淺析火電廠高低壓配電設(shè)備常見故障的分析與處理

趙明遠

摘 要：在我國社會經(jīng)濟快速發(fā)展的關(guān)鍵時期，對電力系統(tǒng)的要求越來越高，高低壓配電設(shè)備作為電力系統(tǒng)重要構(gòu)成部分之一，對保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定性具有一定影響。電力系統(tǒng)運行過程中，若高低壓配電設(shè)備發(fā)生故障，那么不但會對供電系統(tǒng)運行造成一定影響，同時也可能發(fā)生安全事故，如何做好高低壓配電設(shè)備故障分析和處理工作，是當(dāng)前供電單位需要研究的重要問題之一。該文將從高低壓配電系統(tǒng)構(gòu)成角度出發(fā)，分別對高低壓設(shè)備故障原因進行研究，并結(jié)合具體情況提出針對性的處理對策。

關(guān)鍵詞：火電廠 高低壓配電設(shè)備 故障分析 處理對策 運行穩(wěn)定

中圖分類號：TM64 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）01（b）-0030-03

在現(xiàn)代化社會建設(shè)過程中，電力對社會生產(chǎn)、生活的正常進行具有十分重要的影響。一旦供電系統(tǒng)發(fā)生故障，將會對社會一系列活動的進行產(chǎn)生極大影響。尤其是現(xiàn)階段，我國正處于產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時期，電氣設(shè)備應(yīng)用范圍越來越廣泛，對社會發(fā)展影響作用也越來越突出?；诖?，如何做好電力保障工作是供電單位應(yīng)當(dāng)思考的重要問題之一。供電系統(tǒng)運行過程中，高低壓配電設(shè)備運行狀態(tài)對系統(tǒng)運行穩(wěn)定性有一定影響，然而一旦設(shè)備運行過程中出現(xiàn)故障，就會對供電系統(tǒng)產(chǎn)生影響，導(dǎo)致停電事故發(fā)生。在這種情況下，技術(shù)人員首先應(yīng)當(dāng)迅速找到故障點并進行處理，恢復(fù)供電。除此之外，供電單位還應(yīng)當(dāng)對高低壓配電設(shè)備進行日常維護和保障，消除故障隱患，保障高低壓配電設(shè)備穩(wěn)定運行。

1 簡述火電廠高低壓配電設(shè)備

火電廠低壓配電設(shè)備主要由低壓配電屏、開關(guān)柜、開關(guān)板、照明箱、動力箱以及電動機控制中心等構(gòu)成。高壓配電設(shè)備則主要是由高壓熔斷器、高壓隔離開關(guān)、高壓負荷開關(guān)以及高壓斷路器構(gòu)成。作為直接參與終端用戶電能分配的電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分，高低配電設(shè)備運行狀態(tài)對整個電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行具有十分重要的意義。例如：開關(guān)柜柜體為組裝式結(jié)構(gòu)，斷路器柜分為斷路器室、電纜室、繼電保護室以及主母線室，且都設(shè)置了單獨可靠的接地系統(tǒng)，其中壓力釋放裝置主要設(shè)置在斷路器室、電纜室以及主母線室中，并且不同室的壓力釋放裝置是獨立存在的。若配電系統(tǒng)內(nèi)部發(fā)生電弧故障，開關(guān)柜內(nèi)部的壓力也會急劇增加，這種情況下，頂部設(shè)置的壓力釋放金屬板就會自動打開，進行壓力和排泄氣體的釋放，一方面可以有效保證開關(guān)柜安全；另一方面也避免工作人員受到傷害。另外，火電廠高低壓配電設(shè)備種類較多，且相互之間存在著不同的聯(lián)系，因此，應(yīng)當(dāng)做好設(shè)備安裝和檢修工作。例如：在全部或者是部分帶電的盤上工作時，應(yīng)當(dāng)將檢修設(shè)備和運行設(shè)備進行區(qū)別的標記；有電流互感器和電壓互感器的二次繞組應(yīng)有永久性、可靠性的保護接地。在進行電流互感器二次回路上工作過程中，應(yīng)當(dāng)注意以下幾點問題：第一，禁止斷開電流回路；第二，通過短路片和短路線的使用，來完成電流互感器二次線圈短路處理，切不可使用導(dǎo)線纏繞，以免產(chǎn)生危險，對設(shè)備造成損壞。在進行電壓互感器二次回路工作過程中應(yīng)當(dāng)采取措施，避免短路或者是接地問題的發(fā)生。整個操作過程中，工作人員必須使用絕緣工具、戴絕緣手套，必要情況下還應(yīng)當(dāng)將繼電保護裝置斷開。

