變電站一次設(shè)備常見故障與檢修方法分析

劉慶新

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局 廣東東莞 523000）

引言

變電站一次設(shè)備檢修直接關(guān)系著電力企業(yè)的經(jīng)營效益，這是由于供電服務(wù)質(zhì)量、用戶用電安全與穩(wěn)定、用戶滿意率直接受到變電站一次設(shè)備故障的影響，而為了盡可能降低一次設(shè)備故障發(fā)生頻率、推動我國電力事業(yè)發(fā)展，正是本文圍繞變電站一次設(shè)備常見故障與檢修方法開展具體研究的原因所在。

1 變電站一次設(shè)備常見故障分析

1.1 變壓器故障

變壓器屬于變電站主要一次設(shè)備，其很容易出現(xiàn)滲漏油故障、溫度異常故障，具體故障表現(xiàn)如下所示：①滲漏油故障。變壓器滲漏油情況較為常見，外側(cè)出現(xiàn)發(fā)黑、發(fā)亮的黏稠液體便屬于該故障的典型表現(xiàn)，對于安裝于變電站的變壓器來說，很多因素均可能引發(fā)滲漏油故障，如零部件與油箱的連接處密封措施不合格、相應(yīng)鑄件及焊件質(zhì)量不達(dá)標(biāo)、變壓器電力負(fù)荷過重且受到外部振動影響、其他故障導(dǎo)致油體受熱膨脹。②溫度異常故障。溫度異常同樣屬于常見的變壓器故障，變壓器鐵芯出現(xiàn)部分短路現(xiàn)象、變壓器長期重負(fù)荷運(yùn)行、變壓器散熱異常、短路均可能引發(fā)溫度異常故障[1]。

1.2 斷路器故障

斷路器同樣屬于變電站主要一次設(shè)備，該設(shè)備很容易在運(yùn)行過程中出現(xiàn)異常跳閘故障、誤動故障，具體故障表現(xiàn)如下所示：①異常跳閘故障。斷路器異常跳閘屬于較為典型的變電站一次設(shè)備故障，斷路器保護(hù)裝置的電路故障、斷路器保護(hù)裝置的誤判斷屬于引發(fā)該故障的常見原因。②誤動故障。線路過電壓、線路負(fù)載端零線故障、線路導(dǎo)線的對地電容電流均屬于引發(fā)斷路器誤動故障的常見因素，如線路過電壓一般與斷路器合閘接觸器動作門限設(shè)置有誤、瞬態(tài)過壓聯(lián)系緊密，這些均應(yīng)成為故障檢修的重要依據(jù)[2]。

1.3 隔離開關(guān)故障

變電站隔離開關(guān)很容易出現(xiàn)卡澀、接觸不合格等故障，該一次設(shè)備對變電站安全、穩(wěn)定運(yùn)行造成的影響同樣需要得到重視，具體故障表現(xiàn)如下：①卡澀。維護(hù)不到位、空氣污染均可能導(dǎo)致變電站隔離開關(guān)卡澀，很多隔離開關(guān)因此出現(xiàn)了嚴(yán)重的銹蝕問題。②接觸不合格。隔離開關(guān)在運(yùn)行過程中合閘不到位屬于接觸不合格故障的典型表現(xiàn)，這會導(dǎo)致設(shè)備觸頭臂和接線處接觸不良，接線處接觸面也會因此出現(xiàn)溫度急劇變化情況，變電站運(yùn)行自然會因此受到較為負(fù)面影響。隔離開關(guān)接觸不合格故障的出現(xiàn)與制造工藝不達(dá)標(biāo)、安裝不到位聯(lián)系緊密，如載流接觸面面積裕度偏小、材料選取不當(dāng)、刀閘檢修時隔離開關(guān)安裝不符合要求等，這些應(yīng)得到檢修人員的重視。

1.4 互感器故障

電壓互感器、電流互感器同樣屬于變電站主要一次設(shè)備，二者的常見故障如下所示：①電壓互感器常見故障。在筆者的實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，二次側(cè)未正確進(jìn)行斷開操作、自身散熱性能差、設(shè)備絕緣部分損壞、高壓出線單相接地均屬于常見的電壓互感器故障，互感器燒毀等問題很容易因此出現(xiàn)。②電流互感器常見故障。絕緣不達(dá)標(biāo)或老化、超負(fù)荷運(yùn)行、半導(dǎo)體部分刷漆不均勻均可能導(dǎo)致電流互感器出現(xiàn)故障，設(shè)備緊固質(zhì)量差、引線端緊固不合格、二次側(cè)發(fā)生開路、注油工作不達(dá)標(biāo)等同樣可能引發(fā)電流互感器故障。

2 變電站一次設(shè)備常見故障檢修方法

2.1 實(shí)例概況

為提升研究的實(shí)踐價值，本文選擇了某地?fù)碛?臺主變的變電站作為研究對象，該變電站的10kV系統(tǒng)、35kV系統(tǒng)分別采用單母線4分段與分為3段母線的運(yùn)行方式，出現(xiàn)故障的變壓器型號為SZ10－20000/35，2013年12月投運(yùn)、2018年6月因故障退運(yùn)，變壓器冷卻方式為ONAN、聯(lián)結(jié)組標(biāo)號為YNd11，繞組額定電壓和分接范圍則為35±3×2.5%/10.5kV。

