淺談變電站設備的常見故障及處理方法

李冰

摘 要：變電站是電網系統的基礎組織單位，在運行中發生異常現象或者事故會代來其大的危害，本文就變電站GIS組合電器設備的各種異常現象及故障進行分析并提出了相應的處理方法。

關鍵詞：變電站；GIS；異常及故障處理

變電站是電力系統的基礎組織單位，在運行中會發生各種異常現象或事故，而這些異常現象或事故很可能給電力系統以及工農業生產等帶來巨大的危害，此時，能夠正確及時處理各種異常運行或事故，是變電站運行值班人員一項重要的基本職責[1]。本文就變電站GIS組合電器設備的一些異常運行及故障進行分析并提出了相應的處理方法。此外，電氣設備的熱效應是引發變電站多種故障和異常的重要原因，及早發現過熱并排除，可以大大減少電力系統的故障與事故，提高供電的可靠性，保證正常供電。本文以最新的技術紅外熱成像檢測作為手段，變電站為背景，淺要地分析了電氣設備發熱故障與對策，為檢修、運行、維護提供了有益的借鑒。

一、GIS組合電器設備的異常及故障處理方法

1.GIS斷路器故障處理方法

（1）GIS斷路器拒絕合閘處理：

1）若是斷路器操作電源斷電，運行人員應檢查斷路器操作電源是否空開或熔絲，如果發現是操作電源空開或熔絲熔斷，運行人員應試合空開或更換熔絲，還應檢查匯控柜內的開關“遠方-就地”選擇開關是否在遠方位置；

2）若是控制回路問題，應重點檢查控制回路易出現故障的位置，如同期回路、控制開關、合閘線圈、分相操作箱內繼電器等，對于二次回路問題，一般應通知專業人員進行處理；

3）若匯控柜內“遠方-就地”控制把手置于就地位置或接點接觸不良，則可將“遠方-就地”控制把手置遠方位置或將把手重復操作兩次，若接點回路仍不通，應通知專業人員進行處理；

4）如果是彈簧機構未儲能，應檢查其電源是否完好，若屬于機構問題應通知專業人員處理；

5）若是斷路器SF6壓力降低而閉鎖開關，運行人員應斷開斷路器操作電源空開，申請停用重合閘，通知專業人員處理；

6）如若是故障造成斷路器不能投運時，運行人員應匯報調度將斷路器隔離（斷開斷路器兩側隔離開關）待專業人員處理。

（2）GIS斷路器拒絕分閘處理：

1）若是分閘電源斷電，運行人員應檢查斷路器操作電源是否空開或熔絲，如果發現是操作電源空開或熔絲熔斷，運行人員應試合空開或更換熔絲，還應檢查匯控柜內的開關“遠方-就地”選擇開關確在遠方位置；

2）若是控制回路存在故障，應重點檢查分閘線圈、分相操作箱繼電器、斷路器控制把手，在確定故障后應通知專業人員進行處理；

3）若是斷路器輔助接點轉換不良，應通知專業人員進行處理；

4）若是匯控柜內“遠方-就地”把手位置在就地位置，應將把手放在對應的位置，若是把手輔助接點接觸不良，應通知專業人員進行處理；

5）如果是彈簧機構未儲能，應檢查其電源是否完好，若屬于機構問題應通知專業人員處理；

6）若是斷路器SF6壓力降低閉鎖開關，運行人員應斷開斷路器操作電源空開，申請停用重合閘，匯報調度，通知專業人員處理；

7）當故障造成斷路器不能分閘時，運行人員應立即匯報調度，經調度同意用母聯串代故障斷路器，即將非故障出線斷路器倒換至另一母線，用母聯斷路器切除故障斷路器；并將故障斷路器接的那段母線轉檢修，通知專業人員處理。

2.GIS斷路器操作機構異常處理方法

（1）GIS斷路器液壓操作機構異常處理：

發生液壓機構無油位或漏油嚴重導致斷路器分合閘閉鎖時，運行人員應切斷其電機電源，立即匯報調度，經調度同意用母聯開關串代故障斷路器，即將非故障出線斷路器倒換至另一母線，用母聯斷路器切除故障斷路器；將故障斷路器接的那段母線轉檢修，通知專業人員處理。

（2）GIS設備隔離開關操作機構異常處理：

1）正常操作GIS設備隔離開關時，如遇無法電動操作，運行人員應檢查控制回路電壓或電機電壓查看是否過低或失壓，如屬于過低或失壓時應立即恢復，并檢查熱繼電器是否動作，如果熱繼電器動作應按動熱繼電器復位按鈕。無法電動操作時應進行手動操作，操作前應先斷開操作電源。

2）若連手動也無法操作時，當母線側隔離開關無法操作時應馬上匯報調度，經調度同意，立即將非故障出線斷路器倒換至另一母線，將其故障隔離開關所接母線轉檢修，并將其開關也轉檢修，然后通知檢修人員進行處理；線路側隔離開關無法操作時馬上匯報調度，經調度同意，在保證開關確已斷開的情況下，斷開母線側隔離開關，將本側停電并轉檢修（對側應將線路轉檢修），然后通知檢修人員進行處理。

