固海揚水泉眼山泵站110kV智能變電站運維及操作分析

寧夏回族自治區(qū)固海揚水管理處 雍 奇 田騏瑜

1 智能變電站對于揚水泵站未來發(fā)展的優(yōu)勢和意義

1.1 智能變電站功能優(yōu)勢

智能變電站具備檢測與控制功能，這是傳統(tǒng)變電站所不具備的功能。由于智能變電站是由智能組件構(gòu)成，賦予其一定的檢測以及數(shù)據(jù)傳輸功能，可實現(xiàn)對順序的控制以及狀態(tài)的檢測。監(jiān)控中心可根據(jù)變電站系統(tǒng)傳輸?shù)母鞣N數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼分析，實現(xiàn)對順序的科學(xué)控制，通過與系統(tǒng)中常規(guī)數(shù)據(jù)的對比，判斷數(shù)據(jù)是否在穩(wěn)定的狀態(tài)內(nèi)，如果狀態(tài)檢測出其數(shù)據(jù)偏差，則可通過監(jiān)控中心下達(dá)相應(yīng)的操作指令，實現(xiàn)對變電站系統(tǒng)的自動控制。相關(guān)工作人員可通過監(jiān)控系統(tǒng)觀察變電站的運行情況，及時了解具體的運行狀態(tài)信息，將檢測的數(shù)據(jù)信息作為故障診斷以及故障維修的依據(jù)，更好地開展故障維修工作[1]。

智能變電站同樣具備預(yù)警功能以及信息提示功能，變電站的傳感器設(shè)備可檢測設(shè)備的運行數(shù)據(jù)，包括溫度、電流等情況，將其以數(shù)據(jù)的形式傳輸至終端系統(tǒng)內(nèi)，系統(tǒng)可對數(shù)據(jù)信息進(jìn)行判斷、核對，當(dāng)數(shù)據(jù)信息出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)會發(fā)出警報，提示故障區(qū)域以及故障點，從而幫助運維人員更快、更準(zhǔn)確的了解變電站運行信息。變電站配置攝像頭等設(shè)備，實現(xiàn)對整體運行狀況的實時監(jiān)測，將其以視頻、數(shù)據(jù)等形式反饋到主機系統(tǒng)內(nèi)，輔助應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)信息傳輸功能，可對設(shè)備故障進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷。信號傳輸功能是傳統(tǒng)變電站所不具備的功能，無線網(wǎng)絡(luò)信息傳輸功能可對各種信號的傳輸、識別、對比，實現(xiàn)對異常信號的科學(xué)處理，幫助相關(guān)工作人員及時了解變電站的異常情況。

1.2 智能變電站在具體工作中的作用

對于大型的提灌工程來講，可很好的促進(jìn)經(jīng)濟發(fā)展，為保護(hù)生態(tài)環(huán)境以及促進(jìn)社會進(jìn)步創(chuàng)造良好的條件，泉眼山泵站作為整個固海揚水工程的重要之處，必須要加強對其的管理。現(xiàn)階段泵站裝機共有7臺，總裝機容量是12600千瓦。這種容量的泵站裝機可很好地提升工程運轉(zhuǎn)的效率。此外在泵站中安裝兩臺主變，兩臺主變的型號均為SZ10-10000/110，這種大功率的設(shè)備由于負(fù)荷高，因此在運行中也很容易造成危險，所以工作人員要加大對設(shè)備的安全管理與后期維護(hù)。

變電站是整個泵站的關(guān)鍵組成部分，因此必須要時刻進(jìn)行監(jiān)督與管理，以免由于變電站出現(xiàn)故障問題而導(dǎo)致整個機械設(shè)備出現(xiàn)安全隱患，這不僅會嚴(yán)重的影響整個灌區(qū)的運行，還會嚴(yán)重影響工作人員的人身安全，因此加強對泉眼山泵站的管理力度，保證其正常平穩(wěn)的運行變得十分重要。

2 智能變電站常見故障和操作方法

2.1 變壓器故障

2.1.1 變壓器故障及其原因分析

變壓器是變電站的基礎(chǔ)組成部分，傳統(tǒng)的變壓器故障需要以人工檢測的方法找出故障原因，以此為基礎(chǔ)對故障進(jìn)行維修。變壓器是變電站電力分流以及電力輸送的基礎(chǔ)，一旦出現(xiàn)故障，可能會導(dǎo)致泵站機組設(shè)備嚴(yán)重?fù)p毀的情況，定期對變壓器進(jìn)行檢查以及維修是機電運行工作對相關(guān)工作人員提出的要求，智能變電站可檢測出變電器的故障以及故障產(chǎn)生的原因，運維人員可通過數(shù)據(jù)及時了解變壓器故障信息。

