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摘要：现代电力系统工作对变电运行的要求较高，各类故障的处理、安全管理也因此引起了广泛重视。基于此，本文以变电运行的常见故障作为切入点，予以简述，再以此为基础，论述变电运行的故障排除、变电运行的安全管理策略等内容，给出改革管理制度、加强故障监测等具体措施，为后续工作的开展提供参考。
关键词：电力系统；变电运行；谐振故障；管理制度
前言：变电运行是电力系统常见工作内容之一，主要强调改变电压，使低压电流进入高压线路进行输电，也指将电压降低，使其能够从高压线路流入低压部分，实现电流的配送。该项工作中，各类故障较为多见，影响电力系统工作稳定性，也可能带来安全隐患，针对变电运行的故障排除及安全管理进行分析十分必要。
1 变电运行的常见故障
变电运行过程中的常见故障，以跳闸故障、一般故障为主，不同故障的成因及表现如下：（1）跳闸故障：主变开关跳闸、线路跳闸为变电运行跳闸故障的主要体现。导致跳闸故障发生的原因，与母线连接故障、开关误动等因素有关。对该故障进行诊断时，需结合二次侧及一次设备的检查结果，综合判断故障的来源，从而针对性的予以处理[1]。（2）一般故障：变电运行中，一般故障又称非跳闸故障，常见故障类型包括系统接地故障、谐振故障、线路断线故障三种。以谐振故障为例，该故障发生后，系统母线遥测电压一相降低，且线路可见谐波谐振过电压现象。发生三种故障后，变电系统将随之发出“10kV系统接地”报文，提醒有关人员对故障进行维修[2]。
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图 1 主变开关跳闸
2 变电运行的故障排除
2.1 跳闸故障的排除
2.1.1 主变开关跳闸故障的排除
主变开关跳闸（图1）后，维修人员应立即对保护情况及站内设备进行检查。如仅见主变低压侧存在过电流保护动作，则应首先观察有无开关误动，观察线路开关有无拒动问题[3]。如存在两类问题，应予以排除。如故障非由上述因素所导致，需进一步判断故障位置。例如：某变电站2018年11月2日曾发生一起主变开关跳闸事故，故障发生于变压器35kV侧，低压侧断路器跳开，变压器外壳未见变形，油温、压力无异常。排除各项因素后发现，开关跳闸后无保护动作信号，最终确定故障由直流接地所引起。确定失地点并予以隔离及维修后，故障解决。
2.1.2 线路跳闸故障的排除
线路跳闸故障的发生，多与绕组故障有关。2019年1月，辽宁省某电厂曾发生一起线路跳闸故障。发生故障后，维修人员通过油色谱试验，对故障进行了排除。结果显示，变压器存在电弧放电现象。通过对绕组各项参数的测试，得到结果见表1：
表 1 中压侧绕组电阻
通过表1可以看出，发生故障后，中压侧绕组三相直流电阻明显加大，表明绕组发生了故障。确定故障后，维修人员进行了短路抗阻试验。结果显示，变压器已存在严重缺陷，无法继续使用。故障发生1日后，该电厂对绕组及变压器均进行了更换，故障解决，未对变电站造成严重的损失。
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图 2 直流系统多点接触
2.2 一般故障的排除
2.2.1 系统接地故障的排除
变电运行过程中，直流系统接地故障发生后，如系统为一点接地，二次回路受故障的影响一般较小。如系统为多点接触（图2），故障则可导致直流保险熔断，继而导致继电保护误动、拒动等问题发生。故障发生后，维修人员应采用瞬停法对故障进行查找，观察有无线路失去保护电源。此后，可对母线进行切换，观察另一母线是否存在接地信号消失现象。如采用上述技术难以排除故障，则可采用直流绝缘监察装置，对故障进行排除。监察期间，维修人员应观察负极对地电压有无电压值。如无电压值，则表明系统完全接地。反之，如正极及负极电压值较高，则表明变电系统故障可能由不完全接地所导致。重新予以接地后，故障便可解决。
2.2.2 谐振故障的排除
陕西省某110kV变电站曾发生一起10kVPT谐振故障。故障发生后，PT烧毁，三相高压保险炸裂。检查发现，A与C两相PT外观无裂痕，但内部可见烧灼迹象。查阅信号发现，此时系统频率为50.1Hz，开口电压为180V。导致谐振过电压产生的原因，与铁磁谐振的电路伏安曲线特征（图4）有关
