35kV 變電一次設備周期性檢修故障識別思考

汪志鵬

（鄭州順為勘察設計有限公司, 河南 鄭州 450000）

0 引言

目前，國家電力公司正在推廣智能電網建設。作為智能電網建設和發展的重要組成部分，智能變電站建設和智能變電站改造進展順利。今后，現有變電站將逐步被智能變電站取代。智能變電站作為一種新型的電網控制、測量和保護技術，無疑對傳統的變電站維護技術提出了更高的要求。設備的復雜性不斷增加。電子變壓器的應用及存在的問題影響了電力系統運行的穩定性，加強和改進變電站維護管理技術迫在眉睫。

1 變電站一次設備故障維修的特點分析

電網運行過程中，由于過載、過壓、誤操作、制造工藝不完善、絕緣層老化、維護不當或缺失等諸多因素。將會發生一次設備故障和硬件損壞。一旦出現此類問題，將使電網無法正常運行，甚至威脅整個電網的安全穩定。從近幾年的發展趨勢可以看出，變電站設備正逐漸向更大容量、更高電壓的方向發展，用戶對電源的要求也更多，希望其穩定性和可靠性能夠增強。因此，在變電站檢修過程中，不能統一使用以前的停電形式。即使要停電處理，也必須嚴格控制停電的具體范圍和時間。同時，現階段變電站設備也在向密封化、小型化方向發展，現場進行拆卸維護工作變得越來越困難。在新時期，對變電站一次設備進行檢修維護時，必須充分考慮設備的運行情況，找準預測方向，把檢修的主要內容落實到位，才能保證變電站一次設備的持續穩定運行。

2 傳統變電檢修方式

傳統意義上的變電站維護是維護人員以變電站內的各種電氣設備為維護對象，為提高電氣設備長期運行的安全性和穩定性，保證供電可靠性而進行的定期維護、試驗、消缺和檢修工作。

2.1 故障排除

自從電力設備被開發使用以來，設備維護技術就已經存在。排故是一種基于故障后果可控承受范圍的維護修理方法，只有在設備出現故障或異常后才進行。變電設備事故消除檢修是最早也是最廣泛的檢修方式。事故消除檢修是一種被動檢修方式，只有在變電設備不能運行或給出異常信號時才必須進行，長時間運行會危及安全穩定運行。一般要消除變電設備的緊急缺陷，必須停機。這種方式會對變電站的安全運行造成一定的影響。

2.2 預防性維護

預防性維護模式，也稱為定期維護模式，根據設備定期維護的原則，是目前的維護模式。根據設備生命周期規律，提前確定維修級別、維修周期、維修項目等維修方式。變電站的變壓器、斷路器、使用的變壓器、電壓互感器等設備有不同的類型、電壓等級和維修周期。定期維護有三種：試運行、大修和小修。小修的目的是確保設備在一個大修周期內安全運行，直到下一個周期。小修主要適用于站內電容器，包括電容器高壓測試、絕緣測試、電容器開關注油等，以及電容器組的清潔和檢查、過程中發現的缺陷的修復或設備個別部件的更換等。一般來說，進行大修是為了使現有設備在大修期間獲得最大的經濟效益，或延長其使用壽命，系統地對設備進行全面徹底的檢查和維修，拆卸和更換全部或部分設備，修理易損的主要部件。對于站內斷路器，維修項目包括斷路器、電纜、避雷器的高壓試驗、絕緣試驗、分合閘時間試驗、分合閘電壓試驗等。預防性維護可以提高變電站設備的工作效率，使變電站設備保持在合理水平。

2.3 狀態檢修

變電站狀態維修是基于安全、環境和成本，通過設備狀態評估、風險評估和狀態維修進行狀態維修的基本過程。決策是指進行設備維修，以達到設備安全可靠運行和合理的維修費用。根據設備性能和參數監測結果及其處理措施進行預防性維護。狀態維護——基于設備狀態的預防性維護。狀態維修的理由是設備有劣化過程，并且可以被檢測到。僅狀態維修策略不完整，需要根據不同的設備選擇不同的策略。因此，維護決策需要適當的管理機制來確保。

3 維護管理和工作管理

維修管理的內容包括維修目的、設備檢查、監測診斷技術、維修策略、維修地點確定等。管理內容包括維修計劃、何時維修、由誰維修、如何維修、材料工具設備準備、維修實施、維修效果等。

