變電站電氣安裝調試中的故障與處理策略探討

中國能源建設集團華中電力試驗研究院有限公司 鄧蕭洵

1 變電站電氣安裝調試的要求

1.1 強化準備工作

電氣設備作為變電站的重要組成部分，對電力系統整體運行安全具有重要影響。因此，進行變電站電氣安裝調試要認真做好前期準備工作，嚴格電氣設備選購、質量標準型號的源頭把關，做好設備開箱驗收、型號功能校對等工作。相關管理人員要從實際需要出發，認真制定安裝調試計劃書，在施工圖紙的指導下嚴格落實規范標準內容，以項目部為主要實施單位，將日常安裝管理規范與施工設計圖紙向全體參建人員進行交底[1]。

在做好施工前的各項準備工作設備到達現場后進行認真核驗，確保實物相符的情況下組織管理人員，施工技術人員按照訂貨合同要求，履行入庫保管和使用領用手續。開展電氣安裝調試準備工作，要明確規定施工人員的工作內容、崗位職責、交接班時間，減少因為管理原因、工藝水平、流程影響，導致施工質量保障措施不到位，安裝調試質量下降的現象。

1.2 重視高壓試驗

電力系統建設中變電站的作用和影響無處不在，特別是在高壓、特高壓、低壓配電混合應用場所，要將高壓試驗作為保障設備正常運行的重中之重。施工單位要組織相關技術人員，認真研讀變電站高壓試驗控制報告，按照任務說明書、施工組織設計指導書的要求，準確把握高壓試驗的內容，熟悉變電站內部結構構造，對安裝過程做到全面把握、心中有數。

其中，涉及開關柜母線安裝環節時，調試人員要嚴格按照規范要求，待安裝完畢后方可將變壓器進口橋與母線斷電分開，確保所有母線均屬于斷開狀態。在實施配電箱內安裝時，要以連接設備以及內部元件絕緣性安全、沒有雜物影響為前提，方可進行電壓、電阻、電流測試。測試人員要按照安全規定以及應急防范的要求，正確穿戴高壓測試防護服裝、按照標準開啟增壓過程緩行保護裝置，以實現對母線耐壓值檢驗的精確測定，增加觀察過程中數據記錄的頻次，確保調試符合耐壓值的規定要求。

1.3 保護調試

保護調試作為電力系統防范高危風險、實施安全作業的重要技術程序，既是保證變電站安裝過程繼電保護安全性的一項措施，也是體現以人為本、推進系統本質安全的重要舉措。加強變電站安全保護調試，要依托自動化技術和先進檢測設備，對系統發生故障以及出現運行異常報警等極端情況，要在施工中心統一調度指揮下、現場工作人員迅速做出拉閘斷電等主動排查故障手段，為消除安全隱患、避免事故擴大提供保障。開展變電站安裝調試要發揮現代化技術，借助網絡智能化集成化繼電保護優勢，將保護測試置于安全可靠的狀態之下，實現變電站電氣安裝保護測試的絕對安全。

2 變電站電氣安裝調試中的常見故障

變電站電氣安裝調試中存在的故障類型較多，常見的類型如圖1所示，下文進行具體分析。

圖1 變電站電氣安裝調試中的常見故障

2.1 配電箱故障

配電箱故障是變電站電氣安裝調試中常見問題之一。鑒于變電站運行安全對電網全系統安全的重要作用，必須加強對其使用、維護、檢修等工作。解決變電箱事故、多發復雜類型矛盾，要抓住接地導線虛接錯接反接等常見故障環節，在充分調查研究、開場現場摸底演練的基礎上，執行標準的施工規范，為徹底解決操作不規范、技術不過硬，導致的配電箱與機體基礎支撐地面存在縫隙、安裝箱體不能抵達指定位置的弊端創造條件。

同時，對配電箱安裝過程中開口處經常出現焊接裂口、配電箱外部造成損害等問題，要經過采取有效的封閉解決措施，解決配電箱風吹日曬、雨淋潮濕、漆皮脫落等問題。落實配電箱防水防潮以及內部保護措施，要確保配電箱處在通風順暢、位置合理、使用方便的工作狀態，避免由于安裝位置不合理造成使用空間受限，日后維護檢修沒有作業空間、打不開箱門無法進行系統修復、更換元件等工作不便[2]。

