500kV 變電站的故障處理及其運維分析

王壇 楊曉東 石 博

（1.國網河南省電力公司檢修公司，河南 鄭州 450000；2.國網河南省電力公司直流運檢分公司，河南 鄭州 450000）

近幾年，我國電力系統發展迅速，電網建設規模越來越大，這就給500kV 變電站的高效運行提出了更加嚴格的要求。但是，如果500kV 變電站發生故障，將會對電力系統的安全供電產生嚴重影響，也會給電力工作人員帶來一定的安全隱患，甚至發生嚴重的安全事故。因此，要對500kV 變電站運行過程中產生的故障問題給予高度關注與重視，及時采取科學合理的故障處理措施，加強500kV 變電站的運行維護工作，確保500kV 變電站穩定安全地運行。

1 500kV 變電站概述

隨著我國城市化建設進程的不斷加快，人們對電能的需求越來越大，對電流的穩定性也有了更高的要求。目前，我國在高電壓的變電站中大多使用的是遠程操控，這就在一定程度上增加操作安全隱患。根據當前的實際發展情況分析，我國500kV 變電站故障檢修工作主要分為電力系統的故障檢修和對電氣設備的故障檢修兩個方面。電力系統的故障處理針對的是電力網絡的運轉情況，以及對監控系統的故障處理，確保變電站運行狀態正常。而對電氣設備的故障處理則主要針對的是具體的受損電力設備或長期未使用的設備，這樣的故障處理工作帶有一定的局限性，只是對500kV 變電站中具體的某一個設備進行維護、檢修、更換，但也能對變電站的有效運轉提供幫助。目前，確保500kV 變電站正常運行是十分重要的，不僅能讓500kV 變電站在運輸電力的過程中找到一個最佳方案，還能滿足人們的正常用電需求。因此，相關工作人員必須要做好500kV 變電站的故障處理和運維工作，采取行之有效的措施確保500kV變電站正常穩定的運行。

2 500kV 變電站的常見故障分析

2.1 用電系統出現故障

500kV 變電站是電力系統外輸供電的重要設施。在電力系統運行過程中，必須要保證站內設備運行穩定，站內用電系統可以通過獨立架設的方式來保證供電質量。目前，500kV 變電站涉及到的設備眾多，其線路也十分復雜，500kV 變電站在運行過程中難免會存在供電故障，如果站內設備和線路存在問題，就會影響到整個電力系統的供電穩定性，甚至出現停電現象，只有不斷強化500kV 變電站故障處理水平，才能避免電力運行過程中存在用電故障問題。一般情況下，用電系統存在問題主要表現為以下幾個方面：第一，站內用電系統獨立電源很容易發生用電失壓情況；第二，雷雨等自然災害天氣導致供電信號不穩定，同時存在負荷電流電壓波動較大的情況；第三，500kV 變電站線路十分復雜，饋線負荷不平衡現象頻發；第四，站內設施眾多，主要的變壓器保護開關、小車開關等定值不夠精確，導致其保護作用未充分發揮出來。[1]

2.2 電容器出現故障

電容器是一種無功補償裝置，它的主要作用在于讓不同時間段內的功率因數得到有效提高，將母線電壓控制在規定的電壓范圍之內，有節約電能的效果。500kV 變電站中進行了并聯電容器組、串聯抗電器組的安裝。并聯電容器組能補償500kV 電網正常運行，確保其在事故情況下不出現功率缺額的現象。并聯電容器組還能將主變壓器的無功損耗進行補償，將部分無功功率輸送給220kV 電網。但是，一般情況下，500kV變電站中的電容器組給予的無功補償必須小于主變壓器容量的30%，才能有效避免其他故障的出現。要想500kV 變電站穩定安全運行，電容器是重要部件。與一般工作相比較而言，變電站的工作環境較為惡劣，變電站內其他設施會影響到電容器的工作效率和使用壽命，站內電網運行設置甚至站內的氣溫環境都能成為影響電容器使用的重要因素。[2]因此，相關工作人員必須要定時巡視電容器組件的運行狀態，一旦發現以下情況，必須要及時檢查電容器運行狀態，避免對供電系統的穩定運行產生影響：工作人員檢查電容器運行溫度時，如果溫度過高，很容易出現讓電容器的外殼產生膨脹、電容器漏油等損害現象，這很可能是由高次諧波引起的電流反應，也可能是其運行電壓存在問題。工作人員要重點關注電容器在運行中是否有異響，檢查電容器內部元件是否受到損害。

