變電運維技術在電力工程中的應用

國網江蘇省電力有限公司徐州供電分公司 蘇 晴 王嶼蕃 孫 鵬

為了保障電力系統的穩定運行，保證工業生產和人們日常生活對于多元化電能的需求，采用變電運維技術是十分必要的。通常情況下，電力系統會受到來自于多方面的影響，如何快速從受干擾狀態恢復到穩定的運行狀態是衡量電力系統運行穩定性、可靠性的一項重要指標，所以變電運維技術對于電力系統至關重要。變電運維技術在保障電網安全運行中起到了關鍵作用，降低電力系統故障率，降低電力經濟損失。本文從多方面對變電運維技術進行分析，包括變電運維技術基本概念、變電設備常規故障及故障原因等，最后給出了利用變電運維技術保證電網、設備安全運行的措施。

1 變電運維技術介紹

變電運維技術是指電力作業人員對電力設備進行巡視和維護，或根據調控部門下達的調度指令對電力設備進行停送電等操作，或在設備異常或故障處理時所遵循的規范、原則、方法。為了提高電力系統的可靠性、穩定性以及電力資源的利用效率，必須重視變電運維技術。變電運維技術是一項復雜的綜合性技術，必須加強對電力設備的運行維護力度，進行精益化管控，才能最大限度降低故障的發生概率，保證電力系統的安全、穩定、可靠運行。

2 變電運維技術分析

從變電運維技術的角度來看，需要滿足如下要求：

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

（2）遠動設備安全可靠：根據變電運維技術發展趨勢，無人值班或少人值班模式時代已到來，調控中心全部的運行信息都來自于遠動設備，所以保證遠動設備的可靠性十分重要，其會直接影響到電網運行的安全性、穩定性、可靠性。現有的遠動裝置硬件設備使用壽命普遍在十年左右，多數使用硬盤作為數據存儲設備，通過電力光纖網等媒介實現數據交互，現實運行中若遠動裝置故障或失電，將存在極大的安全風險。

（3）數據通信通道：為了保證變電運維技術的安全可靠，數據通信通道的安全可靠性以及冗余性要得到保證，保證數據能夠安全、穩定傳輸。

（4）數據配置：要保證數據配置的全面性、安全性、正確性和互補性，充分發揮變電運維技術的作用。

（5）主控中心安全可靠：為了保證變電運維技術的正常應用，主控中心需要發揮其協調作用，充分發揮各個子功能系統的作用；全方位保證各個子系統的安全、穩定、可靠。

3 變電運維中的常見問題

3.1 變壓器異常

變壓器是電力系統的重要組成部件，在其運行過程中，可能會發生各種異常狀況，要根據變壓器的運行狀態進行故障預判，及時進行處理，最大限度保證變壓器的正常運行。

變壓器的運行狀態異常，主要是從如下幾個方面來進行判斷：變壓器聲音異常：變壓器處于正常運行狀態時，會存在均勻的連續性“嗡嗡”聲，當產生其它聲音時，即可斷定變壓器處于不正常運行狀態，可以根據具體的聲音差異進行診斷。

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，可能是由電網產生的諧振過電壓或接地引起的過電壓導致的，通過電壓表就能進行有效的診斷；過負荷運行也會導致“嗡嗡”聲音顯著變大，如果發現此類情況，則根據操作規程適當降低變壓器所帶負荷，保證負荷處于規定范圍內，異常聲音就可以自行恢復正常。

（2）變壓器運行時出現雜音，但是各種顯示儀表都正常，雜音產生的原因可能是內部螺釘等零件松動，導致變壓器內部構成鐵芯的硅鋼片振動過大所致。如果不會對變壓器的運行造成影響，可暫時不處理，加強觀察，并按照相關規程進行停電申請和相關檢查。

（3）變壓器存在局部放電聲音。分接開關或熔斷器接觸不良時會有“吱吱”放電聲，如果變壓器內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近發出各種異樣的“吱吱”或“噼啪”放電聲音。當變壓器的瓷套管異常時，在光線較暗的情況下，瓷套管附近會出現電火花或電暈，需要按照相關規程進行停電并檢查。