2.2 故障分析

2018年6月6日，變壓器（SZ10－20000/35型號）兩側(cè)開關(guān)同時動作跳閘，而檢修人員在檢查中發(fā)現(xiàn)，變壓器出現(xiàn)了“二次諧波”、“波形對稱”兩套差動保護(hù)動作，且同時向35kV側(cè)的303開關(guān)、10kV側(cè)的203開關(guān)動作跳閘，但檢查過程中卻并沒有發(fā)現(xiàn)變壓器存在故障。在變壓器故障發(fā)生后，檢修人員在檢修中發(fā)現(xiàn)其氣體繼電器內(nèi)有氣體并出現(xiàn)了輕瓦斯動作，在變壓器本體及差動保護(hù)范圍內(nèi)的一次設(shè)備未出現(xiàn)異常。故障發(fā)生當(dāng)天天氣晴朗，變壓器上層油溫為58°、負(fù)荷為56%，且當(dāng)時無任何操作[3]。

2.3 具體檢修

為明確故障變壓器出現(xiàn)故障的原因，檢修人員測量了故障變壓器的繞組變比與繞組直流電阻，并同時開展了油色譜分析，結(jié)合取氣、取油、電氣試驗(yàn)檢查，最終得出了如下診斷結(jié)果：①繞組直流電阻測量。結(jié)合測量，可確定故障變壓器絕緣電阻正常，其二次側(cè)直流電阻三相不平衡率正常（0.14%），一次直流電阻三相不平衡率最大值超過規(guī)定值限制（3.6%），同時故障變壓器還存在C相整體直流電阻偏大問題。②取氣試驗(yàn)檢查。結(jié)合取氣試驗(yàn)檢查，檢修人員發(fā)現(xiàn)氣體繼電器內(nèi)部的氣體具備無色、無味、不可燃特征。③變壓器空載損耗檢測。通過檢修人員就故障變壓器的實(shí)測，可確定其空載損耗為16.15kW，該值在故障前交接試驗(yàn)時為16.02kW。④變壓器電壓比測量。通過檢修人員的實(shí)際測量，可確定變壓器電壓比最大偏差未超過規(guī)程要求的±0.5%（0.14%），因此可確定其處于正常狀態(tài)。⑤油色譜分析。表1為絕緣油氣相色譜試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合試驗(yàn)可確定故障變壓器C2H2、總烴含量超標(biāo)明顯，且各氣體含量在故障后出現(xiàn)了顯著增長。

表1 氣相色譜試驗(yàn)結(jié)果（μL/L）

為進(jìn)一步明確故障原因，檢修人員基于故障變壓器開展了吊罩檢查與解體檢查：①吊罩檢查。在具體的檢查中，檢修人員發(fā)現(xiàn)變壓器本體繞組C相繞組頂部、底部存在大量細(xì)微銅屑，且C相高壓下部主包部分存在絕緣紙破損、絕緣紙卷起情況。②解體檢查。結(jié)合吊罩檢查，檢修人員就故障變壓器開展了更深入的解體檢查，由此確定了其C相高壓繞組下部主包靠鐵心方向的第12段第1匝并繞導(dǎo)線等處存在絕緣破損，且破損處并繞導(dǎo)線出現(xiàn)了熔化現(xiàn)象。

在確定故障源頭后，檢修人員認(rèn)為故障源于變壓器內(nèi)部高能量放電及絕緣材料因弧光放電過程分解，繞組制造工藝缺陷導(dǎo)致的C相高壓繞組匝間短路最終引發(fā)了變壓器故障，制造過程遺留的銅屑等異物便能夠證明這一點(diǎn)。因此，檢修人員首先清理了故障變壓器內(nèi)部存在的銅屑，并更換了故障處的絕緣紙、并繞導(dǎo)線，由此故障得到了基本解決，而為了避免同類故障再次出現(xiàn)，當(dāng)?shù)毓╇娋植扇×思訌?qiáng)選購變壓器前的抗短路能力校核、拓寬在線監(jiān)測系統(tǒng)覆蓋范圍、加強(qiáng)輸變電設(shè)備維護(hù)、推進(jìn)技術(shù)監(jiān)督關(guān)口前移等一系列故障預(yù)防措施，同類故障的發(fā)生幾率由此得以大幅下降，這些理應(yīng)得到相關(guān)業(yè)內(nèi)人士的重視。

3 結(jié)論

綜上所述，變電站一次設(shè)備常見故障檢修具備較高現(xiàn)實(shí)意義，在此基礎(chǔ)上，本文結(jié)合某地變壓器故障實(shí)例論述的故障分析、具體檢修等內(nèi)容，則提供了可行性較高的變電站一次設(shè)備故障檢修路徑，而為了進(jìn)一步提高變電站一次設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性，耐壓試驗(yàn)與局部放電試驗(yàn)等一次設(shè)備性能試驗(yàn)方法、各類新型技術(shù)的引入同樣需要得到業(yè)內(nèi)人士重視。