2.3 變壓器繞組故障

在500kV 變電站運行過程中，繞組故障是較常出現的故障問題，繞組斷線以及短路是導致這一問題的主要原因。在電力設備檢修試驗過程中，很容易破壞設備的絕緣部分，使設備存在問題，為之后設備的正常使用帶來一定的安全隱患。在電力設備正常運行過程中，如果存在雜物掉落等現象，很容易導致繞組因高溫發生絕緣老化等問題。除此之外，500kV 變電站中的每一臺設備的制作材料都存在差別，導致其在發生繞組短路時受到的沖擊力也有所不同，造成絕緣老化問題。另外，如果變壓器受潮，也可能會導致設備短路，造成設備故障問題。受到上述原因的影響，500kV 變電站中繞組故障問題時常發生。

2.4 設備操作失誤導致故障

經過調查表明，500kV 變電站眾多故障原因中，操作失誤導致故障問題也十分常見。由于工作人員的操作不夠規范，影響到變電站不能正常運行，這樣的故障問題時有發生。這是因為500kV 變電站的電力操作系統較為復雜，要想確保500kV 變電站正常運行，必須要深入分析多種因素，并加強對各種機器設備的檢查工作。相關工作人員如果專業知識不夠豐富，或工作態度不端正，很容易導致故障問題。因此，針對500kV 變電站，必須要對工作人員有較高的操作要求，才能避免一些人為因素導致的故障。

2.5 設備老化出現故障

電力設備經過長時間的使用之后，很容易出現老化問題。尤其是在用電規模越來越大的當下，變電站內部設備的負荷越來越大，加速了設備老化問題。特別是對500kV 變電站這種高電壓變電器來說，其內部的各項設備承受著很大的負荷壓力，長時間的高壓之下，設備老化是必然問題，如果變壓器老化，將會給變電站帶來很大的損失。因此，相關工作人員在日常管理工作中，必須要定期檢查并更換設備，防止因設備老化問題影響到變壓器正常工作，消除因設備老化帶來的安全隱患。[3]

3 500kV 變電站的故障處理與運維措施

3.1 用電系統故障處理與運維

導致故障發生的原因不同，其處理方法也應有所不同。針對500kV 變電站用電系統故障問題，可以采取以下方式進行處理：第一，建立雙回路，有效解決電失壓問題；第二，將必要的防雷裝置設置完善，有效避免自然災害帶來的影響；第三，定期維護和保養ATS 裝置，保證其狀態良好；第四，做好變壓器各類保護開關的校檢工作，確保其數值準確，能正常進行開關操作；第五，如果是電纜負荷容量問題，應進行有針對性的改造與更換工作，讓饋線負荷保持平衡。

3.2 電容器故障處理與運維

導致電容器運行故障的原因有很多，電容器出現故障時，應先找到其故障產生的原因，避免故障問題擴大。相關工作人員應先將電容器清理干凈，確保電容器在無水、無油、無污漬且無外力破壞的情況下運行，做好電容器的避光保護措施，還要進行嚴格的巡視檢查工作，一旦發現異常，就要及時制定有針對性的措施進行處理。如果在電容器運行過程中出現噴油起火現象，必須要先切斷電源，以免事態擴大。

3.3 變壓器故障處理和運維

在500kV 變電站中，變壓器是重要設備，必須要做好日常檢查與維護工作，保持變壓器穩定運行。變壓器一旦存在故障問題，就應進行單獨處理，為變壓器的運行安全提供重要保證。導致變壓器故障的原因眾多，出現的故障問題也十分復雜，工作人員要針對不同的原因采取不同處理方法。各相繞組直流電阻之間的差別較大，很容易發生繞組故障，這就需要工作人員仔細檢測鐵芯外部，利用直流電壓、電流表法測量鋼片絕緣電阻數據，了解故障點的具體位置。[4]

3.4 加強工作人員的操作技術

500kV 變電站的相關工作人員應注重操作技術的提高，嚴格杜絕一些不規范的操作行為，確保在操作過程中相關設備運行穩定安全。電力企業應加強對變電站運行操作的管理工作，確保工作人員嚴格按照相關制度來進行相關操作，保證變電站的穩定運行。電力企業還應組織相關工作人員開展專業的培訓課程，加強工作人員的綜合能力和職業素養，強化安全管理意識，確保在變電站運行過程中能進行有效的檢查維護工作。工作人員在檢修過程中遇到不懂的故障問題，能做好應急處理工作，再咨詢專家，根據專家意見進行正確操作，有效處理故障問題，確保人員安全。