通常情況下，變壓器故障表現(xiàn)為滲漏、聲音異常、引線故障幾種，監(jiān)控系統(tǒng)的視頻、聲音檢測功能可幫助運維人員準(zhǔn)確了解故障信息。如果是滲漏油故障，其對變壓器的影響比較小，從監(jiān)測系統(tǒng)反饋的視頻信息可判斷其是否出現(xiàn)滲漏，如果變壓器外部區(qū)域附著一層黑色的液體，則表明該位置已經(jīng)發(fā)生滲漏，運維人員需要及時進(jìn)行零件更換，對滲漏位置進(jìn)行處理。滲漏故障嚴(yán)重時，智能變電站會傳輸溫度異常信息，其可能是內(nèi)部零件出現(xiàn)松動、設(shè)備運行過程中振動頻率增加，需要及時固定零件。

聲音異常是指變壓器運行過程中出現(xiàn)異常聲響，監(jiān)測系統(tǒng)可判斷出異常聲響的位置，運維人員根據(jù)反饋信息對故障原因進(jìn)行判斷。其可能是由于線路老化、設(shè)備不穩(wěn)定導(dǎo)致內(nèi)部電壓出現(xiàn)波動，需要重新更換線路、加固系統(tǒng)，解決聲音異常問題；引線故障是指引線發(fā)生斷裂、漏電等問題，一旦引線故障發(fā)生整個電力系統(tǒng)均有可能癱瘓，當(dāng)故障發(fā)生時，相關(guān)人員需要及時更換引線[2]。

2.1.2 變壓器故障以及解決措施

若工作人員在日常工作中發(fā)現(xiàn)變壓器的參數(shù)出現(xiàn)了異常情況，則要及時對實際情況進(jìn)行檢查，若確實出現(xiàn)了運行問題要及時上報給上級部門并做好故障記錄。

運行電壓：在對變壓器進(jìn)行測壓時，要保證變壓器的電壓在既定范圍內(nèi)，通常是在額定電壓范圍上下波動5%；油浸式變壓器頂層油溫：對于頂層油溫來講，要保證小于等于95℃，最佳的頂層油溫溫度是小于80℃。此外，當(dāng)油溫將近55℃時，要及時進(jìn)行冷風(fēng)機冷卻、降低油溫，使其保持在40～50℃之間；當(dāng)干式變壓器的繞組溫度即將到達(dá)55℃時，便要開始準(zhǔn)備冷風(fēng)機的降溫工作，當(dāng)變壓器周圍溫度達(dá)到35℃時，則可使用通風(fēng)風(fēng)機；按照標(biāo)準(zhǔn)，電壓的波動值要在額定值范圍的上下5%，表1為極限電壓值數(shù)據(jù)表。

表1 變壓器極限電壓值表

當(dāng)變壓器出現(xiàn)三相負(fù)載不平衡時，要對最大一相的電流進(jìn)行全程的監(jiān)督。若發(fā)現(xiàn)變壓器出現(xiàn)下列情況變壓及時停止運行：變壓器出現(xiàn)異常聲響，內(nèi)部出現(xiàn)爆破的聲音；在運行過程中出現(xiàn)泄露的情況，內(nèi)部油位出現(xiàn)明顯下降、并下降到標(biāo)準(zhǔn)值以下；套管出現(xiàn)磨損，周圍時常有放電的情況；設(shè)備開始冒煙并伴有火星。

此外，當(dāng)變壓器出現(xiàn)溫度異常時，要及時根據(jù)下列標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理：對變壓器的負(fù)荷進(jìn)行檢查，并檢查冷卻介質(zhì)是否出現(xiàn)異常，維修人員要根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行數(shù)據(jù)核對；檢查溫度檢測設(shè)備是否出現(xiàn)故障，導(dǎo)致出現(xiàn)錯誤信息；檢查變壓器的冷卻情況以及通風(fēng)機器的運行狀況；若在情況檢查過程中發(fā)現(xiàn)冷卻系統(tǒng)出現(xiàn)了故障，則要結(jié)合實際情況對變壓器采取停止運行的措施，并及時對故障處進(jìn)行維修與零件的更換。若存在特殊原因不能進(jìn)行停運，則要降低電壓的負(fù)荷，使其保持在安全范圍內(nèi)。

