变电站电气一次设备的热故障原因及解决措施研究

发表时间:2020/9/11   来源:《中国电业》2020年11期   作者: 马吉
[导读] 近些年,在我国快速发展下,我国的电力行业随之进步,变电站的一次设备安全运行看似是一项简单的工作,
        马吉
        湖北省电力勘测设计院有限公司 湖北 武汉 430040
        
        摘要:近些年,在我国快速发展下,我国的电力行业随之进步,变电站的一次设备安全运行看似是一项简单的工作,但实际运行过程中涉及各类组件单元的共同耦合作用,是一项系统性的工作。变电站一次设备包括电流/电压互感器、高低压开关以及变压器。供电网络的正常运行,变电站一次设备的正常运行是基础,在电网供电工作的正常进行过程之中,一旦变电站一次设备出现运行故障,那么就会给供电网络整体带来损失。因此,对于变电站以此设备的安全运行和故障解决应当给予充分的重视。本文从变电站一次设备的组成和运行出发,对变电站一次设备运行中可能出现的问题提出几点解决意见,以促进变电站一次设备运行的稳定性提升。
        关键词:变电站;安全运行;解决措施;一次设备
        引言
        变电站作为电能传输系统中的基础设施,其通过对高压电进行接受、分配与转换,将内部电流控制在输电线路所承载容量的范围内,在保障电力系统正常运行的前提下,达到降损提效的效果,节约运营成本,为电力企业创造更多的经济效益。变电站运行质量的高低,对于电力企业经济效率具有直接的作用。然而,多数变电站在工作状况下,其内部的电气一次设备一般存在热故障现象,对于重负荷的供电系统来讲,不利于变电站正常工况的持续性与稳定性,且将间接增大电力损耗。为此,电力企业应针对故障现象,建立相应的解决方案,以保障电力系统的正常运行。
        1水电站一次设备概述
        水电站主要是将水能转变为电能的综合发电设施。水库高水位流经引水系统后进入厂房,利用动力发电原理,推动水轮发电机组产生电能,经过电力开关站、变压器与输电线路向电网供电。目前,我国水电站受到自身性质制约,在建设过程中涉及范围广、内容较多,而电气设备则以一次设备及二次设备为主,可满足水电站实际需求。电气一次设备中包含变压器、高压配电装置、互感器、隔离开关、电力电缆、母线、输电线路、断路器等。在实际安装过程中,一次设备若是出现安装不合规范等情况,则会导致设备投入使用后出现故障问题。而安装时若是忽视施工安全,也会为安装人员带来一定安全隐患。因此,一次设备作为水电站建设中的重点环节,应当采取相应质量控制措施,确保供电系统安全稳定运行。
        2变电站电气一次设备产生过热问题的原因
        2.1设备自身原因
        (1)系统负荷方面。随着电气技术的发展,对系统设置的参数也越来越高,但是在对设备进行升级更新时,没有将原有参数进行更改,致使原有参数无法满足更新后的运行情况,产生较大的系统负荷,会导致一次设备出现过热问题。(2)金属导电方面。一般变电站中变压器使用的35KV和6KV的铲式接线端子大多使用铜线,铜线的一端是平面和引线线夹相连接,而另一端是抱箍状和变压器的导电杆相连接。由于铜制的这种接线端子很容易出现开裂情况,尤其在是加工的过程中,一旦出现细小的裂缝或者抱箍力度太大,都会导致在实际应用过程中出现热胀冷缩情况,出现接点发热;变电站中出现铜铝直接连接的情况,在空气潮湿的环境下,很容易导致二者发生电化学反应出现电腐蚀,导致接触电阻过大,产生过热现象;变电站中使用的铜铝过渡线夹主要使用上下面搭接和左右对接形式,假如出现接触面开裂情况,会导致铜铝过渡夹出现热情况。
        2.2人为原因
        从当前的电气一次设备热故障产生的数据统计来看,大部分都与人为因素相关联,如运维管理不当、操作行为不当等,均将造成设备本身在工作过程中产生相应的误差,加大设备的运行负担。

