變電運(yùn)維技術(shù)在電力工程中的應(yīng)用

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司徐州供電分公司 蘇 晴 王嶼蕃 孫 鵬

為了保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，保證工業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ顚τ诙嘣娔艿男枨?，采用變電運(yùn)維技術(shù)是十分必要的。通常情況下，電力系統(tǒng)會受到來自于多方面的影響，如何快速從受干擾狀態(tài)恢復(fù)到穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)是衡量電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性的一項重要指標(biāo)，所以變電運(yùn)維技術(shù)對于電力系統(tǒng)至關(guān)重要。變電運(yùn)維技術(shù)在保障電網(wǎng)安全運(yùn)行中起到了關(guān)鍵作用，降低電力系統(tǒng)故障率，降低電力經(jīng)濟(jì)損失。本文從多方面對變電運(yùn)維技術(shù)進(jìn)行分析，包括變電運(yùn)維技術(shù)基本概念、變電設(shè)備常規(guī)故障及故障原因等，最后給出了利用變電運(yùn)維技術(shù)保證電網(wǎng)、設(shè)備安全運(yùn)行的措施。

1 變電運(yùn)維技術(shù)介紹

變電運(yùn)維技術(shù)是指電力作業(yè)人員對電力設(shè)備進(jìn)行巡視和維護(hù)，或根據(jù)調(diào)控部門下達(dá)的調(diào)度指令對電力設(shè)備進(jìn)行停送電等操作，或在設(shè)備異?；蚬收咸幚頃r所遵循的規(guī)范、原則、方法。為了提高電力系統(tǒng)的可靠性、穩(wěn)定性以及電力資源的利用效率，必須重視變電運(yùn)維技術(shù)。變電運(yùn)維技術(shù)是一項復(fù)雜的綜合性技術(shù)，必須加強(qiáng)對電力設(shè)備的運(yùn)行維護(hù)力度，進(jìn)行精益化管控，才能最大限度降低故障的發(fā)生概率，保證電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

2 變電運(yùn)維技術(shù)分析

從變電運(yùn)維技術(shù)的角度來看，需要滿足如下要求：

（1）變電站設(shè)備安全可靠：如果要保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行，在當(dāng)前變電站無人值班或少人值班模式下，其核心在于提高現(xiàn)場設(shè)備的可靠性；如果變電站設(shè)備故障率較高，會給實行無人值班或少人值班模式帶來安全風(fēng)險。

（2）遠(yuǎn)動設(shè)備安全可靠：根據(jù)變電運(yùn)維技術(shù)發(fā)展趨勢，無人值班或少人值班模式時代已到來，調(diào)控中心全部的運(yùn)行信息都來自于遠(yuǎn)動設(shè)備，所以保證遠(yuǎn)動設(shè)備的可靠性十分重要，其會直接影響到電網(wǎng)運(yùn)行的安全性、穩(wěn)定性、可靠性?，F(xiàn)有的遠(yuǎn)動裝置硬件設(shè)備使用壽命普遍在十年左右，多數(shù)使用硬盤作為數(shù)據(jù)存儲設(shè)備，通過電力光纖網(wǎng)等媒介實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，現(xiàn)實運(yùn)行中若遠(yuǎn)動裝置故障或失電，將存在極大的安全風(fēng)險。

（3）數(shù)據(jù)通信通道：為了保證變電運(yùn)維技術(shù)的安全可靠，數(shù)據(jù)通信通道的安全可靠性以及冗余性要得到保證，保證數(shù)據(jù)能夠安全、穩(wěn)定傳輸。

（4）數(shù)據(jù)配置：要保證數(shù)據(jù)配置的全面性、安全性、正確性和互補(bǔ)性，充分發(fā)揮變電運(yùn)維技術(shù)的作用。

（5）主控中心安全可靠：為了保證變電運(yùn)維技術(shù)的正常應(yīng)用，主控中心需要發(fā)揮其協(xié)調(diào)作用，充分發(fā)揮各個子功能系統(tǒng)的作用；全方位保證各個子系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠。

3 變電運(yùn)維中的常見問題

3.1 變壓器異常

變壓器是電力系統(tǒng)的重要組成部件，在其運(yùn)行過程中，可能會發(fā)生各種異常狀況，要根據(jù)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行故障預(yù)判，及時進(jìn)行處理，最大限度保證變壓器的正常運(yùn)行。