2 淺析高壓配電設(shè)備故障及處理

通常情況下，高壓配電設(shè)備的開關(guān)設(shè)備都是設(shè)置在金屬鎧甲裝置中的，并通過這種方式來完成對主供和備供電源的供電任務(wù)。在高峰用電階段，是通過主供方式來進行供電的，且供電過程中，兩臺變壓器都屬于運行狀態(tài)，同時利用電氣和機械聯(lián)鎖的方式來實現(xiàn)主供與備供之間的聯(lián)系。高壓操作電源和高壓配電柜柜面的指示燈電源是直流屏，高壓配電設(shè)備發(fā)生故障主要是因為檢修或者是線路出現(xiàn)故障所引起的，故障的發(fā)生使得高壓電源處于中斷狀態(tài)，主供或是備供的電源進線與開關(guān)之間處于隔離狀態(tài)。結(jié)合具體情況，高壓配電設(shè)備出現(xiàn)故障可以從以下兩個方面進行分析。

2.1 人為因素及處理措施

供電系統(tǒng)運行過程中，若是發(fā)生檢修環(huán)節(jié)或者是線路出現(xiàn)故障而導(dǎo)致停電時，有些技術(shù)操作人員在進行故障處理過程中，事先沒有對高壓設(shè)備運行狀態(tài)進行觀察和分析，過于急躁，為了在短時間內(nèi)恢復(fù)供電，容易出現(xiàn)操作錯誤問題，進而引發(fā)設(shè)備故障，最終不但沒有恢復(fù)供電，甚至還可能會發(fā)生大面積停電事故。這一過程中人為因素主要表現(xiàn)為：電力技術(shù)人員在進行高壓送電之前沒有斷開高壓母聯(lián)開關(guān)，這種錯誤操作使得主供、備供線路處于互鎖狀態(tài)；操作人員在將電源負荷開關(guān)裝入軌道過程中，操作出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致開關(guān)位置不準確，這種情況下，有些操作員用“暴力”的方式來將開關(guān)軌道糾正，這時不但開關(guān)位置偏離問題沒有解決，甚至造成了機械變形問題的發(fā)生，行程開關(guān)到位不精確；負荷開關(guān)儲能過程操作不標準；操作人員未將變壓器開關(guān)和負荷開關(guān)從試驗位置移開。在以上情況下，進行送電操作容易發(fā)生故障。

以上這些故障都是人為失誤所引起的，但是故障發(fā)生時，操作員可能意識不到這是由人為所造成的，做出錯誤的判斷，進而使得故障范圍越來越大，導(dǎo)致停電時間過長，影響社會正常生產(chǎn)生活。在今后工作過程中，首先應(yīng)當(dāng)加強對高壓配電系統(tǒng)運行的監(jiān)督力度，進行技術(shù)指導(dǎo)干預(yù)，培養(yǎng)操作人員責(zé)任安全意識，通過制定一系列的專業(yè)技術(shù)培訓(xùn)，不斷提升操作技術(shù)人員的專業(yè)素質(zhì)水平。其次，作為一名操作技術(shù)人員，在日常工作過程中，應(yīng)當(dāng)加強自身專業(yè)知識的學(xué)習(xí)，提升操作技術(shù)水平，結(jié)合高壓配電設(shè)備具體情況，制定針對性的應(yīng)急預(yù)案，規(guī)范操作流程，提升自身面對故障的應(yīng)變能力，避免有人為誤操作所引起的停電事故。

