關于500kV變電設備運行故障及解決對策探討

林建雄

摘 要 作為區域電網的主干網架，500kV電網的安全運行對于電網公司的正常生產和經營具有重要作用，本文主要對500kV變電設備在運行過程中常發故障進行了分析，并對此進行分類總結，提出了相應的處理措施以及具體可行的檢修方案。

關鍵詞 500kV變電設備;運行故障;處理措施

在當前形勢下，我國的電力工業已經形成了大規模的區域性電網，各電網之間的電力輸送聯系密切，輸電量也越來越高，但是一旦發送系統故障，將會給國民經濟造成巨大損失，同時還會波及社會穩定。隨著國民經濟以及電力行業的發展，500kV超高壓電網需要保證正常運行，尤其是電網中的500kV變電設備需要保持正常運行，因此本文針對500kV變電設備在運行過程中常發的故障進行了總結，并從管理層面分析其原因，進而從管理角度和技術角度提出了相應的解決措施。

1超高壓電網中500kV變電設備常見故障及故障分析

通常情況下，500kV變電設備的故障分為外部故障和內部故障，內部故障主要是發生在變電設備內部的故障，主要表現為技術性故障，比如常見的變壓器分接開關故障、繞組故障、鐵芯故障、電流互感器運行故障、高壓斷路器運行故障等，變壓器內部故障會影響變電器運行的穩定性。變壓器的外部故障主要是變壓器油箱套管故障，外部故障的關鍵影響因素是變壓器外部設備的熱穩定性。

1.1 變壓器繞組故障

繞組故障是變壓器常見故障之一，一旦發生繞組故障，可能引起連鎖反應，從而造成整個變壓器設備的運行障礙，給電網的正常運行造成障礙。繞組故障主要分為匝間短路故障、繞組相間短路故障以及斷線故障，主要由繞組線路的絕緣老化和絕緣損壞引起。導致繞組線路出現絕緣老化以及絕緣損壞的原因多種多樣，主要分為以下幾點：其一，變壓器設備制造或者設備檢修過程中可能出現設備局部的絕緣損壞，從而給設備運行埋下風險;其二，由于密封程度不夠，變壓器設備在運行過程中有異常物體落入，可能導致繞組線路在運行過程中的熱量不能散發出去，從而導致繞組線路溫度過高，引發線路絕緣層老化現象;其三，變壓器設備在制造過程中出現技術失誤，導致設備的強度和剛度無法滿足短路沖擊的需求，使得繞組發生形變，進而造成絕緣損壞;其四，繞組運行過程中，設備管理人員疏于管理，導致繞組受潮，絕緣發生膨脹形變，堵塞油道，從而引起絕緣老化，此外，絕緣油一旦因為受潮而摻入水分，也會影響絕緣油的質量，導致繞組暴露。

500kV變壓器的繞組一旦發生上述故障，將會導致絕緣擊穿問題，從而導致繞組出現匝間短路、接地短路。出現繞組匝間短路時，絕緣油的油溫會升高，同時電流增大，伴隨著冒泡聲產生氣體，其直接后果就是導致瓦斯保護動作出現，從而造成故障引發運行暫停。出現繞組匝間短路之后，負責檢修的技術人員應該及時處理來排除匝間短路，避免引發單相接地故障。

1.2 分接開關

變壓器產生分接開關故障主要表現為接頭放電及表面灼傷，導致變壓器發生分接開關故障的原因主要是連接裝置出現松動、絕緣板出現絕緣障礙、分接開關長期運行誘發壓緊彈簧疲勞、分接開關觸頭接觸面積減小、滾輪壓力分布不均勻、接觸電阻增大，此外，分接開關的接頭制造技術以及分接開關的管理也會導致分接開關出現故障問題。

1.3 鐵芯故障

500kV變壓器的鐵芯故障也是變壓器的常見故障之一，主要有鐵芯夾緊螺桿的絕緣損壞引起，從而造成鐵芯內部出現兩點連接，形成環流，使得鐵芯內部出現局部發熱，甚至導致鐵芯溫度過高從而燒壞鐵芯，使得變壓器處于空載運行的狀態。因此，在500kV變壓器運行過程中一旦發現鐵芯故障問題，就應該對鐵芯夾緊螺桿進行檢驗，然后采取合適措施加以解決，確保變電設備的正常運行。

1.4 電流互感器運行故障

該故障一般是由于安裝操作問題與組件本身質量問題所致。雖然組件本身質量不過關誘發電流互感器運行故障的概率比較小，但也有可能因為安裝操作不規范，而出現比較大的安全隱患，長時間這樣下去將會誘發運行故障。如果未按照規范能和標準進行安裝操作，將有可能導致密封性不好，很容易出現元器件滲水、漏水情況，誘發電流互感器發生運行故障。

1.5 高壓斷路器運行故障

在變電設備中，為了確保SF6 斷路器可以順利的工作，通常會選擇SF6氣體作為良性介質，并將其填充于絕緣層與SF6斷路器滅弧中。通常情況下，SF6氣體的純度將會直接決定其絕緣性能的好壞，此時一旦SF6純度降低將會降低高壓斷路器滅弧性能，進而對變電設備的正常運轉產生不利影響。