3.GIS組合電器設備遇到SF6氣壓降低故障時的處理方法：

1）當運行人員發現GIS組合電器設備SF6氣體降低至報警值時應上報運行檢修部，由檢修人員對其補氣；

2）當運行人員發現GIS組合電器設備SF6氣體降低至閉鎖值時應立即應將操作電源拉開，并鎖定操動機構，在手動操作把手上掛禁止操作的標示牌，立即報告調度，根據命令，采取措施將故障開關隔離；匯報部門通知運行檢修部門進行處理。

4.GIS組合電器設備如遇SF6發生嚴重漏氣故障時的處理方法：

1）應立即斷開該開關的操作電源，在手動操作把手上掛“禁止操作”的標示牌；

2）匯報調度，根據調度命令，采取措施將故障開關隔離；

3）在接近設備時要謹慎，盡量選擇從“上風”接近設備，必要時要戴防毒面具、穿防護服。

5.GIS組合電器設備發生意外爆炸處理：

SF6設備發生意外爆炸事故，事故處理人員接近設備要謹慎，對戶外設備，盡量選擇從上風接近設備。當處理SF6氣體大量外泄時，進行緊急處理時的注意事項：

1）人員進入戶外設備10m內，必須穿防護服、戴防護手套及防毒面具；

2）在室外應站在上風處進行工作。

二、常見熱故障原因解析

1.變壓器內部熱故障的診斷

對于那些比較接近設備外殼，或傳熱途徑較為簡單、直接的部位發生過熱故障時，還是很有可能利用熱像診斷的，可以結合油色譜的分析結果，有針對性地對變壓器整體進行溫度分布的檢測。根據熱像檢測結果可分部位分析，從上到下進行，先從套管及其引出線接頭到升高座、三相分接開關、箱體各個部位及散熱器等。進行初步診斷后，可根據情況處理，必要時可停運放油，進入變壓器內部觀察以準確定位故障；也可以采用吊罩后進行空載和短路試驗，并用熱像再檢測的方法進行進一步確診。

2.變壓器套管缺陷診斷

變壓器套管的內部缺陷一般有三類，一類是因其絕緣不良而使tgδ增大，其熱像顯示本體溫度高于正常相；第二類是套管內部接觸不良，造成接觸電阻過大而過熱，引起將軍帽局部發熱；第三類是因套管泄露或者注油時氣未排盡而造成的缺油現象，其熱像顯示是在無油處溫度偏低，且可顯示缺油界面。

3.斷路器動靜觸頭接觸不良的診斷

斷路器動靜觸頭接觸不良的故障，其熱像特征顯示為頂帽下部溫度Td最高，下法蘭的溫度Tf次之，瓷套溫度Tc最低；在進行相間比較時，若溫度比正常相相差高10K的應判斷為有缺陷。

4.隔離開關的動靜觸頭接觸不良診斷

隔離開關動靜觸頭接觸不良的熱像特征是刀口溫度高。判定無缺陷的標準是通過相間比較，溫差不應大于2K。

5.電容型電壓互感器內部故障診斷

電容型電壓互感器的內部故障包括電容器內部缺陷和中間變壓器內部缺陷。他們正常的熱像特征是三相溫升與溫差都不大，本題溫度分布均勻，不應有局部過熱現象。其內部故障的診斷采用相間比較，即相間溫差（對于35kV及以上設備）不應超過2K。

6.電流互感器內部故障診斷

電流互感器的內部故障主要是內部連接接觸不良和絕緣介質缺陷兩類。當設備正常時，熱像特征是三相溫升溫差均很小，當不考慮外部風力對流冷卻的作用時，對于35kV及以上的設備，其整體最大相間溫差只在1.3K左右，而實際運行的戶外設備，由于微風對流經常存在，故相間溫差更微小。故在診斷電流互感器內部是否存在絕緣缺陷時，采用相間比較法；若內部連接接觸不良時，可能引起溫升，導致其相應的局部表面過熱，可達數十度，考慮到互感器頂帽內外部溫差可能達30～45K，所以判斷電流互感器內部連接不良的最高外部溫度值應在55℃以下。

7.避雷器故障診斷

避雷器一般是金屬氧化物避雷器，在正常運行時他們都有輕微發熱的元器件，是氧化鋅元件本身。

盡管因電壓等級不同，串聯元件數目不同，且各種元件結構相異，但他們的熱像特征還是有共同之處的。在正常運行時，它們的發熱量都不大，特別在戶外自然冷卻條件下，避雷器本體溫升很小，比周圍環境溫度高得很少，其熱場分布均勻，同一相設備的溫度相當均勻，或呈現上下兩端溫度稍偏低，而中部稍高的現象，但總的最大溫差僅在1K范圍內，相間的溫差也很小。

參考文獻：

[1]李方永.電力變壓器的常見故障分析[J]. 中國高新技術企業. 2010（27）

[2]張赪.變電所設計中常見問題分析[J].工程建設與設計.2007.04[3]張珂.淺談變電站電氣設備維修[J]. 中小企業管理與科技（上旬刊）. 2011（02）