2.2 設(shè)備因素及處理措施

經(jīng)過長時間的使用，高壓配電設(shè)備就會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，且隨著使用時間的推移，老化現(xiàn)象日趨嚴重，從而設(shè)備功能性能降低，結(jié)構(gòu)出現(xiàn)變形。在日常運行過程中，停電事故發(fā)生概率低，操作人員對設(shè)備結(jié)構(gòu)情況了解和掌握并不全面，維護操作不到位。一旦發(fā)生故障，在短時間內(nèi)無法成功解決。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，高壓配電設(shè)備故障原因主要包括以下幾個方面：（1）工作人員操作不當(dāng)導(dǎo)致負荷開關(guān)發(fā)生機械變形；（2）負荷開關(guān)操作出現(xiàn)異常；（3）負荷開關(guān)位置正確，且柜面板指示燈也處于正常狀態(tài)，但是操作面板開關(guān)操作異常；（4）負荷開關(guān)自動儲能失靈；（5）送電之前未斷開高壓母線開關(guān)，造成主供、備供線路處于互鎖的不正常狀態(tài)。

上述問題的存在對恢復(fù)供電造成了一定阻礙，基于此，在工作過程中，首先應(yīng)當(dāng)針對高壓配電設(shè)備進行高壓試驗和繼電保護實驗，同時為了從根本上保證設(shè)備運行正常，應(yīng)當(dāng)結(jié)合設(shè)備具體情況制定定期試驗計劃。檢查過程中，一旦發(fā)現(xiàn)故障設(shè)備，應(yīng)當(dāng)對一些老化較為嚴重的設(shè)備進行更換，另外針對負荷開關(guān)這種易損耗元件應(yīng)當(dāng)做好儲備工作，以便在故障發(fā)生后，能夠及時進行更換。對閉鎖電路進行一定優(yōu)化，避免負荷開關(guān)位置出現(xiàn)偏差，同時在觀察負荷開關(guān)位置是否正確的同時，還應(yīng)當(dāng)對其是否處于儲能狀態(tài)進行檢查。事實上這一過程都是自動完成的。但若是線路發(fā)生故障，自動儲能操作是無法完成的，這時就需要人為地完成儲能操作：將操作面板儲能開關(guān)斷開，利用儲能棒來進行手動儲能，這一步完成之后才能將開關(guān)打開，并打開電源開關(guān)。以上操作完成后，若還沒有恢復(fù)送電，操作人員應(yīng)當(dāng)立即進行應(yīng)急處理，將航空插頭電源斷開，將負荷開關(guān)面板進行拆卸，并將其內(nèi)部的電磁鎖移入到線圈中，同時按下啟動鍵，完成后將航空插頭電源打開，打開操作面板開關(guān)，恢復(fù)送電。

3 低壓配電故障分析及處理措施

通常情況下，低壓配電設(shè)備運行故障經(jīng)常發(fā)生在供電高峰階段，具體故障形式較多，處理難度較大。如：機械變形、儲能失效等在系統(tǒng)運行過程中經(jīng)常發(fā)生，這些故障對電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運行造成了嚴重影響。例如：夏季通常是用電高峰期，這一時期低壓配電設(shè)備在運行過程中，其負荷變動較大，容易出現(xiàn)運行負荷遠大于電流額定值的情況，這種情況說明低壓配電設(shè)備有發(fā)生短路或者是燒毀的風(fēng)險，這時火電廠就應(yīng)當(dāng)及時對額定電流值進行調(diào)整，有效防范低壓配電設(shè)備運行故障的發(fā)生，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行，避免在用電高峰期出現(xiàn)大范圍長時間的停電事故。

3.1 人為因素及處理措施

由于人為操作判斷失誤而引起的低壓配電設(shè)備故障，在實踐過程中經(jīng)常發(fā)生。部分操作人員在進行配電設(shè)備操作過程中，未對設(shè)備進行仔細觀察和分析，出現(xiàn)對故障判斷失誤的問題。例如：操作人員在發(fā)現(xiàn)負荷開關(guān)無法正常操作后，會認為該故障類型屬于開關(guān)故障，該分析過程具有一定的主觀臆斷性。也就是說，操作人員在判斷故障之前未對額定電流進行檢查，就完成了負荷開關(guān)的更換，這樣不僅沒有消除故障，同時也浪費了時間。事實上，負荷開關(guān)在過流后發(fā)生跳閘，這時恢復(fù)就需要一定的時間，而這一過程中容易出現(xiàn)大規(guī)模停電的情況。

