電力變電站運行的安全管理和故障排除探析

楊文杰

（國家電投集團江蘇海上風力發電有限公司，江蘇 鹽城 224000）

電力變電站承擔著輸送和轉換電能的關鍵任務，其基本結構包括主變壓器、高壓開關設備、低壓開關設備等，并通過復雜的工藝流程實現對電能的調控和傳輸。為了保證供應系統穩定運行與用電安全，預防事故發生并減少人員傷亡及財產損失，以及提高能源利用效率降低環境污染，在日常運行中需要加強安全管理工作。這涉及加強安全器具管理、注意運維細節工作以及加強火災事故防范等方面。此外，在日常運行中也會遇到各種類型的故障問題，如線路跳閘、主變壓器三側開關跳閘以及主變壓器低壓側開關跳閘等。因此，針對不同類型的故障情況需要制定相應的排除方法來恢復正常供電。

1 電力變電站的基本結構和工作原理

1.1 變電站的組成部分及其功能

變電站是由多個組成部分構成的復雜系統，每個組件都承擔著特定的功能，共同協作以實現電能輸送和轉換。以下是變電站常見的幾個主要組成部分及其功能：

1.主變壓器：主變壓器是變電站中最重要的設備之一。它負責將高壓輸電線路輸入的高壓交流電能轉換為適合配網使用的低壓交流電能，并通過調整輸出端子上的相應參數來滿足不同用戶需求。

2.高壓開關設備：高壓開關設備用于控制和保護供應系統中傳輸和分配線路上運行過程中出現故障或異常情況時進行切斷、連接或跳閘操作。它們包括斷路器、隔離開關等。

3.低壓開關設備：低壓開關設備用于對供應系統內各種終端用戶進行接入、切換和保護操作。這些裝置通常包括熔斷器、空氣斷路器等。

4.控制與監測系統：控制與監測系統負責對整個變電站進行遠程監視、數據采集以及自動化控制。它可以實時獲取各種參數信息并根據需要執行相應的操作，以確保變電站的安全運行。

5.輔助設備：輔助設備包括配電變壓器、電容器組、避雷針等。它們在供應系統中起到補充和支持作用，例如提供額外的功率因數校正或過濾功能。

1.2 變電站的工作原理和流程

變電站的工作原理和流程是確保電能從輸送線路經過轉換后穩定地供應給終端用戶的關鍵。首先，高壓輸電線路將來自發電廠或其他變電站的高壓交流電能輸入變電站[1]。然后，主變壓器對輸入的高壓交流電進行降壓處理，并將其轉換為適合配網使用的低壓交流電。這樣可以滿足不同用戶對于供應系統中所需功率和頻率等參數要求。接下來，通過高、低壓開關設備實現對輸送和分配線路上運行過程中出現故障或異常情況時進行切斷、連接或跳閘操作。這些開關設備起到控制和保護整個供應系統安全運行的重要作用。同時，在整個運行過程中，控制與監測系統負責遠程監視、數據采集以及自動化控制。它可以實時獲取各種參數信息并根據需要執行相應操作，以確保變電站正常且可靠地工作。最后，在輔助設備（如配網變壓器、避雷針等）的支持下，完成對輸出低壓交流信號進一步調節和分配，并將其傳遞給終端用戶進行使用。

2 變電站安全管理工作的重要性

2.1 保障供電系統穩定運行與用電安全

保障供電系統穩定運行與用電安全是變電站安全管理工作的重要目標。首先，供電系統的穩定運行對于社會經濟發展至關重要。變電站作為供應系統的核心環節之一，其穩定運行直接影響到整個供電網絡的可靠性和連續性。通過加強安全管理措施，可以有效預防設備故障、線路跳閘等問題，并及時采取措施進行修復和恢復正常供電。這樣能夠確保用戶得到持續、可靠且高質量的用電服務[2]。其次，在保證供應系統穩定運行的基礎上，也需要確保用戶用電過程中的安全。合理規劃和實施安全管理策略能夠減少因設備故障或操作失誤而導致人員傷亡或財產損失發生的風險。特別是在一些特殊場所（如醫院、學校等），用電需求具有更高的可靠性要求。通過嚴格執行相關規范和標準以及加強日常巡檢和維護工作，可以提高用電環境的安全性，并最大限度地避免潛在危險。此外，保障供電系統穩定運行與用電安全還能夠提高用戶的滿意度和信任度。只有在穩定可靠的供電環境下，用戶才能享受到高質量、便捷的用電服務，并對供應系統產生信心。

