電力系統(tǒng)安全下的變電檢修技術應用分析

李 辛

（國網長春供電公司城西輸變電運檢中心）

0 引言

電力系統(tǒng)長期運行過程中，容易引發(fā)相關設備故障，給電力系統(tǒng)的安全性與穩(wěn)定性帶來一定的威脅，同時也會影響人們正常的生產生活，因此保障電力系統(tǒng)安全至關重要［1-2］。變電檢修是保障電力系統(tǒng)安全的重要手段，合理應用變電檢修技術，能夠提升變電檢修效率與效果，降低電力設備事故發(fā)生幾率，更好的保障電力系統(tǒng)安全。因此針對電力系統(tǒng)安全下變電檢修技術研究具有重要意義［3-5］。

1 變電檢修概述

變電站作為電力系統(tǒng)中重要的節(jié)點，起著將輸電電壓從高壓傳輸?shù)降蛪旱淖饔茫瑢﹄娏ο到y(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要影響。變電檢修主要涉及設備檢查、清潔維護、儀器校驗、絕緣檢查、配電系統(tǒng)檢修、配電設備檢修等內容。設備檢查是指對變電站設備的主要部件進行檢查，包括變壓器、斷路器、隔離開關、電纜等，確保設備無損傷、無異常現(xiàn)象。清潔維護則是指對設備進行清潔和維護，去除灰塵、雜物等，并及時更換易損件，確保設備的正常運行。另外儀器校驗也是變電檢修的重要內容，對測量儀器進行校驗，確保測量結果的準確性，以提供可靠的數(shù)據(jù)支持。

保障電力系統(tǒng)安全是配電檢修的重要手段，應結合電力系統(tǒng)安全要求制定完善的配電檢修計劃（見表1），配電檢修計劃中應對配電檢修內容以及檢修周期等做出明確要求（見表2），以此來保障配電檢修工作的高效開展。

表1 電力系統(tǒng)安全要求

表2 變電檢修內容與周期

表2列舉了變電檢修內容，以及相應的周期等。在實際的變電檢修過程中，具體的檢查內容和周期可根據(jù)實際情況進行調整。

2 變電檢修技術

2.1 傳統(tǒng)檢修技術

傳統(tǒng)檢修技術通常也被稱為故障檢修技術，即在故障發(fā)生后進行檢修，存在一定的滯后性與被動性。故障診斷是故障檢修的關鍵，變電設備故障診斷主要有兩種方法，一種是綜合診斷法，通過整體監(jiān)測變電設備以及分析、整合變電設備相關的數(shù)據(jù)參數(shù)，得出系統(tǒng)性的診斷結論。如使用紅外熱像儀檢測設備的熱量分布，發(fā)現(xiàn)潛在的故障點。使用高壓局放儀檢測設備的局部放電現(xiàn)象，判斷設備的絕緣狀態(tài)。使用故障錄波儀記錄設備的故障波形，以便進行故障原因分析和定位。另一種是對比分析法，通過對比現(xiàn)在與過去的設備運行的監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，運用統(tǒng)計學解析兩者的對比結果，如果數(shù)據(jù)出入不大，則說明該設備運行沒有故障問題。

2.2 定期檢修技術

定期檢修技術通常也被稱為預防性檢修技術，相較于故障檢修技術，定期檢修技術實現(xiàn)了變電檢修的前移，能夠及早發(fā)現(xiàn)和排除故障，是保障電力系統(tǒng)安全以及規(guī)避損失的重要措施。定期檢修屬于主動檢修模式，能夠主動發(fā)現(xiàn)排除隱患，進而降低故障發(fā)生幾率。定期檢修需要制定相應的檢修計劃，明確變電檢修的周期與內容。定期檢修模式優(yōu)勢明顯，能夠更好地保障電力設備穩(wěn)定運行與電力系統(tǒng)安全，但是定期檢修模式也存在一定的弊端和不足，如定期檢修難以有效應對隨機因素導致的偶然事件。定期檢修是在固定的時間開展的變電檢修，檢修時間相對固定，電氣檢修存在一定的時間間隔。簡單來講，定期檢修是按照檢修計劃在固定的時間進行的變電檢修，定期檢修不考慮設備的運行狀況，同時也不參考設備的故障歷史。因此定期檢修模式相對固定，甚至略顯僵化，容易造成人力、物力等資源的浪費，并且檢修過程中還會經常涉及設備的拆解與組裝，容易對設備造成損壞。由此可見，定期檢修雖然優(yōu)勢顯著，但依然存在一定的不足。

