分析變電站設備運行常見故障的成因及防策

何晶

摘 ?要：變電站作為電網系統(tǒng)中的一個重要構成部分，囊括了大量設備，由于一些客觀因素的存在，設備在運行中會出現一些故障。常見故障包括設備的自身故障、氣候環(huán)境影響、管理制度問題等，導致重要設備的故障率上升。基于對當前常見故障原因的分析，該文提出了針對這些故障的防治策略，提高變電站的運行穩(wěn)定性，讓其能夠在電網系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。

關鍵詞：變電站 ?設備運行故障 ?故障防治策略

中圖分類號：TM73 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1672-3791（2019）06（a）-0049-02

變電站中最核心的設備為變壓器，同時還具備大量的線纜、控制設備、絕緣子設備，由于變電站通常為露天運行，在自然環(huán)境的作用下容易出現運行故障。在變電站的運行中，需要根據故障的引發(fā)原因，制定相應的故障防治策略，提高整個設備的運行穩(wěn)定性及對電網的控制質量。

1 ?變電站設備運行常見故障

在變電站運行中，由于參與運行的設備數量多，所以發(fā)生設備運行故障的幾率較高，當前常見的故障類型如下。

1.1 變壓器故障

變壓器作為變電站中最精密的設備，很多因素會導致變壓器的運行穩(wěn)定性下降，嚴重時會導致變壓器無法運行，導致整個變電站中的設備無法穩(wěn)定工作。

變壓器系統(tǒng)的常見故障首先為變壓器溫度不正常升高，導致變壓器的銅損與鐵損提高，輸出點的功率與設計參數不同，降低了供配電效率。在變壓器中，含有散熱油，當這類油料的品質下降時，散熱效率會大幅下降，導致變壓器中的散熱均勻性較差，當這種現象長期存在時，會導致變壓器無法運行[1]。

其次為變壓器的斷路和短路問題，這類故障會導致變壓器被燒壞，嚴重時會導致整個變電站無法運行。故障成因為線路在運行中被外界環(huán)境腐蝕，常見的腐蝕性因素為水分，意味著變壓器系統(tǒng)中的空氣干燥設施損壞。

最后為變壓器的綜合性故障，包括變壓器滲漏、外接線短路和斷路等，對于這類問題，引發(fā)因素很多，通常意味著需要完成對變壓器的全面拆卸和檢查，才能夠發(fā)現故障引發(fā)原因。

1.2 線路故障

變電站中含有大量線路，運行中會由于一些原因出現故障。常見故障包括線路短路、線路斷路等，同時一些輔助設施也會在一定環(huán)境下出現故障。

針對線路的短路故障來說，常見引發(fā)因素為自然環(huán)境侵蝕，尤其是對于接地短路故障來說，在自然條件的作用下，變電站中線纜的絕緣層失效，當空氣的絕緣性下降時，線纜中的電壓會擊穿線路的絕緣層和空氣，出現短路故障。

對于線路中的斷路故障來說，通常情況下發(fā)生幾率低于短路故障。斷路故障的常見引發(fā)原因為線纜自身質量問題，當線纜的直徑均勻性不足，或者線芯的緊密度較低時，該區(qū)域的溫度持續(xù)升高，會熔斷線路。另外在大風等惡劣天氣作用下，懸掛性線纜的受力增加，容易導致線纜內部的線纜芯斷裂。

1.3 監(jiān)測系統(tǒng)故障

在變電站運行中，會設置多種監(jiān)控設備來提高變電站的運行安全性，常用設備有兩種，其中一種為針對線路、變壓器和配電箱柜等設施的傳感器，能夠將設備的信號轉變?yōu)殡娦盘枺瑢@取的信息提交到信號分析和控制系統(tǒng)中，通過對相關數據的比較，分析被測對象是否存在問題[2]。

由于這類傳感器長期運行，在自然環(huán)境的作用下，傳感器的故障發(fā)生幾率大幅提高，出現這種現象時，數據分析系統(tǒng)無法獲得相關數據，無法及時找到變電站的運行隱患。

對于數據分析中樞系統(tǒng)來說，通常不會發(fā)生損壞問題，但是從最終的作用效果來看，通信系統(tǒng)內的故障較多，包括通信線纜斷裂、通信設備損壞及電磁干擾等問題。

1.4 絕緣子故障

絕緣子為變電站中必不可少的設備，其包括陶瓷絕緣子、玻璃絕緣子和橡膠絕緣子，絕緣子發(fā)生的故障，除了由于自身參數引起外，其他因素也會降低絕緣子的運行穩(wěn)定性。

自然因素對橡膠絕緣子的損壞效果最為嚴重，而自身重量及整體結構方面也會引起故障，陶瓷絕緣子受到這兩個因素的影響效果最大。從實際應用效果來看，玻璃絕緣子的性能最佳，同時由于多為透明結構，容易落實故障檢測工作。但是很多變電站整體應用陶瓷絕緣子，在自然環(huán)境的作用下就容易出現故障。