2.2 預防事故發生，減少人員傷亡和財產損失

通過加強安全管理工作，可以有效預防事故發生，減少人員傷亡和財產損失。首先，變電站作為供應系統中的關鍵環節，其運行涉及高壓設備和大量電能傳輸。如果安全管理不到位，可能會導致嚴重的事故發生，造成人員傷亡和財產損失。通過加強安全培訓、制定操作規程以及建立緊急響應機制等措施可以有效降低事故風險，并提前識別潛在危險因素。其次，在日常運維過程中，對設備進行定期檢查、維護和保養也是預防事故發生的重要手段。通過合理規劃巡檢計劃、使用可靠性評估技術等方法可以及時發現并解決潛在問題，在設備出現故障之前采取相應措施進行修復或更換。此外，在實施安全管理工作時還需要注重火災防范措施。由于變電站內存在大量高溫、高壓設備以及易燃物質，火災風險較高。通過設置消防器材、建立完善的消防通道與逃生通道、加強火災應急演練等措施可以有效預防和控制火災事故的發生，減少人員傷亡和財產損失。

2.3 提高能源利用效率，降低環境污染

通過加強安全管理工作，可以有效提高能源利用效率，降低環境污染。首先，通過加強安全管理措施和日常維護工作，可以減少設備故障和線路跳閘等問題的發生[3]。這有助于提高供電系統的穩定性和可靠性，并確保能源傳輸過程中的損耗最小化，有效地減少了能源浪費現象，提高了整體能源利用效率。其次，在變電站運行過程中采取節約型操作策略也是提高能源利用效率的關鍵。例如合理調整主變壓器輸出參數、優化配網結構以及使用智能監測與控制系統等手段都可以實現對供應系統進行精細化管理，并最大限度地降低不必要的功耗。

3 變電站日常安全管理工作

3.1 加強安全器具管理

加強安全器具管理是變電站日常安全管理工作的重要方面。首先，對于各種安全器具（如絕緣手套、絕緣靴等）進行定期檢查和測試，確保其性能符合標準要求，并及時更換損壞或過期的器具，可以有效降低操作人員在高壓環境下受到電擊傷害的風險。其次，在使用過程中，嚴格執行個人防護措施也是關鍵。培訓操作人員要正確佩戴和使用各類個人防護裝備，并建立健全相關制度與規范，以確保每位操作人員都能意識到自身責任并主動采取相應措施來保障自己的安全。此外，在存放和管理安全器具時需要注意分類整理、定期清潔消毒等工作。同時建立完善的記錄系統，包括領用登記、檢測結果記錄等信息，以便追溯和跟蹤每一件安全器具的使用情況。

3.2 注意運維細節工作

注意運維細節工作是變電站日常安全管理工作的重要方面。首先，定期進行設備巡檢和維護保養，確保設備正常運行并及時發現潛在問題。這包括清潔設備、緊固螺栓、潤滑部件等，并記錄巡檢結果以便后續跟蹤。其次，在操作過程中嚴格遵守相關規范和標準，特別是對于高壓操作環境下的安全措施[4]。例如正確使用隔離開關、合理設置接地裝置等，以防止意外觸電事故的發生。此外，加強對人員培訓與技能提升也是非常重要的一項工作。通過定期組織培訓課程和演習活動來提高操作人員對于安全知識和應急處理能力的掌握水平，并建立健全相應考核機制以確保每位操作人員都具備必要的專業素質。

3.3 加強火災事故防范

加強火災事故防范是變電站日常安全管理工作的重要方面。首先，建立完善的消防設施和系統，包括自動火災報警系統、消防水源與噴淋系統等，并定期進行檢測和維護保養。此外，設置明確的消防通道與逃生通道，并確保其暢通無障礙。其次，在操作過程中嚴格遵守相關規范和標準，特別是對于易燃物質的存放與使用。合理劃分危險區域并采取相應措施來限制可燃物品進入高壓區域，并加強監督以杜絕違規行為。此外，開展定期演習活動以提高人員對于火災應急處理能力也非常重要。通過模擬真實場景進行演練可以讓操作人員了解正確的逃生路線、使用滅火器具等技巧，并及時發現并糾正不足之處。

