张巍、李欣
国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司 湖南 长沙 410000
摘要：近年来,我国电力市场有着较大的供应需求,同时电网改造也已经提上日程,这些都要求变电站在一次设备的安装、质量控制以及智能化升级方面必须得到保障。变电站电气一次设备产生过热将会对电力系统的正常运行产生极不利影响。本文作者研究变电站电气一次设备的热故障原因及解决措施。
关键词：变电站；电气一次设备；热故障原因；解决措施
0、引言
电力设备的安全运行是保证变电站稳定运行的重点及关键，对整个电网系统来说，确保变电站一次设备安全、可靠运行更是重中之重。因此，对变电站一次设备予以高度重视，加强管理和控制，做好变电站一次设备的日常状态监控、检修工作应作为保障电力系统的常态性举措。
1、一次设备及其安全运行的重要性
通常将电力系统中直接用于生产和使用电能的，比控制回路电压高的电气设备称为一次设备。例如：相互连接，构成生产、输送、配送电能的发电机、变压器、断路器、输电线路等。电力系统中的一次设备不仅承担着进行电力生产和电能转换的责任，还担负着接通和断开电路的开关、保护电气、接地装置等任务。
变电站的一次设备的安全可靠运行对整个系统的运行质量至关重要。变电站中的一次设备不仅是电网整个发电、输电、变电、配电环节设备中的重要一部分，变电站一次设备质量及运行的状态更接关系到电网的安全性、可靠性、稳定性及抵抗事故的能力。由于一次设备直接参与电网电能的输送过程，因此，当其发生故障后，可以会对变电站的上一级或下一级的供电产生影响，严重时可能引发断电事故，甚至大面积停电，不仅给电力系统的维修工作带来压力，更对电能用户的生产、生活造成损失。
对此，在实际的变电站运行过程中，明确一次设备的重要性，积极的采取措施，加强对变电站一次设备的日常检查、巡视、实时监控，及时排除潜在的故障隐患，制定切实高效的故障应急预案，掌握故障的排除方法、事故的产生机理，才能将变电站一次设备的故障率降到最低。
2、变电站一次设备产生过热问题的成因
2.1 设备内部过热问题及成因
一次设备内部过热是导致电力故障的主要原因，如：电流互感 器由于接触不良造成过热；电压互感器由于接触不良或者是铁芯不 良、缺油等均会导致设备内部过热；高压设备的绝缘层老化受热等 也会引起温度大幅升高，从而使得设备内部过热；高压套管绝缘不 良也会引起过热。由上述内容可见，一次设备内部的各类材料均会 造成绝缘不良，最终使得设备内部温度升高，严重时还会引发爆炸， 对电力系统的正常供电造成较大影响。此外，若电气接头的接触电阻中出现了较为严重的氧化或者是接触表面不良，则会使得电流增大，温度升高。
2.2 人为因素引发的问题和成因
(1) 设备运行之前。相关工作人员在操作之前存在着不认真不仔 细的行为，即选用了不符合标准的接头结构、相关材料不符合固定的导电性要求、接头的接触面氧化现象严重、接头的接触性存在一定的问题等因素都会导致变电站一次设备在运行过程中产生过热问题； (2) 材料选用方面。因为变电站相关设备担负着为所在地企业和人们供应电的重要职责，对于使用材料的要求极为严格，一旦相关人员在选用材料时不仔细和不专业，出现某种材料质量不达标的现象，就会导致电气一次设备产生过热问题，影响变电站的稳定运行；
(3) 技术方面的原因。在相关技术人员操作过程中，如果出现技术操作失误也会导致电气一次设备发热而无法正常使用的现象，比如在螺栓的使用过程中没有拧紧螺栓或者是使用了不恰当的型号等等；
(4) 检修方面的原因。
对于电气一次设备必须进行定期的检查和检修，这就要求相关检修人员必须具有较高的专业技能和良好的责任心，一方面要从态度上端正检修设备，做到各个方面的检修都要足够的重视，只有这样才能仔细认真的对电气一次设备进行科学的检查和检修；另一方面要对检修过程中发现的各种问题进行及时的解决。
3、变电站电气一次设备的热故障原因的解决措施
3.1发热处理
