以分閘。經(jīng)調(diào)查分析表明，導(dǎo)致故障的原因在于開關(guān)A相未完全合閘到位，棘輪盤不到位，使得電機空轉(zhuǎn)，進(jìn)而對正常儲能造成影響，引發(fā)過時報警信號。

案例3：2022年9月5日，某供電局110kV變電站母線側(cè)刀閘因瓷瓶斷裂而導(dǎo)致整條線路難以及時恢復(fù)供電。

上述3個案例表明單純應(yīng)用狀態(tài)檢修技術(shù)并不能100%規(guī)避電氣設(shè)備故障。單純進(jìn)行狀態(tài)檢修并不能實時掌握設(shè)備的實際狀態(tài)，存在設(shè)備巡視不到位、設(shè)備維護(hù)不及時、設(shè)備預(yù)試檢測不足等問題，受隨機因素導(dǎo)致的偶然事件的影響，容易引發(fā)故障。除此之外，狀態(tài)檢修以設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與設(shè)備狀態(tài)評估為基礎(chǔ)，但受監(jiān)測技術(shù)水平以及評估方式方法等因素的影響，難以保證監(jiān)測效果和評估的準(zhǔn)確性，難以及時發(fā)現(xiàn)和排除隱蔽故障，導(dǎo)致這些隱蔽故障經(jīng)過漸變過程達(dá)到質(zhì)變，進(jìn)而引發(fā)故障，威脅電力系統(tǒng)安全，甚至造成嚴(yán)重?fù)p失。以案例1為例，在狀態(tài)檢修過程中，通過日常的巡視難以用肉眼發(fā)現(xiàn)GIS刀閘的合閘狀況，并不能判斷其存在合閘不到位的問題，同時由于缺乏合閘到位檢測裝置，因此難以及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，無法及時將隱患排除，進(jìn)而引發(fā)設(shè)備故障。再以案例2為例，之所以會出現(xiàn)案例2的故障，主要原因在于狀態(tài)檢修過程中未能及時發(fā)現(xiàn)開關(guān)A相未完全合閘到位的情況，說明狀態(tài)檢修過程中存在斷路器機構(gòu)狀態(tài)檢測不到位的問題，導(dǎo)致機構(gòu)存在的隱性缺陷未能及時被發(fā)現(xiàn)和被排除，最終引發(fā)故障。案例3同樣如此，由于未能及時發(fā)現(xiàn)瓷瓶缺陷而導(dǎo)致操作過程中出現(xiàn)瓷瓶斷裂，進(jìn)而影響供電恢復(fù)。案例1、案例2以及案例3均說明狀態(tài)檢修技術(shù)存在一定的不足和缺陷，在變電檢修過程中單純應(yīng)用狀態(tài)檢修技術(shù)無法保證檢修效果和電力系統(tǒng)安全。

3 變電檢修技術(shù)的實際應(yīng)用分析

3.1 故障分析

某220kV變電站仿真機發(fā)生跳閘，排除短路故障后合閘，在后續(xù)運行期間再次跳閘，并且在合閘后仿真機運行期間發(fā)熱過度，對仿真機實際運行效果造成影響。

3.2 故障檢修

對仿真機的變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、氣體絕含金屬封閉開關(guān)進(jìn)行檢修。

（1）變壓器檢修

使用氣體分析法對變壓器當(dāng)中存在的氣體進(jìn)行分析，經(jīng)過分析得出其他的含量、主要成分、相對百分比，在此基礎(chǔ)上制定設(shè)備絕緣方案。使用局部放電法對變壓器設(shè)備是否存在老化現(xiàn)象進(jìn)行分析，分析后發(fā)現(xiàn)變壓器局部放電正常，因此變壓器設(shè)備不存在過度老化現(xiàn)象。通過頻率響應(yīng)分析法對變壓器繞組是否發(fā)生形變進(jìn)行檢驗，結(jié)果顯示變壓器繞組并不存在明顯的電感、電容變化。變壓器檢修結(jié)果顯示，變壓器無故障。

（2）斷路器檢修

根據(jù)仿真機頻繁跳閘的故障現(xiàn)象，可以初步判定為斷路器分合閘故障。使用點流變對流經(jīng)斷路器的電流進(jìn)行測定，結(jié)果顯示流經(jīng)斷路器的電流數(shù)值較小，使用電壓表對斷路器兩端的電壓進(jìn)行測定，可以發(fā)現(xiàn)電壓表兩端的電壓過高，可以斷定斷路器電流、電壓異常造成斷路器無法正常開合，同時在檢修過程中發(fā)現(xiàn)斷路器開關(guān)本體以及合閘接觸器存在卡滯現(xiàn)象，根據(jù)檢修結(jié)果決定更換斷路器。

（3）隔離開關(guān)檢修

經(jīng)過檢修發(fā)現(xiàn)隔離開關(guān)載流接觸面存在過熱現(xiàn)象，由于載流接觸面熱量過大，導(dǎo)致隔離開關(guān)活性接觸環(huán)節(jié)接觸不良。檢修過程中進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，在隔離開關(guān)上一次安裝調(diào)試工作中的隔離開關(guān)合閘并不到位，合理開關(guān)接線座與觸頭臂之間存在接觸不良的現(xiàn)象。根據(jù)檢修結(jié)果，重新更換接觸面更大的隔離開關(guān)，并且通過調(diào)試保證隔離開關(guān)合閘到位，確定接線座與觸頭臂良好接觸。

4 結(jié)束語

變電檢修技術(shù)是變電檢修質(zhì)量的重要影響因素，合理應(yīng)用變電檢修技術(shù)對于提升變電檢修效率、效果，保障設(shè)備穩(wěn)定、可靠運行以及電力系統(tǒng)安全具有重要意義。本文介紹了常見的變電檢修技術(shù)，并分析了相關(guān)技術(shù)的特點與不足。得出電力系統(tǒng)安全下的變電檢修應(yīng)結(jié)合實際需求綜合應(yīng)用變電檢修技術(shù)的結(jié)論。