4 變電站日常故障類型分析

4.1 線路跳閘故障

線路跳閘故障是變電站日常運行中常見的故障類型之一。這種故障通常發生在輸電線路的某一段，導致該段線路無法正常供電。線路跳閘的原因有很多，包括設備老化、環境因素、人為操作失誤等。設備老化是導致線路跳閘的主要原因之一。隨著運行時間的增長，輸電線路的各個部分會出現磨損、老化現象，從而降低其承載能力。當超過設備的承載極限時，就會導致線路跳閘。

4.2 主變壓器三側開關跳閘故障

主變壓器三側開關跳閘故障是一種常見的問題。這種故障通常發生在主變壓器的三個引出線（分別連接到不同的母線）上，導致該引出線無法正常供電。主變壓器三側開關跳閘的原因有很多，包括設備老化、接觸不良、過載等。接觸不良也是導致主變壓器三側開關跳閘的一個重要原因。由于長期使用和環境因素的影響，主變壓器的引出線與母線之間的接觸可能會出現松動或腐蝕現象，導致電流無法正常通過，進而引發跳閘[5]。

4.3 主變壓器低壓側開關跳閘故障

主變壓器低壓側開關跳閘故障是一種常見的問題。這種故障通常發生在主變壓器的低壓側開關上，導致該側無法正常供電。過載也是導致主變壓器三側開關跳閘的一個常見因素。如果變電站的負荷超過了主變壓器的額定容量，就會導致電流過大，使得主變壓器的三側開關承受不住而跳閘。

5 變電站日常故障排除方法

5.1 線路跳閘故障排除方法

為了快速恢復供電并減少停電時間，需要采取適當的排除方法。首先，檢查保護裝置是否動作。保護裝置是防止線路跳閘的關鍵設備，當檢測到異常情況時會自動切斷電源。檢查保護裝置的動作記錄和報警信息，確定跳閘原因，并根據需要進行修復或更換。其次，檢查線路連接處是否松動或腐蝕。線路連接處是電流傳輸的關鍵部位，如果連接處松動或腐蝕嚴重，會導致電流無法正常通過，引發跳閘。使用絕緣工具仔細檢查每個連接點，并及時緊固或更換受損部件。最后，定期進行線路巡檢和維護。線路巡檢可以及時發現線路的老化、磨損等問題，并采取相應的維護措施。定期對輸電線路進行清洗、除銹、防腐等處理，可以延長線路的使用壽命，減少跳閘的可能性。

5.2 主變壓器跳閘故障排除方法

首先，要檢查保護裝置是否動作，檢查主變壓器的冷卻系統。主變壓器在運行過程中會產生大量熱量，如果冷卻系統失效或工作不正常，會導致溫度過高而引發跳閘。需要檢查冷卻系統的水泵、風扇等部件是否正常運轉，并確保冷卻水流量和溫度符合要求。其次，檢查低壓側的接線端子。接線端子接觸不良或松動可能導致電流無法正常通過，從而引發跳閘[6]。使用絕緣工具仔細檢查每個接線端子的緊固情況，并及時處理松動或腐蝕的部件。最后，檢查低壓側開關本身的狀況。主變壓器低壓側開關可能會出現老化、損壞等問題，導致跳閘。定期對開關進行檢修和維護，確保其正常工作狀態。

6 結語

綜上所述，電力變電站運行的安全管理和故障排除是確保供電系統穩定運行和用電安全的關鍵。通過對變電站基本結構和工作原理進行了解，并加強日常安全管理工作，可以有效預防事故發生、減少人員傷亡和財產損失，并提高能源利用效率，降低環境污染。在面對各種故障類型時，及時采取相應的排除方法可以恢復供電系統正常運行并確保其穩定性與安全性。因此，在實際操作中需要注重設備維護、操作規范以及建立完善的檢修制度等方面來提升整個變電站的運行水平。只有不斷加強安全意識培養、技術更新以及緊密配合相關部門，才能更好地推動變電站運營向著更為可靠、高效且可持續發展方向邁進。