由人為因素所引起的低壓配電設(shè)備故障處理相對比較簡單。一名合格的操作人員應(yīng)當(dāng)具備一定的責(zé)任意識，認真對待自己的本職工作，尤其是在進行設(shè)備檢查工作時，應(yīng)當(dāng)以仔細認真的態(tài)度完成工作，切不可粗心大意，有效避免低壓配電故障的發(fā)生。另外，火電廠還應(yīng)當(dāng)制定嚴格的專業(yè)培訓(xùn)計劃，培養(yǎng)操作人員的專業(yè)技能，提升工作責(zé)任感，制定獎懲機制，調(diào)動操作人員工作積極性，有效避免由人為操作失誤導(dǎo)致的低壓配電設(shè)備故障問題的發(fā)生。操作人員還應(yīng)當(dāng)具備較高的應(yīng)變能力，一旦發(fā)生突出故障能夠迅速做出反應(yīng)，降低由故障所造成的損失。

3.2 設(shè)備因素及處理措施

通常情況下，經(jīng)過一段時間的使用，低壓配電設(shè)備也會出現(xiàn)不同程度的老化現(xiàn)象，如：機械結(jié)構(gòu)發(fā)生變形、負荷開關(guān)面板操作異常、彈簧性能下降等問題都有可能發(fā)生。另外，受到線路老化的影響，負荷開關(guān)內(nèi)輔助開關(guān)也容易出現(xiàn)操作異常，如：開關(guān)使用不正常、自動儲能操作無法正常進行等，以上這些設(shè)備故障的存在都會對送電造成不同程度的影響。

基于此，火電廠應(yīng)當(dāng)制定嚴格的設(shè)備檢修制度，并加大對執(zhí)行過程的監(jiān)督力度，保障操作人員高質(zhì)、高效地完成設(shè)備檢修工作。同時火電廠操作技術(shù)人員在日常工作過程中，應(yīng)當(dāng)對負荷開關(guān)運行情況進行深入剖析，一旦發(fā)現(xiàn)故障是由設(shè)備老化引起的，應(yīng)當(dāng)立即更換新的設(shè)備。另外，火電廠還應(yīng)當(dāng)結(jié)合自身的實際情況，制定專業(yè)培訓(xùn)制度，提升操作人員對低壓配電故障的應(yīng)變能力，使其掌握負荷開關(guān)性能以及常見故障處理措施。例如：在用電高峰階段，要求操作人員應(yīng)當(dāng)對電流額定值進行一定調(diào)整，同時按照相關(guān)的規(guī)定進行紅外測溫、測負荷的工作，一旦發(fā)現(xiàn)低壓配電設(shè)備存在安全隱患，應(yīng)當(dāng)立即進行處理，消除隱患，保證設(shè)備正常運行。

4 高低配電設(shè)備維護要點

在火電廠電力系統(tǒng)日常運行過程中，應(yīng)當(dāng)針對高低壓配電設(shè)備制定維護保養(yǎng)制度，從而有效降低高低配電設(shè)備故障系數(shù)。通常情況下，維護措施主要就是指對一些老化設(shè)備進行更換。另外，為了有效提高高低壓配電設(shè)備的絕緣性能，在日常維護過程中，還應(yīng)當(dāng)做好絕緣位置的擦拭工作；定期對使用的儀器儀表進行校準，同時還應(yīng)當(dāng)注意對儀器儀表靈敏性的檢驗，這樣做的目的是為了避免高低壓設(shè)備出現(xiàn)線路故障問題；對高低壓配電設(shè)備中的蓄電池也應(yīng)當(dāng)給予一定的日常維護，避免由水分的存在對電源性能的影響。