1)接触面处理。可采用锉刀把接头接触面严重不平的地方和毛刺锉掉，使接触面平整光洁，但应注意母线加工后的截面减少值：铜质不超过原截面的3％，铝质不超过5％。检修时对接触面进行打磨处理后，在接头的接触表面涂抹电力复合脂(即导电膏)。 2)在定期检修工作中，应对所有开关触头进行接触电阻试验，对电机和变压器进行线圈的直阻测试，对接触电阻(直阻)超过标准和示温蜡片变色或接头温度超过80℃的都必须进行分解检修，处理后测量其接触电阻或直阻合格为止。
3.2构建全方位的设备检修体系
变电站电气一次设备过热问题，会出现在电力传输结构的各个 领域，为了达到对变电站故障的有效防护，必须不断完善变电站电气设备检验体系。一方面，重新整合变电站中已有的设备过热问题检修措施，缩减设备过热问题处理的环节。例如：可以运用手动红外线扫描检验装置，替代人工手动检验。另一方面，应用数字化控制终端，在变电站内部构建设备常见故障防护警报系统，当一次设备出现过热的问题，监控程序会在第一时间发出警报。例如：某变电站在一次设备监控系统分为 1-5 号，监控人员分别安装了设备故障监控装置，其中 1 号对应设备断路器，2 号对应阻隔开关和接地开关，3 号对应电流互感器，4 号对应电压互感器，5 号对应线路分析设备。一旦某一个终端监控装置发出警报，就可以针对性的开展故障检修。该变电站的设备，就是变电站一次设备构建全方位的设备检修体系应用的直接体现。
3.3完善试验技术手段，提高检修工艺标准
(1) 采用分布测试法。主要原理就是为了避免电气一次设备因为电阻集中于某一接触点而引发过热问题，在对整个设备的整个接触电阻都要进行测量，并在测量结果合格的情况下，还要测量每一个接触点的接触电阻。
(2) 主要采用电路电阻测试仪器，同时兼以双臂电桥测试手段为辅。当电气一次设备在进行的过程中，电气接点在温度及电磁场共同作用下的氧化也随温升而增大，这主要是因为电流的热效应使载流金属导体温升，最后的结果是会增大接触电阻。在做测试电流试验时同路电阻测试仪采用 100A 恒流为宜，主要原因是其载流量比较接近设备运行时的值，这样做的目的是能够为分析设备运行时的温升及接点氧化程度提供了可靠的参数，因为能够对设备运行时的回路阻值进行精确的反映。值得注意的是，在实际中 100A 恒流环境下仪器会因内部温度过高而对其测量的准确性产生影响，所以通常一般不分段测量接点部分。
3.4短路事故
为防止绕组变形，提高机械强度，降低短路事故率，应采取如下技术改进措施及减少短路事故的防范措施。
3.4.1优化结构设计。变压器结构设计中，对作用在电力变压器绕组上的电动力 ，实行动态过程的精确分析，使电动力的研究结果更符合实际情况。如若这一原因致使一部分变压 器在遭受低于规定强度的短路电流冲击中，且保护速动下，仍然发生绕组变形现象，甚至导致绝缘击穿的问题出现，这就明显地说明这些电力变压器的动稳定性较差，无法承受短路瞬间的非对称电流，更抵抗不了第一个峰值产生的电动力作用。
3.4.2优化运行条件。提高电力线路的绝缘水平，特别是提高变压器出线一定距离的绝缘水平，是线路安全走廊和安全距离要求的执行标准。要降低近区故障影响和危害，不仅要重视电缆的安装检修质量，对重要变电站的的中低压母线，更要考虑全封闭，防止小动物侵害的同时提高对开关质量的要求，防止发生拒分事故。
3.4.3优化运行方式。通过核算短路电流来确定运行方式 ，限制短路电流的危害。可以采取装备用电源自投装置后开环运行的方式，减少短路时的电流，简化保护配置。而一些非重要出线，针对其故障率高的特点，可考虑退出重合闸保护，提高速切保护性能，压缩保护时间等来优化运行方式。
4、结束语
电气一次设备发热以多种形式出现，充分了解电气一次设备发热的原因、危害，正确判定发热 隐患和缺陷，准确找到发热点是关键。采用红外检测技术是应对发热的有效措施，对电气设备诊断分析和状态检修决策具有重要意义。
参考文献：
【1】姜宏艳;变电站电气一次设备产生过热问题原因及解决措施[J];科技创新与应用;2012年29期
【2】岑溪;吕德生;变电站一次设备运行中的常见故障及排除策略分析[J];科技致富向导;2014年21期