2.2 穿管線鋪設故障

變電站安裝調試設備所處的地點功能作用和使用環境不同，要求穿越鋪設與管線預埋等基礎工作，必須在嚴格的施工保證措施下方能進行。通常情況下由于變電站安裝準備工作不充分，對設備器材性能缺乏了解，導致電氣安裝調試結果不理想。一方面由于沒有在配電箱與變電設備線管之間進行合理的間距設置，電纜裸露部分過長或過短，導致配電箱與暗管交叉輻射出現糾纏、碰撞、電磁干擾，為日后使用埋下隱患。

另一方面，施工人員不能嚴格按照圖紙要求進行管道埋深挖掘作業，造成預留空間不足，給管道穿越布線輻射造成影響，同樣由于電纜交叉埋深不夠以及穿線翻轉，也會造成管線敷設與設計不相符。嵌入式電纜管道安裝施工進程滯后，忽視電氣設備的關鍵作用，沒有充分考慮路面壓力對管線造成的影響，對管線所處復雜環境的防水防滲防腐措施不力，人為增加管線專用彎頭、鋼管之間的銜接空隙，導致管道鋪設位置與施工圖紙設計走向不符，產生水平或垂直方向的偏差，嚴重影響日后管理線的正常使用。

2.3 二次回路與繼電保護故障

電氣安裝調試過程常見的問題還包括二次回路和繼電保護故障等。其中，常見的問題是在二次回路電纜監測調試前，設計標準與制作水平可靠性不高，達不到絕緣設計總體要求，導致二次回路與繼電保護在日后使用中，電纜本身防潮防水防滲性能嚴重降低。電纜敷設過程中人為增加纜線與二次回路之間的碰撞，造成電纜外圍摩擦損傷。安裝電纜接頭存在絕緣電阻不達標等問題，加劇了二次回路調試中電壓增高、產生跳閘、線圈過熱、燒毀設備等風險。

2.4 接地故障

變電站電氣安裝接地與電力系統防雷接地通常情況下一并進行。接地作為變電站的重要組成部分，直接影響著電力系統的整體安全性。特別是在變電站電氣實際安裝過程中，由于埋地保護等不合理影響造成接地導線電阻過大或過小，產生與電氣設備保護裝置不匹配，當遇到雷雨天氣，或其他外界放電等因素影響時瞬間釋放電流就會降低，一方面影響了接地系統對電力系統變電站的保護能力，另一方面對變電器本身構成嚴重威脅。同時，由于接地材料質量不過關，不完全符合設計要求，削弱了接地功能作用，難以起到防止雷擊、電磁干擾的應有作用。

2.5 變壓器故障

變壓器故障是變電站工作當中經常遇到的問題。如上文所述，電力變壓器在配電輸電量逐漸增加、電力設備作用日益增大的情況下，相關技術人員對變壓器電氣設備、變壓器功能處置技術不過硬、執行計劃標準不到位，造成變壓器設計型號與變壓器實際規格發生沖突。設計人員由于在操作之前沒有對現場進行查勘，不能精準制定與現實使用相契合的位置關系，導致變壓器中的高低壓電設備調試和安裝的位置方向不一致。

同時，安裝人員沒有對安裝前各種組件進行查實檢驗，造成投入使用后才發現變壓器管道和地下管線穿越障礙，甚至出現漏水進水等嚴重問題，不僅增加了重修返修的費用，還要對接口預埋位置進行返工，突破了管道敷設開挖等基建工程預算工作量。變壓器鐵芯安裝出現偏離，加大了中心線路改造、配置母線糾偏等工作難度，導致變壓器運行過程中噪聲較大。變壓器電纜標簽與實際的輸出功率標準不相符，防濕防潮措施缺失，加劇了變壓器產生故障的可能性。

