变电站电气设备的常见故障及其成因分析和处理

发表时间:2020/9/8   来源:《中国电业》2020年10期   作者:吴龙钦
[导读] 电力资源是当今世界一大重要能源,我国本着可持续化发展和环保节能的概念正在积极改善电力行业的发展状态
        【摘要】:电力资源是当今世界一大重要能源,我国本着可持续化发展和环保节能的概念正在积极改善电力行业的发展状态,希望能更好地提升电力系统运行效率,而变电站是整个电网系统重要的组成部分,对于电力供应、电网运行来说意义重大,电气设备故障将极大地影响变电站运行状态,为了对电气设备故障进行及时有效的处理,甚至是做到提前预防,减少问题的出现,变电站维修和管理人员必须加强对各种电气设备常见故障及其成因和处理方式的研究,以提高变电站运维管理效率。
        【关键词】:变电站;电气设备;常见故障;成因;处理
        引言
        变电站中的电气设备有变压器、母线装置、开关等,这些设备出现故障的原因可能性很多,可能是制作不严谨造成的设备自身缺陷,也有设备长期运行过程中的正常机械磨损以及不确定因素引起的突发故障,更有人为操控能力、变电站自身运行和管护技术以及工作环境的影响,鉴于各种故障问题的危害性,查找和分析电气故障原因是解决这一问题的关键,有关人员必须对电气装置的构造、原理、性能充分了解,排查故障,并以科学合理的处理方式,从而保障变电站各项功能可正常发挥。
        一、变电站电气设备故障分析和处理的重要性
        1、促进电力企业的发展
        电力企业依靠网的正常运行获得投资收益,如果变电站电气设备出现故障就会影响企业经营活动的高效开展,同时故障问题的处理需要相应的维修成本,无论是设备更换还是管理人员的资金消耗都比较大,而及时获知设备故障信息并以合理、有效的方式解决,可在极大程度上降低损失,并尽早恢复变电站的运行。
        2、降低安全隐患
        对变电站电气设备的常见故障进行分析和处理属于变电设备维护的重要工作内容之一,及早肃清故障可以有效降低安全事故发生率,保证变电站各电气设备处于正常安全的运行状态,从而对整个电力系统的安全运行起到一定的维护作用,以保障电力工作人员和用户的安全。
    二、变电站电气设备的常见故障及其成因
        1、变压器故障
        变压器可谓是变电站的核心设备,作为一种精密仪器受环境因素影响较大,一个是温度问题,变压器的铜损与铁损提高,与正常状态下的设计参数不否,输出点的功率产生变化,变电站供电效率降低,在这样的运行状态下,散热效率会大幅下降,油温会出现异常,持续下去变压器温度不断上升超过承受极限将无法运行;此外若变压器运行环境的湿度过大,线路会受水腐蚀,且空气绝缘性会下降,变压器会出现断路和短路问题,这样会造成线路或设备烧损,此外还有铁芯故障这种变压器外部故障问题和变压器渗漏内部故障等,这与变压器生产制造的原生质量缺陷和不规范的设备操作和管理都有关。
        2、母线故障
        母线具有收集和分配电能的作用,发电厂的电能通过母线被输送到各个部位上,母线故障将直接影响变电运行的有效性,造成瞬时或者长时间停电问题,并埋下安全隐患,造成这种故障的主要原因多是因为其相关的设备出现问题造成的连带反应,例如母线上的电压互感器、避雷器、绝缘子和断路器套管出现问题,导致母线功能受到影响,进而影响变电站功能的完整性。
        3、电容器故障
        电容器由两个导体被一层不导电的绝缘介质隔开,这样可实现交流,同时可以储存及释放电荷,在变电站中作用较大,常见的故障有套管破裂、漏油、外壳膨胀变形和温度异常等,究其故障成因,一是由于运行过程中电流过大,电能会转化为热能,电容器过热,绝缘介质容易被烧坏,无法实现交流作用而出现导电故障,二是由于质量缺陷,电容器的熔丝在电流过大时不能自动熔断以起到保护作用,电容器应高温受损,最后是因为电容器多使用油纸绝缘,这很容易引起局部放电问题,当电场强度过高就会击穿电容器。
        4、开关故障 
        若瞬时电流较大,使得温度急剧升高就会引发隔离开关故障,导致其隔离作用无法发挥,进而引起更大的问题。这主要是因为线桩、接头等位置在经受较大的载流回路时无法及时散热,载流回路过热就会引发开关故障。