正常來講，變壓器的溫度儀器不會出現(xiàn)較為明顯的異常，若檢查過程中發(fā)現(xiàn)溫度儀器并沒有故障，則要對運行中的變壓器立即進(jìn)行停運，以免出現(xiàn)更大的問題。變壓器頂層油溫的標(biāo)準(zhǔn)值：自然循環(huán)冷卻。冷卻介質(zhì)額定溫度45℃、最高頂層溫度95℃。

若檢查中發(fā)現(xiàn)變壓器的油位出現(xiàn)明顯下降，則不排除有泄露的情況，要及時進(jìn)行設(shè)備的檢查；若變壓器的油位出現(xiàn)明顯上升、且實際情況確實如此，便要及時進(jìn)行放油處理，以免變壓器出現(xiàn)運行故障；當(dāng)鐵芯接地電流較大時，要加強對周圍環(huán)境的監(jiān)督與檢查。

瓦斯保護(hù)的相關(guān)管理舉措：當(dāng)出現(xiàn)輕瓦斯保護(hù)動作時，管理人員要對變壓器情況進(jìn)行檢查，檢查是否出現(xiàn)了故障信息，并對油位等因素進(jìn)行確認(rèn)，若氣體繼電器內(nèi)存在氣體，要對相關(guān)信息進(jìn)行詳細(xì)的記錄，并對氣體信息上報給上級部門，時刻監(jiān)督運行情況；重瓦斯保護(hù)動作跳閘時，要對變壓器進(jìn)行停運處理，在進(jìn)行維修之前不能隨意接觸變壓器，要對跳閘原因進(jìn)行檢查，并對故障信息進(jìn)行記錄和上報，對出現(xiàn)實際故障的變壓器要及時進(jìn)行更換，保持設(shè)備的正常運行狀態(tài)。

2.2 互感器故障

2.2.1 互感器故障及其原因

互感器設(shè)備在變電站系統(tǒng)中承擔(dān)著電壓和電流轉(zhuǎn)換的作用，可實現(xiàn)對系統(tǒng)的科學(xué)保護(hù)。互感器故障比較常見，按照其功能類型進(jìn)行故障判斷，可將其分為電流互感器故障和電壓互感器故障兩種，電壓互感器故障的產(chǎn)生最大可能是其設(shè)備出現(xiàn)問題，由于互感器的質(zhì)量問題導(dǎo)致無法實現(xiàn)電壓轉(zhuǎn)換。由于電壓互感器作業(yè)環(huán)境比較惡劣，長時間的絕緣運行導(dǎo)致其灰塵堆積較多，使得互感器絕緣損壞。針對此故障，嚴(yán)重時需要及時更換互感器設(shè)備，如果因灰塵過大以及絕緣損壞等問題導(dǎo)致電壓互感器損壞，需要重新更換絕緣線、絕緣子，對互感器運行環(huán)境進(jìn)行清理。

電流互感器常見故障表現(xiàn)為負(fù)載過大，互感器無法實現(xiàn)電流的轉(zhuǎn)化功能，超出互感器荷載承受力的電流通過，導(dǎo)致電力互感器出現(xiàn)損壞。除此之外，內(nèi)部的零件松動或者絕緣故障，會導(dǎo)致變電系統(tǒng)運行出現(xiàn)漏電問題，導(dǎo)致互感器損壞。當(dāng)此故障發(fā)生時，需要及時更換互感器設(shè)備，并對零件松動情況以及絕緣線和絕緣子等設(shè)備進(jìn)行檢查，及時更換松動零件，保障其不會出現(xiàn)漏電故障。

2.2.2 互感器故障以及解決處理

當(dāng)發(fā)現(xiàn)傳感器出現(xiàn)故障時，要及時對故障信息進(jìn)行核查并上報，若不能對故障信息進(jìn)行解決，則要及時少報給上級部門，并將相關(guān)情況進(jìn)行詳細(xì)的記錄，若發(fā)現(xiàn)傳感器出現(xiàn)以下幾種情況，則要立即采取停用：出現(xiàn)油位下降，零件破損等情況，嚴(yán)重存在安全隱患；傳感器表面溫度過高，存在放電的情況；里面帶有異響，出現(xiàn)火星等情況，存在安全隱患；互感器的開路、短路情況不能進(jìn)行解決時；互感器出現(xiàn)煙霧、著火等情況。