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图 4 铁磁谐振的电路伏安曲线特征
通过图4可以看出，铁磁饱和后，曲线工作区将变为非曲线区，a3点处于不稳定状态，一旦a3跃至a5点，谐振故障便会发生。为排除上述故障，维修人员对谐振参数进行了调整，破坏了谐振条件，在此基础上，接入了阻尼电阻，增加了阻尼效应，进一步降低了故障发生率。
2.2.3 线路断线故障的排除
线路断线故障的发生，可引发变电站主变压器故障，从而导致供电中断。导致线路断线故障产生的原因，与污染物吸附、绕组受损等因素有关。为解决故障，维修人员应首先观察线路运行所处的环境，观察线路表面有无腐蚀等问题。如存在腐蚀，则需更换线路，并采取相应措施预防腐蚀，避免类似故障再次发生。更换线路后，维修人员同样应对变压器内部进行检查。如平衡绕组受损，则应更换绕组。为提高绕组的支撑力，应适当增加变压器的撑条数量，并采用垫块对绕组进行固定，避免绕组发生松动，预防变形及破损，降低线路断线故障的发生率，
3 变电运行的安全管理策略
3.1 改革管理制度
现有的变电运行安全管理，带有一定的滞后性，一般在问题发生后才考虑处理和解决，部分安全隐患无法得到及时排查，这与现行管理制度存在关联。后续工作中，建议改行蛛网式管理制度，以县/区为核心，设置若干工作区，每个工作区选取若干负责人，每个负责人明确负责若干设备、线路，实现管理责任的高度明确。此外，还应改行信息化管理制度，构建县/区一级物联网，所有可能出现安全隐患的变电运行设备、环节，均纳入到统一的管理系统下，每一名工作人员、管理人员，也均能纳入系统中，从而实现交互性的提升，各类安全隐患和问题，也能借由物联网得到精确、快速的察觉处理。改革制度拟定后，首先试点推行，了解其可行性、实际运用中的不足，做进一步针对性加强，最后推广于各地的变电运行安全管理工作中。
3.2 加强故障监测
对各类故障进行有效监测，可实现防患于未然，基本思路为利用多元化手段提升监测有效性和实时性，具体方式上，则强调新式技术的应用，同时综合进行周边技术的更新。如针对变电运行核心构件变压器的故障监测，一般而言，变压器出现故障后可能导致温度变化，断路情况可导致温度降低、短路则可能导致温度升高，针对故障的检测可抓住变压器温度变化的基本特点进行。选取某变压器常规工作下的若干样本（数量为x），收集每个样本中的温度值，所有数值会围绕额定工作下的温度值，呈现为一个非线性数集，以S表示温度，数集如下：
S=[S-x；……S-2；S-1；S；S1；S2……Sx]
将收集所获的最大值和最小值代入到计算机中，再将计算机和通信设备、传感器进行集成，利用传感器收集该变压器的实时工作参数。当实时参数中的温度值大于收集所获最大值、小于收集所获最小值时，均可初步判定其出现故障。收集所获的样本X数目越大，故障监测的精确性越高。
3.3 定期予以检修
定期检修是一种预防性工作机制，该机制主要作用是通过排查安全隐患、更换老旧部件，综合降低变电运行安全问题的发生率，提升安全管理效果。建议在后续工作中应用拓扑学方法，对变电运行的常见安全问题进行梳理，使其得到直观的呈现。之后再以权重系数分析法进行问题排名，了解各类问题的发生率和危害性，选取发生率最高、危害性最大的安全问题，分析其原因，作为定期检修的重点，其他问题的处理也坚持相同原则。在进行检修的过程中，由于很多安全要素是共同存在的，可以优先进行高发生率/高危险性问题的排查，其次为一般性问题，最后为低发生率/低危险性问题。在推行定期检修工作的过程中，机制一经形成，如无必要应保持稳定，同时所有工作均明确责任人，保证各项工作得到针对性处理，提升安全管理的实效。
结论：综上，现代电力系统在社会生活中作用突出，其故障、处理和安全管理也应予以足够重视。变电运行的故障情况不尽相同，其类型则有迹可循，故障的排除需要结合其具体特点进行。从安全管理的角度来看，应优先考虑改革管理制度，其次为故障监测能力的实际加强，最后还应进行定期检修，从而做到防患于未然。
参考文献：
[1]何奎，何晨昊.电力系统变电运行故障类型及处理研究[J].南方农机，2018，15（24）：62-63.
[2]刘星，孟娜.关于变电运行中跳闸故障及处理技术的研究[J].科技风，2018，42（36）：227-228.
[3]张党英，苗培培，何永香.浅析电气变电运行的安全管理和故障排除措施[J].山东工业技术，2018，29（22）：196-197.