2.3 狀態(tài)檢修技術

狀態(tài)檢修需要充分考慮電力設備當前狀態(tài)、歷史故障、異常情況等，對電力設備故障做出準確預判，在此基礎上提前對其進行檢修。相較于故障檢修技術以及定期檢修技術，狀態(tài)檢修技術將設備狀態(tài)作為檢修工作的基礎，是結合電力設備實際狀態(tài)情況以及運行環(huán)境狀況而應用的檢修技術，因此更具科學性與有效性。狀態(tài)檢修技術的應用一方面結合設備狀態(tài)確定檢修時間，另一方面根據(jù)設備狀態(tài)情況確定檢修方式，因此狀態(tài)檢修更具針對性，同時也能避免造成資源浪費。以GIS（氣體絕緣開關）檢修為例，檢修過程中首先檢查GIS設備的密封性能，確保設備內部氣體絕緣正常。然后進行接觸部分的清潔和潤滑，以確保接觸電阻小、接觸可靠。最后進行氣體（SF6）壓力的監(jiān)測和補充，保持設備正常的氣體壓力水平。

狀態(tài)檢修技術應用優(yōu)勢顯著，但也存在一定的不足，下面結合相應的案例進行分析：

案例1：2022年3月12日，500kV某站按計劃進行220kV 5M母線以及220kV橫元甲線檢修操作。09時36分，在拉開＃3主變220kV 5M母線側22035刀閘的過程中，220kV5M、6M母線差動保護動作（36分34秒），跳開5M、6M母線上除母聯(lián)2056外的所有開關，造成220kV 5M、6M失壓。36分34秒＃1、＃2主變重瓦斯保護動作，跳＃1、＃2主變三側開關，＃3主變重瓦斯保護動作，跳開＃3主變兩側開關。這種情況導致了220kV 1M、2M 母線失壓，35kV 1M、2M、3M母線，＃1、＃3、＃0站用變失壓。與此同時，也造成了與該站相連的220kV站失壓，負荷損失為600MW 左右。在發(fā)生故障之后，及時開展故障搶修，同時對故障進行調查分析，以便盡快恢復供電，保障電力系統(tǒng)安全。經調查分析發(fā)現(xiàn)導致故障的原因主要在于該站＃3主變變中22036刀閘出現(xiàn)銹蝕與劃痕，增加了串動過程中的阻力。工作人員完成合閘操作之后，雖然后臺現(xiàn)實刀閘已經在合位，但實際上卻存在合閘不到位的情況，進而引發(fā)該故障。

案例2：2022年5月25日，某站220kV 2204開關在送電過程中，在工作人員完成合閘操作之后出現(xiàn)儲能電極過流信號。隨即進行檢查，結果表明A相合閘不到位，并且開關本體提升高度不足，導致開關難以分閘。經調查分析表明，導致故障的原因在于開關A相未完全合閘到位，棘輪盤不到位，使得電機空轉，進而對正常儲能造成影響，引發(fā)過時報警信號。

