基于變電站安全運行的設備維修檢查技術分析

云南天安化工有限公司 付歆釗

1 引言

隨著電力系統的不斷發展和電網規模的擴大，變電站作為電力系統的重要組成部分，具有能源傳輸、變壓變電和配電等重要功能。為了確保變電站的安全運行和電網的可靠性，設備的維修檢查較為重要。本文旨在通過對電壓互感器、直流系統接地故障、母線故障和電容器故障等四個方面的設備維修檢查技術進行詳細分析，為電網工作人員提供準確、可靠的維修檢查指導。

2 電壓互感器的維修檢查技術分析

2.1 電壓互感器的重要性

電壓互感器（VT）是變電站中常見的一種設備，主要用于將高壓電網中的電壓信號變換為標準測量電壓信號，以便進行測量、保護和控制，同時隔離高壓帶電設備。電壓互感器將高電壓信號變換為較低電壓信號，以便保護裝置進行故障檢測和保護操作。通過測量變壓器或母線的電壓，運行人員可以及時調整電網的電壓，滿足電力負荷需求，保持電力系統的穩定運行。通過監測電力系統中各個節點的電壓，可以分析電網的功率流向、電壓穩定性和電力負荷分布等關鍵參數，從而提升電網的運行效率和可靠性[1]。因此，對電壓互感器的維修檢查技術進行詳細分析和研究，對于確保變電站的安全性和可靠性具有重要意義。

2.2 維修檢查流程與方法

2.2.1 初步檢查

仔細檢查電壓互感器外部是否有明顯的物理損壞或變形，例如裂紋、變形等。檢查電壓互感器的接線端子是否緊固良好、無松動或腐蝕現象，確保電壓互感器的標志和銘牌清晰可讀，并與實際參數相符，見表1。

表1 電壓互感器的外觀檢查

檢查絕緣材料、絕緣距離和絕緣連接是否完好、無污穢或損壞。檢查電壓互感器內部的接線連接是否牢固、無松動或腐蝕現象，特別檢查設備本體及二次接線的接地線、螺栓連接是否可靠。對于油浸式電壓互感器，檢查油質的清潔程度和絕緣性能，必要時進行油質更換。

2.2.2 功能測試

定期進行電氣預防性試驗，對電壓互感器進行比值、角度測試，檢測輸出電壓與輸入電壓的比差、角差是否在精度允許范圍內。連接負載電阻或負載設備，檢查電壓互感器的輸出電壓是否穩定并滿足負載要求。