變壓器的運(yùn)行狀態(tài)異常，主要是從如下幾個方面來進(jìn)行判斷：變壓器聲音異常：變壓器處于正常運(yùn)行狀態(tài)時，會存在均勻的連續(xù)性“嗡嗡”聲，當(dāng)產(chǎn)生其它聲音時，即可斷定變壓器處于不正常運(yùn)行狀態(tài)，可以根據(jù)具體的聲音差異進(jìn)行診斷。

常見的變壓器異常聲音有如下幾種：

（1）聲音顯著增大，但均勻，可能是由電網(wǎng)產(chǎn)生的諧振過電壓或接地引起的過電壓導(dǎo)致的，通過電壓表就能進(jìn)行有效的診斷；過負(fù)荷運(yùn)行也會導(dǎo)致“嗡嗡”聲音顯著變大，如果發(fā)現(xiàn)此類情況，則根據(jù)操作規(guī)程適當(dāng)降低變壓器所帶負(fù)荷，保證負(fù)荷處于規(guī)定范圍內(nèi)，異常聲音就可以自行恢復(fù)正常。

（2）變壓器運(yùn)行時出現(xiàn)雜音，但是各種顯示儀表都正常，雜音產(chǎn)生的原因可能是內(nèi)部螺釘?shù)攘慵蓜?，?dǎo)致變壓器內(nèi)部構(gòu)成鐵芯的硅鋼片振動過大所致。如果不會對變壓器的運(yùn)行造成影響，可暫時不處理，加強(qiáng)觀察，并按照相關(guān)規(guī)程進(jìn)行停電申請和相關(guān)檢查。

（3）變壓器存在局部放電聲音。分接開關(guān)或熔斷器接觸不良時會有“吱吱”放電聲，如果變壓器內(nèi)部接觸不良或存在局部放電，則會隨著離故障位置的距離遠(yuǎn)近發(fā)出各種異樣的“吱吱”或“噼啪”放電聲音。當(dāng)變壓器的瓷套管異常時，在光線較暗的情況下，瓷套管附近會出現(xiàn)電火花或電暈，需要按照相關(guān)規(guī)程進(jìn)行停電并檢查。

（4）變壓器內(nèi)部存在爆裂聲。變壓器絕緣被擊穿時，會伴隨著爆裂聲，此時應(yīng)當(dāng)按照操作規(guī)程及時停電并進(jìn)行檢查。

（5）變壓器內(nèi)部存在水沸騰聲音，并且變壓器油溫急劇升高，可診斷為變壓器內(nèi)部短路引起其內(nèi)部嚴(yán)重發(fā)熱，必須立即斷電，避免起火，進(jìn)行相關(guān)檢查。

當(dāng)變壓器出現(xiàn)部件顏色變化和產(chǎn)生特殊氣味，往往會伴隨著變壓器溫度的異常，導(dǎo)致某些部件發(fā)生化學(xué)變化。絕緣子、套管等出現(xiàn)損傷時，會產(chǎn)生放電現(xiàn)象，并伴隨有異常氣味；二次線路絕緣老化后發(fā)生短路也伴隨著異常氣味；控制電路中的接觸器、電機(jī)、風(fēng)扇、油泵、繼電器等故障發(fā)熱后也會伴隨異常氣味；變壓器絕緣油會接觸到水分、氧氣等，在溫度較高的條件下發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，降低其絕緣性能，反應(yīng)產(chǎn)生的氧化物會對變壓器造成腐蝕，引起內(nèi)部放電、絕緣擊穿等嚴(yán)重后果，變壓器絕緣油由于混入了其他物質(zhì)，顏色也會出現(xiàn)異常。

在變壓器運(yùn)行的時候，其繞組和鐵芯會持續(xù)發(fā)熱，使變壓器油溫升高。為了防止由此引起的變壓器油及內(nèi)部絕緣老化的加劇，必須對變壓器油溫進(jìn)行實時監(jiān)測。當(dāng)變壓器環(huán)境溫度穩(wěn)定、冷卻系統(tǒng)正常的情況下，變壓器溫度明顯高于正常狀態(tài)或處于持續(xù)上升狀態(tài)，可診斷變壓器內(nèi)部出現(xiàn)了異常情況，必須立即停電進(jìn)行檢查。變壓器內(nèi)部故障引起的匝間、層間短路，內(nèi)部接線頭發(fā)熱、鐵芯多點接地等都會導(dǎo)致變壓器溫度異常；冷卻系統(tǒng)中的油泵停轉(zhuǎn)、風(fēng)扇損壞、散熱管道污垢淤積、散熱閥門閉鎖等均會導(dǎo)致變壓器溫度異常。