案例3：2022年9月5日，某供電局110kV變電站母線側刀閘因瓷瓶斷裂而導致整條線路難以及時恢復供電。

上述3個案例表明單純應用狀態(tài)檢修技術并不能100%規(guī)避電氣設備故障。單純進行狀態(tài)檢修并不能實時掌握設備的實際狀態(tài)，存在設備巡視不到位、設備維護不及時、設備預試檢測不足等問題，受隨機因素導致的偶然事件的影響，容易引發(fā)故障。除此之外，狀態(tài)檢修以設備狀態(tài)監(jiān)測與設備狀態(tài)評估為基礎，但受監(jiān)測技術水平以及評估方式方法等因素的影響，難以保證監(jiān)測效果和評估的準確性，難以及時發(fā)現(xiàn)和排除隱蔽故障，導致這些隱蔽故障經過漸變過程達到質變，進而引發(fā)故障，威脅電力系統(tǒng)安全，甚至造成嚴重損失。以案例1為例，在狀態(tài)檢修過程中，通過日常的巡視難以用肉眼發(fā)現(xiàn)GIS刀閘的合閘狀況，并不能判斷其存在合閘不到位的問題，同時由于缺乏合閘到位檢測裝置，因此難以及時發(fā)現(xiàn)故障隱患，無法及時將隱患排除，進而引發(fā)設備故障。再以案例2為例，之所以會出現(xiàn)案例2的故障，主要原因在于狀態(tài)檢修過程中未能及時發(fā)現(xiàn)開關A相未完全合閘到位的情況，說明狀態(tài)檢修過程中存在斷路器機構狀態(tài)檢測不到位的問題，導致機構存在的隱性缺陷未能及時被發(fā)現(xiàn)和被排除，最終引發(fā)故障。案例3同樣如此，由于未能及時發(fā)現(xiàn)瓷瓶缺陷而導致操作過程中出現(xiàn)瓷瓶斷裂，進而影響供電恢復。案例1、案例2以及案例3均說明狀態(tài)檢修技術存在一定的不足和缺陷，在變電檢修過程中單純應用狀態(tài)檢修技術無法保證檢修效果和電力系統(tǒng)安全。

3 變電檢修技術的實際應用分析

3.1 故障分析

某220kV變電站仿真機發(fā)生跳閘，排除短路故障后合閘，在后續(xù)運行期間再次跳閘，并且在合閘后仿真機運行期間發(fā)熱過度，對仿真機實際運行效果造成影響。

3.2 故障檢修

對仿真機的變壓器、斷路器、隔離開關、氣體絕含金屬封閉開關進行檢修。

（1）變壓器檢修

使用氣體分析法對變壓器當中存在的氣體進行分析，經過分析得出其他的含量、主要成分、相對百分比，在此基礎上制定設備絕緣方案。使用局部放電法對變壓器設備是否存在老化現(xiàn)象進行分析，分析后發(fā)現(xiàn)變壓器局部放電正常，因此變壓器設備不存在過度老化現(xiàn)象。通過頻率響應分析法對變壓器繞組是否發(fā)生形變進行檢驗，結果顯示變壓器繞組并不存在明顯的電感、電容變化。變壓器檢修結果顯示，變壓器無故障。

（2）斷路器檢修

根據(jù)仿真機頻繁跳閘的故障現(xiàn)象，可以初步判定為斷路器分合閘故障。使用點流變對流經斷路器的電流進行測定，結果顯示流經斷路器的電流數(shù)值較小，使用電壓表對斷路器兩端的電壓進行測定，可以發(fā)現(xiàn)電壓表兩端的電壓過高，可以斷定斷路器電流、電壓異常造成斷路器無法正常開合，同時在檢修過程中發(fā)現(xiàn)斷路器開關本體以及合閘接觸器存在卡滯現(xiàn)象，根據(jù)檢修結果決定更換斷路器。

（3）隔離開關檢修

經過檢修發(fā)現(xiàn)隔離開關載流接觸面存在過熱現(xiàn)象，由于載流接觸面熱量過大，導致隔離開關活性接觸環(huán)節(jié)接觸不良。檢修過程中進一步發(fā)現(xiàn)，在隔離開關上一次安裝調試工作中的隔離開關合閘并不到位，合理開關接線座與觸頭臂之間存在接觸不良的現(xiàn)象。根據(jù)檢修結果，重新更換接觸面更大的隔離開關，并且通過調試保證隔離開關合閘到位，確定接線座與觸頭臂良好接觸。

4 結束語

變電檢修技術是變電檢修質量的重要影響因素，合理應用變電檢修技術對于提升變電檢修效率、效果，保障設備穩(wěn)定、可靠運行以及電力系統(tǒng)安全具有重要意義。本文介紹了常見的變電檢修技術，并分析了相關技術的特點與不足。得出電力系統(tǒng)安全下的變電檢修應結合實際需求綜合應用變電檢修技術的結論。