詳細記錄每一項檢查的結果，包括外觀、功能測試和精細檢查的數據和觀察結果。對檢查結果進行綜合分析，比較與歷史數據或標準值的差異，判斷是否存在異常或潛在故障。

2.2.3 維護與維修

根據檢查結果，制定合理的預防性維護計劃，包括清潔、緊固和絕緣處理等。如果發現故障或異常情況，根據具體情況進行相應的維修和更換，確保電壓互感器的正常運行。

3 直流系統接地故障的維修檢查技術分析

3.1 直流系統接地故障的影響與危害

直流系統接地故障是指直流電力系統中的正極或負極與地之間發生電氣接觸的故障。這種故障會導致以下幾個方面影響。

安全風險：直流系統接地故障會引起電流通過人體，造成觸電危險，對人員的生命安全造成威脅。

設備損壞：接地故障會導致直流系統設備的電氣部件和絕緣系統受損，性能較差的二次控制裝置電源模塊損壞，進而影響設備的正常運行和壽命。

系統可靠性下降：接地故障會導致直流系統的電壓不穩定，影響二次設備穩定運行，進而降低系統的可靠性和穩定性[2]。

生產損失：接地故障引起的保護裝置，控制回路誤動作，造成系統停電或設備故障，導致生產中斷，造成經濟損失和影響工業生產的連續性。

同時直流系統接地故障存在一定的隱蔽性，不易發現，故需要定期巡檢直流系統。

3.2 維修檢查流程與方法

故障定位；使用故障指示器、絕緣電阻測試儀等工具，逐一排查直流系統各個設備、線路和接線點，確定故障發生的位置，見表2。

表2 故障定位分析

故障分析:檢查直流系統的絕緣狀況，確認是否存在絕緣擊穿或絕緣損壞等問題。通過測量和分析故障電流、電壓等參數，判斷故障類型和性質，例如接地電阻過大或短路等。

維修方案制定:根據故障類型和分析結果，制定具體的維修方案，包括維修工具、材料和操作步驟等。考慮維修過程中的安全性和操作風險，并制定相應的安全措施。

維修實施:按照維修方案進行實施，采取適當的維修方法，例如更換故障設備、修復電纜或線路連接等。在維修過程中進行必要的測試和監測，確保修復后的直流系統正常運行。

維修驗證：維修完成后，進行維修結果的驗證和測試，確保接地故障已經得到有效修復、直流系統的正常運行和安全性已恢復。

4 母線故障的維修檢查技術分析

4.1 母線故障的分類與原因

變電所母線故障會對變電站的功能和安全造成嚴重的影響，故障嚴重時會導致整個變電所停電，引發電力事故[3]。母線故障的分類和原因有以下幾種類型。

一是短路故障。原因：絕緣擊穿、絕緣老化、接觸不良、外部物體或動物進入等。分為相間短路（如A 相與B 相之間的短路）、相對地短路（如A相與地之間的短路）。

二是接地故障。原因：絕緣破損、松動接觸、灰塵污穢、潮濕、地電阻過高等。分為單相接地、多相接地。

三是斷路故障。原因：導體斷裂、連接松動、設備故障、外力破壞等。分為部分斷路、完全斷路。

四是過載故障。原因：電流超過設備額定容量、負載不平衡、短時過電流沖擊等。分為過載過流、過載過熱。

其他可能的原因還包括設備老化、設計缺陷、操作錯誤、環境因素（如溫度、濕度等）和外部干擾等。

4.2 維修檢查流程與方法

一是故障確認。根據系統告警、設備狀態、用戶報告等確認是否存在母線故障。確定故障類型和位置，以指導后續的維修檢查工作。

二是安全措施。確保工作區域的安全，包括斷電、放電、裝置接地等操作，遵循安全操作規程和個人防護要求。

三是檢查與測量。使用適當的測試儀器和設備對母線及相關設備進行檢查和測量，包括絕緣測試、視覺檢查、電流、電壓、溫度等參數的測量。

四是分析與診斷。分析檢查結果，判斷故障原因和程度，結合設備手冊、技術標準和經驗，進行故障診斷和定位。

五是維修實施。根據維修方案，執行相應的維修工作，包括更換故障元件、修復斷路、清潔接觸面、調整連接等操作。

六是維修驗證。在維修完成后，進行驗證和測試，包括測量關鍵參數，檢查絕緣狀況，進行功能測試等。確認故障是否解決，設備是否恢復正常工作。

七是故障分析與記錄。分析維修過程中的關鍵數據和結果，總結故障原因和解決方法。記錄維修過程、維修措施和結果，為后續的維護和分析提供參考，見表3。

維修檢查流程和方法的具體細節會根據不同的變電站和設備類型而有所差異，同時系統中性點接地方式、接地故障危害及范圍亦不相同。在實際操作中，需要根據具體情況進行調整和補充，確保維修檢查工作的準確性和安全性。

5 電容器故障的維修檢查技術分析

5.1 電容器故障的特點與識別方法

電容器故障是指變電站或電力系統中的電容器發生故障，可能導致電力傳輸過載、設備損壞甚至事故發生。

電容器故障的特點包括異常電流、電壓波動和溫升異常。其中，電容器故障時，通常會出現異常電流，例如電流突然增大或不穩定。電容器故障可能導致系統電壓波動，例如電壓下降或突變。故障電容器可能出現異常的溫升，發熱明顯超過正常范圍[4]。

電容器故障的識別方法包括觀察電容器外觀，測量電流和電壓、熱紅外檢測，分析功率因數等。通過檢查電容器外觀是否有明顯的物理損壞，例如破裂、變形或滲漏等。使用合適的測試儀器測量電容器的電流和電壓，比較其數值與正常范圍的差異。使用紅外熱像儀對電容器進行熱紅外檢測，發現異常的溫升情況。通過分析電容器的功率因數變化，發現異常波動或不穩定的情況。綜合以上的結果，可以識別電容器故障的類型和位置，為維修檢查提供指導。

5.2 維修檢查流程與方法

一是故障確認和安全措施。根據系統警告、設備狀態、用戶報告等確認是否存在電容器故障，確定故障電容器的位置和類型，確保工作區域的安全，包括斷電、放電、裝置接地等操作，遵循安全操作規程和個人防護要求。

二是觀察和外觀檢查。觀察電容器外觀，檢查是否有物理損壞、滲漏或變形等情況。注意電容器接線和連接部件的松動。

三是測量參數檢查和功率因數測量。使用合適的測試儀器測量電容器的電流、電壓、容量等參數，將測量結果與正常范圍進行對比，確定是否存在異常。測量電容器的功率因數，并與正常范圍進行對比，異常波動或不穩定的功率因數可能暗示電容器故障。

四是熱紅外檢測。使用紅外熱像儀對電容器進行熱紅外檢測，異常的溫升情況可能暗示電容器故障。

五是故障定位和維修實施。根據檢查結果和分析，確定故障電容器的具體位置和故障類型。定位可以采用斷電檢查、連接與斷開試驗等方法，根據故障定位，執行相應的維修工作，包括更換故障電容器，修復連接線路，調整參數等操作[5]。

六是維修驗證。在維修完成后，進行驗證和測試，測量電容器的參數和功率因數，確認是否恢復正常工作。

七是故障分析與記錄。分析維修過程中的關鍵數據和結果，總結故障原因和解決方法。記錄維修過程、維修措施和結果，為后續的維護和分析提供參考。

6 結語

本文主要從電壓互感器、直流系統接地故障、母線故障和電容器故障四個方面進行了變電站設備維修檢查技術分析，通過對各個方面的作用與重要性進行分析，提出了相應的維修檢查流程與方法。在電壓互感器方面，明確了其作用和重要性，提出了維修檢查流程與方法。在直流系統接地故障、母線故障和電容器故障方面，分析了其特點、識別方法以及相應的維修檢查流程與方法，為準確診斷和維修提供技術支持。