        5、分合闸故障
        分合闸红绿指示红灯异常,若是红灯不亮,有可能是灯泡损坏或是灯泡电路没有形成完整的连接,还有可能是跳闸回路断线、控制保险熔断或接触不良;控制屏绿灯不亮与上述原因基本一致,不同的是绿灯是因为合闸回路断线而熄灭。
        三、变电站电气设备故障处理
        1、处理步骤
        首先要记录故障时间和类型,并迅速汇报上级,简要报告当前情况以便获得清晰的处理指令,其次要对现场出现警报的设备还有保护盒自动装置进行检查,对接压设备的短路电流影响进行评估,最后恢复跳闸开关,断开接压开关,并详细汇报初步检查结果,待控制中心发出具体指令时再按要求进行事故处理。
        2、处理思路
        首先要明确故障处理的首要目标是尽快恢复变电站正常运行状态,避免事态扩张,降低故障影响范围和损失,确保变电站设备和人员安全;在处理用电故障的过程中,要实时监测变电站其他设备的情况,以免造成问题遗漏;选择合适的检测方法快速准确地找出故障位置和原因,据此制定相应的处理方案,尽早使电力系统重新运转;根据故障受损用电范围合理安排恢复通电时间和顺序,确保电网可以有序、稳定恢复运行。
        3、处理方式
        变压器处理方式:以多点接地的事故为例,管理人员需及时断开变压器的接地线,使设备处于无接地的运行状态,然后再通过电流检测设备进行细致的检查以便具体了解故障原因。在对变压器故障进行处理时更重要的是做好预防工作,做好事前质量控制和试运行检测
        母线处理方式:为确保能及时发现故障问题,以便对线路及连接设备的异常问题进行处理,变电站的维管人员和电力值班人员需认真关注各项系统报警提示,并对母线进行定期检查,确保母线质量和各项电力性能满足变电站运行要求,例如母线的绝缘度、母线接触面积,还有开关、进线柜质量,确保母线与相关设备连接安全、可靠。
        电容器处理方式:针对电容器具体受损处进行维修,或者直接更换质量合格的产品,若是电容器的保险熔断,可根据电力故障应处理指南,拉开电容器断路器,切断电源进行放电,以免事态进一步恶化,并主动上报问题,以便调度员和管理人员进行相应的处理,降低对变电站稳定运行的影响。
        开关处理方式:首先加大日常巡查,检查开关设备是否受损,及时清理杂物,避免油污和化学物品等液体渗入,对于开关启动时的噪音、发热等明显性外部可见问题需要进行拆卸以确定内部构造是否有问题,若检测时发现电压不稳,可先再次紧固连接部位,其次可查看设备功能是否正常,若是老旧开关则要考虑是否为设备老化,性能衰退的原因,可以置换法进行故障确定,以便及时更换损坏、老化的开关设备,保证开关设备运行的稳定性。
        分合闸处理方式:先检查灯具是否完好,按需进行更换,其次检查串联电阻是否完好,以便按正确的方式进行连接,最后检查保险丝是否完整,有无正确连接,以便进行更换或重新连接,还有绿灯故障要检测合闸控制回路是否完好,红灯故障要检测跳闸控制回路是否完好,并使回路恢复正常。
        结语
        变电站的作用是为了更好地利用电力资源,促使其为国家发展和民众生活提供良好的服务,但是由于很多电气设备在变电站运行过程中经常会发生各种故障,不管是电压偏差、交直流混淆、极性反接的电源故障,还是短路、断路等电路故障,亦或是热损坏、电气击穿等设备和元件故障,最终都会造成电气设备不能正常地维持变电站的运行工作,电力企业和该行业有关人员不仅要关注电力系统的运行,还要注重对其的维护和管理,提高处理和排除故障的能力,促进电力事业的全面发展。
        参考文献
        【1】王德真.电力系统变电运行中常见故障类型及对策[J].电子技术与软件工程,2019(11):232-233.
        【2】张强.500kV变电站变电运行故障分析与处理[J].中国新技术新产品,2019(08):73-74.
        【3】姚帆.关于变电运行过程中的常见故障分析[J].企业技术开发,2018,37(05):103-104.
        
        
       
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