電壓互感器的故障現(xiàn)象以及解決措施。三相電壓不平衡：一相參數(shù)出現(xiàn)明顯降低，電壓出現(xiàn)嚴(yán)重的不穩(wěn)定情況，不排除有互感器故障的情況；接地系統(tǒng)出現(xiàn)故障：電壓出現(xiàn)嚴(yán)重的不穩(wěn)定情況，其中兩相出現(xiàn)指針晃動的現(xiàn)象，甚至電壓會達(dá)到最高點。可能是單相接地故障；高壓熔斷器出現(xiàn)故障，很可能是內(nèi)部零件出現(xiàn)損壞，要及時對其進(jìn)行處理；出現(xiàn)電壓升高、指針擺動等情況。若這種情況的出現(xiàn)排除人為操作，則很有可能是互感器內(nèi)部出現(xiàn)損壞，不排除有線路短路的可能；中性點接地系統(tǒng)出現(xiàn)故障，線路接觸不良導(dǎo)致。

電壓互感器故障解決措施：要嚴(yán)格按照相關(guān)規(guī)定，停止人為干預(yù)，防治出現(xiàn)誤操作的情況；檢查熔斷器的運行狀態(tài)，若熔斷器出現(xiàn)故障則要及時進(jìn)行零件更換，并對故障原因進(jìn)行分析，謹(jǐn)慎進(jìn)行解決；檢查電壓回路接頭是否有脫落的情況，并對接觸不良等現(xiàn)象進(jìn)行處理。

電流互感器故障分析以及應(yīng)急處理：當(dāng)互感器出現(xiàn)溫度異常情況時，要對線路接頭進(jìn)行檢查，防治出現(xiàn)松動現(xiàn)象；互感器出現(xiàn)雜音，很可能內(nèi)部零件出現(xiàn)脫落或松動的情況，要及時進(jìn)行檢查，防止出現(xiàn)放電情況，存在安全隱患；絕緣油出現(xiàn)顏色異常，要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對故障進(jìn)行原因分析，檢查是否出現(xiàn)氣體含量超標(biāo)的情況，并對其成分進(jìn)行檢查，若成分并無問題則可排除故障原因。

電流互感器二次回路開路處理：及時將信息上報給上級部門，并退出保護(hù)行為；檢查故障原因，在安全的基礎(chǔ)上對其進(jìn)行短路處理，若不能及時消除故障，則要采取停電的措施。

當(dāng)發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)異常的保護(hù)動作時要及時對設(shè)備進(jìn)行檢查，可采取停止運行的措施，檢查故障情況[3]。

2.3 隔離開關(guān)故障

2.3.1 隔離開關(guān)故障及原因

高壓隔離開關(guān)具備隔離電流、切斷電路的作用，是變電站系統(tǒng)的重要組成部分，其可保障整個電力系統(tǒng)運行的安全性以及穩(wěn)定性。隔離開關(guān)故障可能會導(dǎo)致短路，使得電力系統(tǒng)無法正常供應(yīng)電力，其故障的概率也比較大。隔離開關(guān)最常見的故障問題就是接觸不良問題，對其故障產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析，可能是在設(shè)計過程中隔離開關(guān)的大小以及位置不合理，系統(tǒng)運行期間載流的接觸面積小，但觸點比較多，長時間的運行導(dǎo)致載流接觸面的溫度上升，影響設(shè)備運行的穩(wěn)定性。

不合理地安裝也可能會導(dǎo)致隔離開關(guān)故障，在外力的作用下，銅鋁之間的接觸不良導(dǎo)致溫度上升、設(shè)備故障；隔離開關(guān)的故障受自身質(zhì)量的影響比較大，雖然長時間的作業(yè)也可能會導(dǎo)致其出現(xiàn)故障，但幾率比較小，使用高質(zhì)量、高標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備是減少其故障的主要方法，在設(shè)計安裝過程中需要考慮到接觸點以及接觸面的大小，對銅鋁的接觸情況進(jìn)行監(jiān)測，確保其不會出現(xiàn)故障。一旦出現(xiàn)故障，需要及時更換隔離開關(guān)，按照技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)對其進(jìn)行重新安裝[4]。