2 ?變電站設備運行常見故障的防治方法

2.1 巡檢規(guī)則制定

在變電站運行中，需要工作人員完成日常巡檢工作，雖然當前電力企業(yè)已經針對變電站建成了相關的巡檢規(guī)定，但是該項工作指導體系，更多的是應用綜述性方法實現對工作人員的監(jiān)管，取得的巡檢效果自然無法滿足工作需求。

在今后的規(guī)則制定和優(yōu)化中，一方面，要對現有的工作體系進行細化，例如，對于變壓器檢查項目內容，要求工作人員首先通過控制系統(tǒng)讀取變壓器的各類運行參數，再到安全區(qū)域內，通過聽聲的方式進一步分析變壓器的運行狀態(tài)，當確定變壓器無運行故障隱患時，記錄巡檢結果，并將數據上傳到管理系統(tǒng)的數據庫中。

另一方面，我國當前正在推進電力系統(tǒng)的設備優(yōu)化和革新工作，變電站中的新型設備比重逐漸升高，在巡檢規(guī)則制定中，需要注明這類新型設備的巡檢工作落實方法。

2.2 新型設備替換

在電力系統(tǒng)中，已經開發(fā)出了大量的新型設備，并取得了很好的應用效果，在今后變電站的運行和發(fā)展中，需要重視對這類新型設備的應用。

在設備替換中，要完全按照設備的相關要求完成安裝，例如，對于新型變壓器免維護呼吸器來說，我國當前對該項技術的研發(fā)處于國際領先地位。在安裝中，需要將呼吸器的出氣孔與變壓器的進氣口有效對接，同時為了防止出現漏氣問題，在這兩個接口中需要設置橡膠墊圈，提高變壓器和呼吸器之間的氣密性。另外由于新的呼吸中設置了加熱裝置、自動控制系統(tǒng)、稱重裝置[3]、內循環(huán)系統(tǒng)等內容，導致整個設備的重量和結構復雜度提高，所以在設備的吊裝中，需要保證吊裝速度的穩(wěn)定性，防止由于加減速運動破壞了該設備的內部結構。

另外，還需要分析對這類新型設備的替換必要性，可以通過建成模型、描述模型的方法，完成具體的分析工作。例如，對于線纜短路問題來說，建模中需要分析該故障的引發(fā)因素，包括線纜自身質量、當地空氣溫度、空氣濕度、風力情況及絕緣子類型等，完成故障因素分析后，應用專家評測法，完成對這類因素的評分工作，建成影響因素的權重分析，最終發(fā)現絕緣子類型的權重較高，該變電站通過對當前該設備的檢查，發(fā)現陶瓷絕緣子的應用數量占絕緣子總量80%以上，所以需要立即落實絕緣子替換工作。

2.3 網絡系統(tǒng)建設

在變電站各類設備運行中，出現故障時運行參數會發(fā)生變化，為了能夠實現對各類設備運行狀態(tài)的精確檢測，可以通過建成檢測網絡的方式達成這一目的。

檢測網絡設計中，首先需要完成對各類傳感器的選型工作，要根據線路發(fā)揮的功能選擇正確的傳感器，例如對于配電箱柜來說，選用的傳感器包括溫度傳感器、煙霧傳感器及核心設備的運行參數傳感器;對于變壓器的配電端，應用傳感器為電壓傳感器，這類傳感器將信號傳回到數據分析系統(tǒng)。

其次為通信系統(tǒng)的建設，考慮到變電站中的電磁干擾效果較為明顯，所以可以應用光纖通信技術完成通信，防止電磁干擾對通信系統(tǒng)帶來的負面影響。

最后為控制系統(tǒng)的構建，控制系統(tǒng)可發(fā)揮兩項功能，其一為對系統(tǒng)中各類參數的比較和分析，當發(fā)現測量的參數與設定的標準值差距過大時，可確定相關線路出現故障，一方面該系統(tǒng)通過對相關開關運行狀態(tài)的控制，隔離故障電路，另一方面在控制系統(tǒng)中顯示故障信息，及時發(fā)出警報。

3 ?結語

綜上所述，在變電站運行中，常見的設備故障包括變壓器故障、線路故障、監(jiān)控系統(tǒng)故障和絕緣子故障，這些故障類型會降低整個系統(tǒng)的運行質量，嚴重時會導致整個變電站無法運行。要落實設備故障的防治工作，可以通過建設檢測網絡、制定巡檢規(guī)則和替換新型設備等措施達成目的。

參考文獻

[1] 曾志.變電站設備的日常維修技術與故障預防措施[J].科技經濟導刊，2018，26（25）：46，48.

[2] 王秦城.35kV變電站設備常見故障及維護[J].硅谷，2015，8（3）：236，259.

[3] 李英.變電站設備狀態(tài)評估與檢修管理模式研究[D].華北電力大學，2014.