變壓器運(yùn)行的時候出現(xiàn)變壓器油位異?；蜃儔浩饔蜐B漏都很常見，需要經(jīng)常進(jìn)行巡視檢查。引起變壓器油位異常，通常由如下幾種原因：當(dāng)變壓器油溫正常、變壓器油位卻不正常變化，應(yīng)當(dāng)是由于油標(biāo)管、防爆管道氣孔、油枕吸管器堵塞導(dǎo)致的假油位；當(dāng)變壓器油位過低時會引起輕瓦斯保護(hù)，油位低到一定程度后，變壓器鐵芯及繞組會暴露在外，造成絕緣降低的嚴(yán)重后果；當(dāng)變壓器油位過高，并且油溢出了，需要對變壓器進(jìn)行放油處理。

3.2 互感器異常

互感器在電力系統(tǒng)中屬于二次側(cè)設(shè)備，負(fù)責(zé)承擔(dān)信號測量的任務(wù)，為電力系統(tǒng)的控制和保護(hù)提供所需的模擬量信號?；ジ衅骺赡艹霈F(xiàn)的異常情況包括：內(nèi)部絕緣油的滲漏、內(nèi)部氣體壓力過低、互感器本體發(fā)熱、互感器絕緣損壞放電、異常聲音等。互感器出現(xiàn)故障時，可能會出現(xiàn)發(fā)熱、冒煙、閃絡(luò)等現(xiàn)象，其內(nèi)部鐵芯的固定螺絲出現(xiàn)松動、脫落，導(dǎo)致構(gòu)成鐵芯的硅鋼片無法固定而引發(fā)鐵芯磁通異常，最終導(dǎo)致互感器的輸出信號異常，影響最終的保護(hù)、測量、計量等功能。

3.3 避雷器異常

在電力系統(tǒng)中，避雷器是必不可少的安全防護(hù)設(shè)備，其是一種用于保護(hù)電氣設(shè)備免受高瞬態(tài)過電壓危害并限制續(xù)流時間，也常限制續(xù)流幅值的電器。避雷器通常連接在電網(wǎng)導(dǎo)線與地線之間，其能夠在雷暴天氣時，將雷電信號導(dǎo)入到大地，避免雷電損壞電力設(shè)備，保護(hù)電力設(shè)備安全。避雷器具有優(yōu)異的非線性伏·安特性，系統(tǒng)在正常工作電壓下，其呈現(xiàn)高阻狀態(tài)，僅有極小電流通過。在過電壓、大電流作用下，其呈現(xiàn)低阻態(tài)，從而抑制了避雷器兩端的殘壓。在變電設(shè)備運(yùn)行過程中，由于多種外部因素的影響，避雷器故障頻繁，一旦避雷器燒損，便會引發(fā)接地故障，導(dǎo)致變電站無法正常運(yùn)行。因此，必須重視對變電器的監(jiān)測。

4 變電設(shè)備故障原因

變電設(shè)備故障的原因分為自然原因和人為原因兩大方面，二者都會對電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行產(chǎn)生影響。電力系統(tǒng)中的電氣設(shè)備經(jīng)過長時間運(yùn)行后，都會出現(xiàn)發(fā)熱情況，發(fā)熱會對設(shè)備的絕緣造成一定影響，加速其老化過程，一旦觸發(fā)絕緣的邊界條件，將會導(dǎo)致系統(tǒng)停止運(yùn)行，影響電力系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。環(huán)境因素也會對電氣設(shè)備的運(yùn)行造成影響，例如雷電、高溫、暴雨、冰雹、霧霾等都可能會影響變壓器運(yùn)行，嚴(yán)重時將引起變壓器保護(hù)動作，造成大面積停電。在實際的電力作業(yè)過程中，由于電力作業(yè)人員專業(yè)性較差、誤操作等導(dǎo)致的短路或設(shè)備故障也會對電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成影響。

結(jié)論：本文從變電運(yùn)維技術(shù)概念、變電運(yùn)維常見問題、變電運(yùn)維故障原因、實現(xiàn)變電運(yùn)維安全措施等多方面對變電運(yùn)維技術(shù)展開全方位的研究，通過開展科學(xué)、合理、有效的工作，及時發(fā)現(xiàn)變電運(yùn)維中的異常情況，對變電運(yùn)維技術(shù)進(jìn)行有針對性的優(yōu)化，從而最大限度保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，為工業(yè)生產(chǎn)和人們?nèi)粘Ｉ钐峁﹥?yōu)質(zhì)的電能。