(1)技术人员在对一次设备进行质量检验时,并未能依据核定的基准参数对设备的各项元器件进行合理分析,且未对器件之间的连接形式进行检测,如设备内部材料的导电性与金属接头的特性存在较大的技术参数差距时,则将加大设备使用过程中热故障产生的概率。(2)技术人员在进行维修时,未具备正确的操作工艺,易发生误操作的现象,加大设备本身的故障成因,例如,在对螺栓、螺母进行嵌套组合时,如两个部件之间的间隙过大或者咬合力施加过大时,均将给设备带来较为严重的安全隐患。
        3变电站电气一次设备产生过热问题的处理方法
        3.1发热控制方法
        在对电气一次设备进行检查和维修的过程中,可以利用红外成像仪进行测试,重点检查变压器、电机和接线连接点等位置,假如出现温度异常情况,明确产生的原因,并应用有效的方式进行解决。在对设备发热原因进行分析的过程中,对设备中的绝缘油溶解气体的成分进行检测,可以应用气相色谱仪明确气体的成分和含量,并以此为基础,判断是否出现温度升高的情况。在对电气一次设备进行检查的维修时,为了确保维修的有效性,尽量使用性能优良的电线和夹线工具,保证这些工具具有稳定的载流量和热稳定性,能够根据相关标准完成维修工作。另外,为了避免一次设备产生过热问题,还需要研究设备的氧化情况,对设备接头处做好抗氧化处理,涂抹电力复合脂,这样能够起到延缓老化、减少发热的作用。
        3.2加强工作人员的技能培训
        技术人员是设备故障检修、设备维护的基础所在,其专业特性决定着设备的运行质量,考虑到变电站系统工作原理的复杂性,技术人员除应具备扎实的理论基础外,还应具备与之对应的实践技能,可针对现场突发的情况,制定相应的管制措施,避免因设备故障问题而造成损失。技术人员在现场检测时,应严格监控设备运行中所产生的热量值,通过对温度的正确检测,为设备运行提供一个良好的工作环境。技术人员在工作过程中,应严格遵守相应的准则规范,确保每一项核检行为满足技术标准,且应定期对问题产生的原因进行整合,分析变电站系统中各项运行行为,然后制定预期解决方案,确保整站系统运行的安全性、正常性及系统完整性。
        3.3选择合适的电气设备
        在实际变电站电气一次设计过程中,电力企业要选择符合实际情况的变电站布置方案和相关电气设备,即根据不同地区对用电的需求和相关电能质量参数,选择合适的变压器。在变压器选择过程中,要根据所处的环境和自身结构等因素,选择合适的冷却设备;在变压器参数选择时,需要注意有载或者无激磁调压等因素。总之,需要遵循电力系统的相关标准,对电气设备进行合理的选择,从而保障变压器设备为最佳。另外,变压器的短路阻抗也要充分考虑,并且测试相关的绝缘水平,当设备的绝缘水平达到设计标准,才可以投入使用。在对变电站的导体和相关设备进行选择时,还要校验电气设备的动热稳定,其中,包含断路器的选择,是否能够有效发挥断路器的安全关合功能,这直接关系到电力系统的安全稳定运行。因此,电力企业要提高对断路器选择的重视度,具体而言:①选择使用寿命较长的断路器。②选择安装操作简单的断路器零件。③选择与环境相适应的断路器,如低温高寒、高海拔地区设备,从而充分发挥断路器的作用。
        结语
        综上所述,一次设备作为与高压电直接连接的电力设施,内部元器件在长时间工作状态下,将加大热故障产生的概率,增加电力企业的运营负担。为提升一次设备的使用效率,相关部门应建构设备维修体系、加大设备更新维修力度、加强工作人员的技能培训等,为变电站一次设备的运行建立长期有效的保障机制。
        参考文献
        [1]樊又青.浅析变电站一次设备安全运行及故障[J].计算机产品与流通,2017(9):87,181.
        [2]韩益斌.变电站电气一次设备安装施工的安全问题研究[J].现代信息科技,2019,3(11):42-43,45.
        [3]彭志彪.变电站电气一次设备发热原因及处理措施探讨[J].低碳世界,2018(12):44-45.
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