探討35kV變電站設備常見故障及維護

國家新聞出版廣電總局七二三臺 邊慶輝

在電網中各發射臺的變電站是屬于自主維護的大型專業系統，通常采用35千伏等級。但就現階段而言，各發射臺變電站在設備維護上還有很多問題存在，容易引發事故，導致大面積停播，從而嚴重威脅安全播出工作。對35千伏變電站設備常見故障進行系統總結，針對性確定維護措施，對減少電力事故，提升發射臺電力運行的穩定性非常必要。

一、變電站的重要性

一般發射臺在建成變電站后，在實際工作的過程中升級和改造系統開展得少之又少。在變電站運轉的時候，仍使用傳統的儀器和設備，造成變電站在運行中容易產生很多的運行消耗，經常發生各種問題和靈敏度失靈，將變電站的安全性降低，使變電站的可靠性受到了影響，最終因電力設備故障造成了對廣播播出的影響[1]。其次，在維護變電站的運行上也有一定的問題存在，在維護變電站的過程中，由于部分老舊的原因較大的影響了變電站的維護工作，其中老舊方法、計劃經濟、傳統意識嚴重影響了變電站的運行維護，導致變電站的維護水平長時間不能提高。

二、35KV變電站設備常見問題分析

（一）低壓配電控制及綜保干擾故障

在35kV變電設備當中，低壓配電控制及綜保是容易受電磁干擾故障的主要部位，干擾原因主要有：中短波電磁波、雷電、工頻及高頻磁場、刀閘及斷路器開合操作以及系統內部各部分器件之間帶來的干擾等。從電磁干擾的耦合方式分析，低壓配電控制、電站綜保系統對外的端口以及機箱都很容易引入電磁干擾，處理不好回帶來各種控制和顯示故障。

（二）室內干式站用變壓器故障

近年來廣電發射臺系統變電站改造工程大多采用了室內箱式干式站變，室內干式站變有體積小、占用空間小、重量輕、低損耗、內置美觀等特點，但在近十年的使用中也暴露了一些問題，此類站變因一般安裝到柜體內，受空間所限一般體積較小，相同電壓等級前提下，外部阻燃性材料絕緣受空間所限設計冗余較少，空間小散熱不好，長期高溫同時造成了絕緣老化，不少使用單位都出現過站變使用過程中絕緣擊穿甚至著火的故障，有時還會造成長時間停電事故。另外，由于站變柜內空間較小，站變柜內間距較小，同時柜內電場強度復雜，一定氣候條件時會產生凝露，發生閃絡后果也非常嚴重。

（三）綜保系統總控和綜合保護通訊故障

35kV變電站當中的綜保系統有些部分距離高壓很近，而且通訊電纜線會通過高壓電纜附近的端子，再加上發射機房中短波信號輻射，通訊回路電磁環境會非常復雜，極易產生控制信息傳輸丟失、控制超時以及功能失敗等相關故障。此類故障會使總控裝置不能收到相關的停止運作的指令或警報控制。這些現象都說明總控制裝置和綜自保護系統的通信環節發生了故障。由于總控制裝置與綜合保護系統的信息丟失，導致指示、操作失靈，進而也就導致通信故障。

（四）變電站高壓電纜故障

變電站設備中電纜故障是比較常見的故障之一，比如電纜鋪設施工、電纜頭制作、維護打壓、電纜負荷、電纜溝設計、使用時間以及電纜的安裝和質量不達標等都是高壓電纜使用維護的重要環節，需要正確掌握操作和使用維護方法，任何環節出現問題，輕則影響電纜使用壽命，重者造成電纜擊穿甚至短路接地起火事故，進而嚴重影響電力正常運行，甚至造成停電事故。

三、35kV變電站常見設備故障的維修策略

（一）低壓配電控制及綜保干擾的維修策略

（1）對于中短波電磁波、強電拉合閘電火花、高頻電源等產生的輻射干擾，我們一般采取加強屏蔽并可靠接地的方法。1）微機保護裝置和綜保控制系統在電站安全運行中起著非常重要的作用，同時它又處在電臺電磁環境較為嚴重的環境中，再加上以上操作和器件產生的電磁干擾，我臺在設備安裝之初就專門在二次及綜保機箱增加鋪設了較薄的銅皮，并將之可靠接地，盡可能減少公共地阻抗引來的干擾。靠提高屏蔽來降低電磁波的干擾。2）加強開關量的輸入輸出隔離以及模擬量的隔離。在變電站系統還沒有接收到開光量指令的時候，將系統信號接收端和開光量的信息輸出端安裝光電隔離裝置，還可以在中間安裝通信濾波，以兩級光電隔離來隔離開關量的輸出回路，從而使電磁干擾得到有效地隔離。針對模擬量隔離的方法：變電站中綜保系統采集模擬量的同時，需要通過電壓與電流交感設施來實現，然而電流與電壓設施都分別安裝在高壓回路中，如果需要進行模擬，就需要對保護系統進行變壓處理后方可進行。于是就可以利用隔離變壓器，通過合理調節變壓指數，并增加一層能夠隔離磁場的屏蔽保護層，達到有效降低高頻信號干擾變電站低壓配電和綜保裝置的目的，確保系統運行更加可靠。