1.6 管理問題導致的障礙

在500kV變電設備運行的過程中，由于管理上的疏忽，也會導致變電設備出現故障問題。比如在日常設備檢修過程中，檢修人員對于存在的隱患沒有加以重視，可能導致隱患發展成為威脅設備正常運行的風險。此外，設備在運行過程中，如果疏于對設備的維護和檢修，也會導致變電設備在運行過程中出現隱患，比如遇到強降水天氣，空氣濕度會上升，并且空氣中的水分也會大幅度增加，因此必須采取相應措施保持變電設備運行環境的干燥程度，確保變電設備不會出現繞組故障。

在電網公司發展過程中，電網公司需要對自身員工進行技術培訓和安全教育，但是部分電網公司并沒有意識到這一點的重要性，導致員工發現問題不能及時上報，或者沒有建立完善的信息傳遞機制，導致故障信息不能及時匯報到控制中心，從而延誤故障搶救的最佳時機。由于部分電網公司缺少對員工的安全教育，員工在工作中可能出現違規操作現象，給電網的變電設備運行增添風險，此外，由于缺乏專業技能培訓，員工在進行設備操作過程中不能按照合理步驟和規范流程進行操作，導致設備可能由于違規操作出現故障[1]。

2對于500kV并聯電抗器故障判別方法

在變電設備及電網運行過程中，500kV并聯電抗器對于變電設備及電網的正常運行具有至關重要的作用，首先可以實現對容性無功功率的吸收，同時可以限制操作過電壓和工頻過電壓，并且提高重合閘的工作效率。因此，一旦并聯電抗器出現故障，可能會對整個電網的運行產生不良影響，故而應該加強對于并聯電抗器的檢修和維護，同時對于并聯電抗器運行過程中出現的異常情況進行及時而準確的判斷。

對于500kV并聯電抗器的故障判別方法如下，當500kV并聯電抗器發生匝間短路以及接地短路故障時，系統會出現零序故障分類，根據零序電流和零序電壓的相位關系可以對電抗器的故障類型以及故障原因進行判斷，從而及時采取解決措施排除故障。當500kV并聯電抗器發生匝間短路故障時，往往是由于電抗器的一匝產生三相不平衡電流，如果缺少零序電壓，可以導入補償性電壓來增加并聯電抗器的靈敏度，需要注意的是，補償電壓的方向應該與零序電壓方向相同。與之相對的是，如果零序電壓的方向與補償電壓方向相反，則說明發生了接地故障，因此判斷500kV并聯電抗器短路故障類型的主要依據就是判斷零序電壓與補償電壓的相位關系[2]。

3解決500kV變電設備運行障礙的措施

500kV變電設備的正常運行對于區域電網的正常運行起著至關重要的作用，因此對于變電設備在運行過程中出現的突發障礙及常發障礙，電網公司應該制定好障礙排除預案，同時派遣專業的維護人員對變電設備進行定期維護，加強對公司內員工的技術指導以及安全培訓，提高員工的責任意識和專業水平。

3.1 做好對變壓器油溫的控制工作

對變壓器做好油溫控制工作首先應該明確冷卻介質的最高溫度和最高上層的油溫限值，確保變壓器油溫處于合理范圍內，才能保證變壓器的正常運行。對于變壓器的正常工作而言，規定好的油溫限值是最佳運行范圍，但是由于存在特殊情況發生的可能性，因此需要富有經驗的工作人員對變壓器進行檢查，確定機器異常的部位，進而采取相應的檢查措施和故障排除措施，保障變壓器可以穩定運行。

3.2 檢驗變壓器油質質量

對于500kV變壓器的運行故障檢驗工作而言，富有經驗的老員工可以根據變壓器絕緣油的形態、氣味以及色澤判斷變壓器的工作狀態，并且根據絕緣油的不同狀態判斷變壓器出現何種故障。一般變壓器正常運行的情況下，上層油高度處于溫度標準線之內，絕緣油的色澤為淡黃色，油色清澈透亮。如果上層油的油面異常則意味著變壓器出現運行異常的情況，而絕緣油的色澤、形態和氣味都可以作為判斷變壓器故障類型的依據。

3.3 變壓器聲音檢查以及套管和冷卻裝置檢查

變壓器正常運行狀態下的聲音是連續均勻的嗡嗡聲，帶有一定的節奏，不同于故障狀態下的運行聲音，因此一旦變壓器發生運行故障，其運行聲音就會出現異常，如果變壓器出現毫無節奏且混亂異常的聲音，則說明變壓器可能出現運行障礙，需要檢修人員對此加以認真檢查。同時，工作人員一旦發現變壓器的運行聲音出現異常波動，就需要及時匯報給值班人員并向控制中心進行反饋。

變壓器的套管以及冷卻裝置在正常運行過程中會保持干凈且表面平滑無裂紋，但是一旦出現異常情況就必定會體現在冷卻裝置上，因此可以利用對套管以及冷卻裝置的檢查結果作為判斷標準。

4結束語

500kV電網作為區域電網的主干部分，對區域內的正常供電起到了至關重要的作用，因此電網公司應該加強對500kV電網中變電設備運行故障的日常檢測工作，同時對于檢測出來的故障采取及時的解決措施，保障區域電網的正常供電。

參考文獻

[1] 陳新.變電設備的現狀問題及解決措施[J].電子技術與軟件工程，2018，（14）：224-225.

[2] 何雯雯.探析500kV變電設備的檢修與維護管理[J].大科技，2018，（18）：79-80.