3.1 變電站維護計劃和流程

電力設備的維護是一個長期耗時的過程，在整個周期中，規劃尤為重要。電力設備的安全穩定運行和供電企業供電的可靠性至關重要，關系國家生產和人民生活秩序能否正常運轉。因此，供電企業會制定詳細的檢修計劃和流程。維修計劃從小到大分為日計劃、周計劃、月計劃、季計劃、年計劃。同時，還需要安排穿插臨時維護和故障排除的工作。電力公司制定計劃后，會由電力檢修部門對電力線路變壓器、電容器、耦合器、母線、旁路等基本單元進行檢修。

3.2 變電站維護管理存在的問題

對于現有的變電站檢修管理流程，主管部門應確定檢修計劃并安排檢修任務。預案一旦啟動，檢修所需的檢修人員、材料、儀器等都要落實，并按兩票要求進行現場作業。工作完成后，檢查合格，維修過程結束。

3.2.1 管理協調性差

變電站檢修過程中，變電站檢修公司及其下屬或外包工程公司同時檢修，導致電力設備檢修效率低，檢修時間滯后，反復停電。如果檢修任務職責分配不清晰，電力設備的維修保養可能會出現嚴重問題。

3.2.2 忽視提高維修人員的技術水平

維修人員技術水平提高不理想，培訓方式單一，培訓時間短，缺乏針對性，往往導致培訓效率低，資源浪費。應重視維修人員的技術水平培訓。對于維修中將要遇到的新設備、新技術，要進行有效的培訓，必須注重培訓的效果和效率。否則，維護技術落后將嚴重影響電力設備的安全穩定運行。

3.2.3 重視電力項目立項和建設而忽視電能質量和設備維護

在電力企業的整個運營過程中，存在著立項、施工、質量監督、工程驗收等諸多問題。后期對工程質量監管不力，草率驗收等等。使得后期變電站維護過程中耗費了大量的人力、物力和財力[1]。

4 變電站一次設備故障預測及維護措施

為了預測變電站一次設備的故障，通常采用狀態檢測法來預測斷路器、變壓器和金屬氧化物避雷器周圍的故障。同時，通過狀態檢測的方法找出故障設備。對于主變壓器，可以通過監測局部放電、鐵芯接地電流、色譜、電容值和套管介損來實現故障預測。對于少油斷路器，可以使用電容、泄漏電流和介質損耗監測。對于SF6斷路器，可以充分監督和檢測SF6氣體及其分解產物的實際成分，很好地掌握接觸電阻和導電回路的溫度變化。對于其他容性設備，對電容、漏電流、介質損耗等檢測也可以使用。面對特殊情況，還應使用特殊儀器完成探傷和檢測工作，以保證電流的平穩運行。

一般來說，以下大多數措施將應用于一次變電站設備的故障預測：①定期使用檢測設備對在線設備進行運行檢測，確保設備正常運行。②針對設備故障導致的問題，可以采用在線檢測和在線監測的方法進一步確認。③電力系統中可能會出現各種問題，如絕緣老化、接觸不良等。因此，在大多數情況下將使用紅外診斷技術來高效檢測設備故障。從目前的實際情況可以看出，變電站的一次設備往往設置了一些輔助設備，如油溫表、壓力表、密度繼電器等，以保證可以對設備進行故障預測工作，但這并不能完成徹底的檢測，因此進一步的研究是必不可少的。目前，設備故障預測主要包括三種方法，即定期維護、帶電維護和在線狀態監測[2]。

5 變電一次設備故障的具體檢修方法

5.1 斷路器故障的檢修

在整個變電站中，變壓器是核心設備，斷路器是控制它的設備，可以保證變電站始終處于可控范圍內。正常情況下，在所有變電站設備中，斷路器是最容易發生故障的。常見的斷路器故障包括過熱、拒動和誤操作。在實際操作中，如果斷路器故障不能在短時間內排除，斷路器可能會損壞。因此，專業人員必須采取及時有效的措施來解決問題。首先，關于過熱故障的檢修，使用吸合裝置向熱傳感器上報數據的設備，會存在由于溫度變化和在較高溫度下連續運行，開關吸合裝置溫度無法降低的問題。此時，應將斷路器開關負荷曲線、中性點電位曲線和觸頭裝置的溫度變化曲線放在一起比較。如果在檢測到溫度變化前后電源質量發生變化，斷路器應切換到維護狀態。而母線的關鍵電路一般應用并聯開路的設計方法，在合理的操作下可以快速啟動冷備用開關，進而切斷故障設備。