3 變壓器電氣安裝調試故障的處理策略

3.1 優化配電箱的安裝管理

電力系統變電站安裝調試要將配電箱安裝質量控制放在突出位置，以形成科學安裝管理制度為基礎，實施前要對項目部及所有施工人員進行安裝操作流程及相應標準規范培訓，明確供電實際要求，避免出現配電箱底箱開裂、纜線與箱體接線反接錯接等的情況，保障配電箱接地導體符合設計要求。優化電氣設備安裝過作業程序，按照電氣設備工藝流程有序開展設備電容電阻等指標測試，避免出現配電箱安裝質量與設計圖紙不符合的情況，及時監測查找安裝中出現的隱患問題，通過動態數據監測、性能測試、修復破損，避免質量安全隱患[3]。

3.2 提高管道預埋水平

安裝測試要以管道預埋輻射符合埋深要求為前提，使之成為提高電氣測試工作的重中之重。要將防水防滲作為預埋管道中常見問題的解決措施，通過加強地勘調查工作，了解當地地質條件和常年降水情況，使管道預埋工作符合現實要求。通過加強專業技術培訓，使所有參建人員清楚了解現場管道預埋技術，掌握相關工作要求。

預埋管線過程要執行嚴格的埋深標準及護坡管理要求，精準掌握管道與管溝彎管尺寸，管徑大小之間的關系，使管道埋深誤差控制在合理的設計范圍之內。要借助先進的彎管機、管道接口機等管道處理工藝，取代傳統焊接處理彎頭存在的加渣、孔洞等質量通病。要加大管道埋深防護的控制力度，禁止使用薄銅管和輕銅管，要嚴格按照PVC 管道使用規范標準，在管道圖壁厚尺寸、銅管控制線盒等材料選用，要突出防水防滲防腐等指標要求。

3.3 優化線纜管鋪設管理

變電站電氣安裝、管線輻射要從明管道、暗管道兩種不同設計方案的實際出發，保證在不同環境下、不同工作狀態下均能保持正常運行。對于同溝多管并排輻射的管道，要根據配電箱重量、日后維修能否正常打開箱門作為工作標準，合理設置配電箱底座與溝底縫隙大小，保證配電箱內管口、外線連接及纜線不易彎曲。配電箱與輸電線連接要采取整體性原則，采取“小水泥塊”隔離辦法，減少管道在隱蔽性防滲性方面的安全隱患，徹底消除同一位置重復鋪設管線、交叉鋪設管線等施工亂象。

3.4 提升防雷接地管理

加強變電站電氣安裝防雷控制，必須堅持嚴格的強制性規范標準。在設備購置、進場、檢驗以及使用階段，要在質量保證書、合同規劃書以及施工設計圖紙的指導下，合理進行電力設備安裝。變電運行設備以及管道的相關調查和測試安裝人員，要圍繞加強防雷質量，科學設置防雷角鋼鋼管等輔助材料，確保防雷引線不受外力影響，減少傳統工藝對防雷工作的影響。施工人員要經過嚴格的技術培訓，具備工作標準能力后方可進行防雷工作的相關工作。

3.5 實現安裝細節管理

變電站電氣安裝調試是一個多工種協調、質量要求嚴苛的綜合性管理過程。要實施科學的精細化管理、抓住安裝調試過程細節，方能實現質量保障。要以科學的管理制度為依托，遵循嚴格的調試規則，通過廣泛宣傳質量方針、加強前期準備工作，使所有參與變電站安裝調試建設人員，全面了解變電站各項構造、設備運輸基本情況，了解基本施工規范要求。

在對變電站安全具有直接影響的電纜絕緣防護、交直流電源互換，以及二次線路保護各項方面，必須滿足安裝細節管理針對性、特殊性的需求。開展電力電纜調試，尋找破壞電力系統平衡的影響因素，做好耐壓試驗等各項工作，消除電纜泄漏直流電不達標，電纜分段檢測數據不準確等技術通病。開展繼電保護裝置元件的調試，排除端子排以及壓板出現的波動、插件位置不完整，造成電流電壓的線性開回路故障，通過精準測試提高變電站校驗的準確性，為合理確定檢驗范圍、形成高質量的定值檢驗報告夯實基礎。