2.3.2 高壓隔離開關(guān)運行中的故障情況以及解決措施

當(dāng)開關(guān)不能進(jìn)行操作時，不能強行執(zhí)行；若運行過程中出現(xiàn)支柱絕緣子斷裂的情況，應(yīng)立即停電，并上報給上級部門；若隔離頭出現(xiàn)溫度異常，要及時將相關(guān)信息進(jìn)行報告；若開關(guān)出現(xiàn)阻塞的情況，則要對機構(gòu)設(shè)備進(jìn)行全面檢查，并停止一切操作。排除故障后可繼續(xù)操作；若電動操作出現(xiàn)故障，則要對故障原因進(jìn)行詳細(xì)分析，并進(jìn)行處理。

2.4 斷路器故障

2.4.1 斷路器故障及原因

斷路器具備關(guān)合功能，保障電流回路的穩(wěn)定性，當(dāng)電流回路異常時斷路器啟動，實現(xiàn)對變電站系統(tǒng)的保護(hù)。斷路器故障會導(dǎo)致變電系統(tǒng)出現(xiàn)斷路，增加系統(tǒng)故障的危害性。按照故障類型可將故障因素分為拒動和誤動兩種，其可能由于電壓不穩(wěn)、線圈故障、熔絲接觸不良等因素造成影響。基于智能變電系統(tǒng)的應(yīng)用，可準(zhǔn)確判斷斷路器故障的原因，觀察其是否由于絕緣皮損壞、導(dǎo)線性能下降使得斷路器發(fā)生故障。當(dāng)故障產(chǎn)生時，需要根據(jù)具體的原因及時進(jìn)行絕緣皮更換、導(dǎo)線更換，避免其出現(xiàn)拒動或者誤動故障，影響最終系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

2.4.2 高壓斷路器運行中的異常現(xiàn)象和處理措施

運行中的故障情況：當(dāng)發(fā)現(xiàn)斷路器出現(xiàn)運行異常時，要立即對設(shè)備進(jìn)行維修，若不能解決，則要及時上報上級部門，并將實際情況等相關(guān)信息進(jìn)行記錄；故障情況難以消除或者必須要停電進(jìn)行處理時，要向管理人員進(jìn)行信息匯報，并申請停電處理[5]。

斷路器若存在下列故障，則必須財務(wù)停電處理：設(shè)備外部出現(xiàn)嚴(yán)重破損；氣室出現(xiàn)漏氣等情況，難以進(jìn)行正常操作；斷路器出現(xiàn)故障并有放電的跡象；液壓機構(gòu)壓力出現(xiàn)明顯下降。

有關(guān)斷路器異常的規(guī)定：不能利用人工干預(yù)等手動操作進(jìn)行合閘；沒有自由脫扣的機構(gòu)不能對斷路器進(jìn)行操作；液壓器出現(xiàn)故障、難以自動進(jìn)行合閘時，不能擅自進(jìn)行人工操作等處理。

斷路器故障的處理標(biāo)準(zhǔn)：在斷路器運行過程中，若出現(xiàn)氣體壓力異常時，不能立即對設(shè)備采取斷電處理，要及時采取相應(yīng)措施，斷開斷路器，使斷路器退出運行。

斷路器的故障解決：斷路器出現(xiàn)故障時，要及時對故障原因以及故障時間進(jìn)行記錄，并對事故設(shè)備進(jìn)行監(jiān)督與檢查，判斷設(shè)備自身是否出現(xiàn)故障；斷路器故障分閘時發(fā)生拒動時，要及時對故障原因進(jìn)行檢查，在原因清楚后方可進(jìn)行處理以及運行；SF6斷路器發(fā)生意外事故或者出現(xiàn)漏氣等情況時，管理人員要注意自身防護(hù)，避免距離設(shè)備較近，并佩戴好防毒面具和其他保護(hù)措施。

綜上，智能變電站是我國揚水泵站智能化發(fā)展的重要內(nèi)容，隨著電力技術(shù)的不斷發(fā)展，其功能將會更加完善，為了確保揚水泵站運行的安全性以及穩(wěn)定性，需要定期對智能變電設(shè)備進(jìn)行維護(hù)。由于智能變電站新增了很多智能設(shè)備以及智能系統(tǒng)，如何對其進(jìn)行維護(hù)、操作是運維人員需要重點考慮的內(nèi)容。