當斷路器開關拒絕操作或出現故障時，通常由以下幾個因素引起：①遠程鎖定或系統故障導致開關的自動保護。此時，監控系統可用于快速確認斷路器開關的狀態。假設條件檢測系統還不夠完善，無法準確確認，就需要人工沿著路線逐個確認。②當開關二次回路故障時，還會導致綜合保護裝置的信號問題，使監控系統和綜合保護裝置無法聯網，阻礙斷路器的正常運行。因此，必須仔細檢查開關的二次電路。③斷路器一次設備可能因各種故障因素導致吸合線圈出現問題，從而造成系統觸頭設備誤動作。有時，設備的機械部件損壞，導致設備無法順利運行。此時，有必要對沿線進行調查，以確定故障位置。此外，在高溫或高濕的環境下，空氣中灰塵多，也可能引起斷路器的爆炸和著火，造成很大的危害。因此，需要隨時對斷路器進行目視檢查，分析其聲音、氣味、溫度等，從而檢測故障類型并采取適當的措施進行處理。

5.2 金屬氧化物避雷器故障的檢修

首先，閥片老化潮濕，會導致避雷器熱沖擊，更嚴重的會導致爆炸。由于設計因素的影響，避雷器會開裂、傾倒，這也是非常危險的故障。其次，長時間的電壓會導致絕緣套管的性能退化，產生受潮的問題，會進一步加大電流，導致相關故障。最后，天氣也會影響避雷器。如果空氣污染嚴重，避雷器電位會有差異，會發生局部放電，對避雷器造成一定程度的損壞。為解決上述問題，可采取以下措施保證避雷器的正常運行：①采用絕緣電阻檢測方法，徹底全面掌握避雷器內部的濕度。在此過程中，工作必須嚴格按照相關標準和規范進行，不可偏廢。②漏電流要仔細檢查，了解閥片的潮濕程度，及時控制電流。③可使用相關檢測裝置檢查避雷器的運行狀態，確保其處于正常工作狀態。

5.3 變壓器設備維護技術

變壓器是保證整個電力系統安全運行的關鍵，也是變壓器一次設備的重要組成部分。變壓器設備一次大修過程中，受多種因素影響，仍有一些問題需要解決。變壓器設備檢修時，必須充分注意檢查絕緣情況，良好的絕緣條件可以保證變壓器的正常運行。在變壓器絕緣情況檢查中，主要檢查和評價變壓器受潮老化情況，然后確定變壓器絕緣系統。然后是變壓器內部電引線的維護，以及變壓器油的泄漏和變質的檢測。在變壓器維修過程中，維修人員應注意各種方法的綜合應用，以提高維修效率[3]。

5.4 互感器一次設備檢修技術

變壓器是變電站一次設備中重要的應用設備。檢修時，變壓器故障時會出現異響和局部高溫。在實際維修過程中，維修人員要從這些層面來判斷故障點和原因，并結合歷史維修經驗和統計數據分析來判斷變壓器故障中的過載飽和和線圈絕緣損壞，從而找到科學的處理方法[4-6]。

6 結語

在設備日新月異的今天，為了在變電站維修技術和管理模式上有新的突破，必須建立一個有效的管理體系，對各方面進行有效的協調。要完善變電站傳統維修管理模式，合理調整維修設備類別，精細有序地分配維修任務。同時，要堅持安全第一、預防為主的原則，始終保持安全關斷，保證電網在檢修過程中安全穩定運行，避免大面積停電事故的發生；保證動力設備安全運行，保證動力設備高效可靠運行；確保電氣設備操作人員的人身安全和員工的財產安全。為了提高維護人員的培訓，增強維護人員的專業技能和知識，既可以提高變電站的維修效率，又可以在一定程度上節約公司成本。作為電力企業，必須進一步完善和創新變電站維護管理，組建專業維護隊伍，明確變電站維護范圍，科學合理地劃分維護管理職能，充分調動員工的工作積極性，激發員工的創造力，提高變電站維護工作效率，保證電力設備的安全運行，最終提高電力企業的經濟效益和社會效益。