（2）雷電造成的干擾，一方面一次系統通過可靠的接地能夠釋放雷電高壓的影響，但雷電對二次以及綜保系統仍然產生電磁干擾，因此在開展接地處理的過程中，還要同時對多條接電線實施，而且要保證調整引流處理的有效性，通過以上可以有效降低當瞬時電流引入到地面上時而出現的電位差。總之，對設備加強接地處理能有效提升整個系統所具備的兼容性，并有效抑制電磁干擾。

（二）室內干式站用變壓器故障處理對策

（1）因35kV柜內站變空間問題的先天不足，在對站變選型時一定要把好質量關，盡可能選擇歷史悠久、大品牌、口碑好的廠家和型號，盡可能地選擇干式站變復合絕緣材料的厚度高的產品。選型時還要結合柜體尺寸充分考慮所選型號在柜內的安全距離，為了解決干變鐵心和低壓繞組為主的散熱大的問題，建議進行干變風冷溫控裝置的技術改造，通過外加風冷、溫控的配套裝置，就可以同時解決長期散熱不良導致絕緣降低隱患以及凝露問題。為確保萬無一失，建議柜內增加溫度報警裝置。

（2）鑒于35kV柜內干式站變運行的不確定性，根據我臺經驗，在做好以上防護技改同時，應充分做好詳盡的事故預案，還可以在超溫報警基礎上，再增加高溫跳閘裝置，以避免站變溫度過高造成擊穿甚至燃燒，擴大事故，同時變電站要在高壓室外值班室添置防毒面具，以備萬一著火應急處理使用，千萬不可將防毒面具放到高壓室內，造成著火后無法進入拿取；另外還需檢查高壓室較高位置有無排煙風機，并且排煙控制開關也要設置在高壓室以外，便于發生火災后操作。

（三）綜保系統總控和綜合保護通訊故障處理對策

（1）為減少總控和綜合保護通訊故障，通訊回路必須和其它端口一樣具備較高級別的抗干擾能力，一般可以在通訊端口加入光耦隔離，磁珠吸收消化干擾能量，快速保護器件鉗制等措施，光耦通過兩側的光信號能夠完全隔斷兩側的地環路，徹底避免了兩端地電位不同造成的干擾。

（2）確保35KV變電站綜保通訊中總線與太網網絡。為了能夠有效的接入到測控裝置當中，并確保通信工程的通暢，需將以太網網絡予以總控轉換與規劃。通常情況下，主要會采取以下方式解決通信故障：1）配置輔助設施，在每個保護室均安裝一套NSC300總控裝置，并同以太網進行連接，從而對報文丟失情況進行有效處理；2）根據情況更換相關裝置。將保護室的保護裝置進行更換，同時將NSC300總控裝置與太網網絡予以連接；3）將傳輸線路改為光纜傳輸。在總控裝置與保護室間改用光纜通信，并在總控裝置當中接入RS45光纖規約轉換器[2]。通過以上措施均能夠有效的消除相關通信故障。

（四）變電站高壓電纜故障維修策略

1.錯誤的打壓習慣造成電纜內部絕緣受傷，使用中擊穿

高壓電纜日常維護打壓試驗方法不妥，頻次過多，直流打壓、交流打壓使用方法不正確，造成電纜不必要的傷害。高壓電纜日常維護應避免頻繁打壓測試電纜的可靠性，除非排除故障、檢驗電纜參數外，盡可能避免直流耐壓及漏電流檢測，重做電纜頭后可以做交流耐壓實驗。傳統的直流打壓有以下不足：

（1）電纜進行直流打壓，在直流電壓下會產生“記憶”效應，積累單極性殘余電荷。電纜假如在未完全釋放直流殘余電荷之前投入使用，工頻電壓峰值上會疊加直流偏壓，使電纜上的電壓值超過其額定電壓，導致電纜絕緣擊穿的危險。

（2）試驗電壓有時會偏高，這種高電壓會損傷電纜絕緣，使正常電纜絕緣產生缺陷，另外，定期性的預防性試驗會使電纜反復受到高壓作用，使絕緣受到積累影響。

2.過高的接地電纜電阻值造成的故障

在高壓電站使用中，有時為了解決感應電壓高的問題，一般會將兩個接地處設置在交聯電纜上，達到對電纜保護作用，減少接地電阻值。而由于電纜接頭的金屬屏蔽不具備較強的功能，于是在實際工作中，會增加電纜的接地電阻值。而過大的阻值就會形成高電壓，電纜絕緣保護套絕緣老化后就很容易被擊穿。可以在電纜接頭位置增添金屬。采取這樣的方式是為了提升金屬所具備的屏蔽效果，這樣在其屏蔽效果增強之后，就能夠有效避免接地點電阻值出現過高的情況，進而預防電纜線路出現故障。

四、結語

綜上所述，確保各項預防措施的有效性可以避免各類故障的產生，本文所提到的幾點故障均為35kV變電站設備極其常見的故障，指出了對這些故障予以維護與預防的有效措施，以期能夠對變電站安全防護與檢修工作提供一定的參考與推動作用。

[1]劉洋.35KV變電站設備的日常維修分析[J].中國標準化,2017(6).

[2]程旭萌.關于35kV變電站運行常見的問題和預防對策分析[J].低碳世界,2017(2)：107-108.