（4）變壓器內部存在爆裂聲。變壓器絕緣被擊穿時，會伴隨著爆裂聲，此時應當按照操作規程及時停電并進行檢查。

（5）變壓器內部存在水沸騰聲音，并且變壓器油溫急劇升高，可診斷為變壓器內部短路引起其內部嚴重發熱，必須立即斷電，避免起火，進行相關檢查。

當變壓器出現部件顏色變化和產生特殊氣味，往往會伴隨著變壓器溫度的異常，導致某些部件發生化學變化。絕緣子、套管等出現損傷時，會產生放電現象，并伴隨有異常氣味；二次線路絕緣老化后發生短路也伴隨著異常氣味；控制電路中的接觸器、電機、風扇、油泵、繼電器等故障發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生化學反應，降低其絕緣性能，反應產生的氧化物會對變壓器造成腐蝕，引起內部放電、絕緣擊穿等嚴重后果，變壓器絕緣油由于混入了其他物質，顏色也會出現異常。

在變壓器運行的時候，其繞組和鐵芯會持續發熱，使變壓器油溫升高。為了防止由此引起的變壓器油及內部絕緣老化的加劇，必須對變壓器油溫進行實時監測。當變壓器環境溫度穩定、冷卻系統正常的情況下，變壓器溫度明顯高于正常狀態或處于持續上升狀態，可診斷變壓器內部出現了異常情況，必須立即停電進行檢查。變壓器內部故障引起的匝間、層間短路，內部接線頭發熱、鐵芯多點接地等都會導致變壓器溫度異常；冷卻系統中的油泵停轉、風扇損壞、散熱管道污垢淤積、散熱閥門閉鎖等均會導致變壓器溫度異常。

變壓器運行的時候出現變壓器油位異常或變壓器油滲漏都很常見，需要經常進行巡視檢查。引起變壓器油位異常，通常由如下幾種原因：當變壓器油溫正常、變壓器油位卻不正常變化，應當是由于油標管、防爆管道氣孔、油枕吸管器堵塞導致的假油位；當變壓器油位過低時會引起輕瓦斯保護，油位低到一定程度后，變壓器鐵芯及繞組會暴露在外，造成絕緣降低的嚴重后果；當變壓器油位過高，并且油溢出了，需要對變壓器進行放油處理。

3.2 互感器異常

互感器在電力系統中屬于二次側設備，負責承擔信號測量的任務，為電力系統的控制和保護提供所需的模擬量信號。互感器可能出現的異常情況包括：內部絕緣油的滲漏、內部氣體壓力過低、互感器本體發熱、互感器絕緣損壞放電、異常聲音等。互感器出現故障時，可能會出現發熱、冒煙、閃絡等現象，其內部鐵芯的固定螺絲出現松動、脫落，導致構成鐵芯的硅鋼片無法固定而引發鐵芯磁通異常，最終導致互感器的輸出信號異常，影響最終的保護、測量、計量等功能。

3.3 避雷器異常

在電力系統中，避雷器是必不可少的安全防護設備，其是一種用于保護電氣設備免受高瞬態過電壓危害并限制續流時間，也常限制續流幅值的電器。避雷器通常連接在電網導線與地線之間，其能夠在雷暴天氣時，將雷電信號導入到大地，避免雷電損壞電力設備，保護電力設備安全。避雷器具有優異的非線性伏·安特性，系統在正常工作電壓下，其呈現高阻狀態，僅有極小電流通過。在過電壓、大電流作用下，其呈現低阻態，從而抑制了避雷器兩端的殘壓。在變電設備運行過程中，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，便會引發接地故障，導致變電站無法正常運行。因此，必須重視對變電器的監測。

4 變電設備故障原因

變電設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的安全、穩定、可靠運行產生影響。電力系統中的電氣設備經過長時間運行后，都會出現發熱情況，發熱會對設備的絕緣造成一定影響，加速其老化過程，一旦觸發絕緣的邊界條件，將會導致系統停止運行，影響電力系統的安全、穩定、可靠運行。環境因素也會對電氣設備的運行造成影響，例如雷電、高溫、暴雨、冰雹、霧霾等都可能會影響變壓器運行，嚴重時將引起變壓器保護動作，造成大面積停電。在實際的電力作業過程中，由于電力作業人員專業性較差、誤操作等導致的短路或設備故障也會對電力系統的安全運行造成影響。

結論：本文從變電運維技術概念、變電運維常見問題、變電運維故障原因、實現變電運維安全措施等多方面對變電運維技術展開全方位的研究，通過開展科學、合理、有效的工作，及時發現變電運維中的異常情況，對變電運維技術進行有針對性的優化，從而最大限度保證電力系統的正常運行，為工業生產和人們日常生活提供優質的電能。