3.5 做好電力設備的維護

在電力設備打開前與停止使用之后，工作人員都應進行設備的清潔管理工作，并定期檢查與調整，及時更換個別容易損壞的零件。這些操作都應由專業的設備管理人員來進行，防止因操作不當損害到電力設備。不同的電力設備有著不同的維護方法和維護周期，因此，相關工作人員必須要嚴格根據要求進行設備的保養維護工作。一般情況下，儀器設備都配備了使用說明書，其中詳細規定了設備的保養周期、注意事項等，相關工作人員只需根據規定進行操作。如果說明書中沒有規定，則需要工作人員結合實際情況，制定合理的設備保養維護方案，避免因維護不到位損害設備。

4 500kV 變電站運行維護的重要舉措

4.1 構建完善的風險評估體系

在500kV 變電站運維過程中，風險評估體系是系統化的管理模式，根據500kV 變電站的實際運行情況來進行風險評估工作，利用風險評估體系得到500kV變電站有關的數據信息，深入分析500kV 變電站面臨的風險成因，對500kV 變電站運行過程進行科學合理的控制，在風險評估體系的基礎上采取有針對性的運維措施。風險評估體系在500kV 變電站運維管理中的應用主要有以下幾個方面：第一，通過風險評估體系對500kV 變電站的運行情況進行合理評估，將各項設備的運行情況詳細記錄下來，仔細分析不同設備發生故障的概率，為之后變電站的運維工作提供數據參考；第二，將風險評估體系與500kV 變電站運維結果相結合，針對變電站存在的故障問題，提出有針對性的解決建議，并深入落實故障處理措施，避免事態擴大，引發更大的故障問題；第三，在運維管理中運用風險評估體系，按等級劃分500kV 變電站故障信息，進行有針對性的運行維護工作，有力管控變電站的運行狀態，增強變電站的穩定性與安全性。

4.2 定期更換變電站設備

在500kV 變電站的運行與維護管理中，應對變電站設備進行定期更換，減少發生故障問題的概率。500kV 變電站經過長期運行，難免會存在設備老化等問題，很多設備在500kV 變電站中十分容易引發故障問題。因此，500kV 變電站的運維應定期更換有問題的電力設備。在500kV 變電站運行過程中，操作人員與設備維護管理人員必須要加強日常檢查工作，查看設備是否存在異常情況，并在檢查過程中判斷是否需要進行設備的更換。電氣設備是500kV 變電站重要的組成部分，在變電站的運維管理中必須要重視電氣設備的運行情況。500kV 變電站中的一些設備也應定期升級。例如，在500kV 變電站運行中，應堅持使用最先進的斷路器設備，為變電站的正常運行提供重要的設備支持。

4.3 加強安全管理工作

在500kV 變電站運行和維護管理中，安全管理工作也是重要內容。在500kV 變電站運維工作中加強安全管理工作，是實現安全生產的重要舉措，符合500kV變電站的生產要求。500kV 變電站的安全管理工作可以從工作人員安全意識的培養入手，讓相關工作人員更加重視安全管理工作。變電站相關管理人員可以根據500kV 變電站的安全要求組織相關工作人員進行安全培訓，通過專業方法來解決變電站運維過程中發現的安全問題。例如，在500kV 變電站運維管理中，針對開關操作進行安全管理，相關工作人員針對變壓器的開關操作進行操作測試。為了保證變電站的安全管理水平，還可以構建獎懲機制，約束工作人員的操作行為，調動工作人員對500kV變電站安全管理工作的積極性，有效提高500kV 變電站安全管理能力，防止發生安全事故。

5 總結

目前，針對500kV 變電站故障處理與運維工作，相關工作人員必須要深入全面的了解其故障產生的原因，快速判斷出故障點的明確位置，并及時采取有效的解決方法來處理，解決500kV 變電站運行過程中的故障問題，確保供電穩定安全。科學合理的運維措施是保證500kV 變電站正常運行的必要途徑，能消除運行過程中存在的潛在威脅，降低故障發生的概率，促進電力系統良好運行。