4.1 做好高低壓配電設(shè)備安裝工作

火電廠在進行高低壓配電設(shè)備安裝工作過程中，首先，應(yīng)當(dāng)確保安裝操作人員具備較高的專業(yè)技術(shù)水平，避免由操作失誤所導(dǎo)致的設(shè)備損壞故障發(fā)生。其次，安裝操作人員在進行設(shè)備安裝之前，應(yīng)當(dāng)對設(shè)備使用說明書中的內(nèi)容進行認真閱讀，避免由此造成的安全錯誤。最后，設(shè)備安裝完成之后，必須經(jīng)由專業(yè)技術(shù)人員做好檢查工作后，再投入生產(chǎn)使用，另外，在新設(shè)備運行前期，操作人員應(yīng)當(dāng)增加檢查、監(jiān)督等頻率，一旦發(fā)現(xiàn)運行故障，應(yīng)當(dāng)立即進行干預(yù)處理，避免影響范圍的擴大。結(jié)合現(xiàn)代化技術(shù)，針對高低壓配電設(shè)備引進監(jiān)測系統(tǒng)，例如：通過電子監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，可以實現(xiàn)對設(shè)備運行狀態(tài)的實時監(jiān)測；通過網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的應(yīng)用，還可以有效提高設(shè)備檢測效率，為高低壓配電設(shè)備運行穩(wěn)定性打下堅實基礎(chǔ)。

4.2 完善定期維護制度

定期維護措施的實施，對保證高低壓配電設(shè)備的正常運行具有十分重要的作用。首先，在執(zhí)行維護制度過程中，操作人員應(yīng)當(dāng)對每一個細節(jié)進行檢查，尤其是針對容易發(fā)生危險的地方要定期進行細致檢查；在高低壓設(shè)備中，有一些位置容易積累污垢，一方面影響設(shè)施使用壽命；另一方面也有可能影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，容易發(fā)生安全事故。因此，在維護保養(yǎng)過程中，應(yīng)當(dāng)針對這些區(qū)域做好清潔工作，避免由此對高低壓配電設(shè)備運行產(chǎn)生不利影響。另外，操作人員還應(yīng)當(dāng)定期對高低壓配電設(shè)備性能進行試驗，一旦發(fā)現(xiàn)元件性能下降或者失靈，應(yīng)當(dāng)立即進行更換。除此之外，高低壓配電設(shè)備對內(nèi)部絕緣性要求較高，因此，在日常維護過程中應(yīng)當(dāng)保障設(shè)備內(nèi)部始終處于干燥狀態(tài)，避免內(nèi)部發(fā)生漏電，影響電力系統(tǒng)的運行。

4.3 完善預(yù)防機制

火電廠電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和安全性與高低壓配電設(shè)備有著十分密切的關(guān)系，設(shè)備運行狀態(tài)的好壞會直接影響用戶的用電情況，因此，除了做好日常維護措施外，還應(yīng)當(dāng)建立健全高低壓配電設(shè)備預(yù)防機制。首先在日常預(yù)防工作進行過程中，操作人員應(yīng)當(dāng)針對容易發(fā)生故障的位置制定針對性的應(yīng)急預(yù)案，這樣即使故障發(fā)生，操作人員也能夠在短時間內(nèi)消除故障，恢復(fù)送電。另外還應(yīng)當(dāng)針對出現(xiàn)概率較低但是影響作用較大的故障制定相應(yīng)的應(yīng)急處理措施，定期對操作人員掌握情況進行考核，提升操作人員應(yīng)對這些故障的應(yīng)變能力，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行創(chuàng)造良好條件。

5 結(jié)語

綜上所述，高低壓配電設(shè)備運行狀態(tài)與整個電網(wǎng)系統(tǒng)性能的發(fā)揮具有十分重要的作用，因此，火電廠在日常的工作過程中，應(yīng)當(dāng)做好高低壓配電設(shè)備故障預(yù)防和處理工作，全面保證電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。

參考文獻

[1] 朱澤偉.基于EMTP模擬雷電流入侵低壓配電線路仿真與防護研究[J].電瓷避雷器，2016（5）：60-66.

[2] 李鵬竹.火電廠電氣運行的安全管理及故障排除處理研究[J].山東工業(yè)技術(shù)，2016（17）.

[3] 陳海泉.配電網(wǎng)與配電線路安全運行中存在問題及解決措施[J].中國高新技術(shù)企業(yè)，2016（18）：142-143.

[4] 晏維.多類型DG接入配電系統(tǒng)的可靠性影響研究[J].電工電氣，2016（10）：1-5.