110kV變電站運行常見故障及檢修方法

中電建南方建設投資有限公司 黃建霖

1 引言

由于變電站繼電保護的工作量較大，并且內容比較復雜，所以難免會出現故障問題，導致繼電保護工作難以發揮出最佳作用，對變電站的運行和供電的安全性產生一定影響，因此需要針對故障問題進行深入分析。采取針對性的措施排除故障，將繼電保護的優勢發揮出來，提升變電站供電的穩定性和安全性。在電網應用的高等級變壓器中，110kV 及以上變電站中的變壓器的中性點全部都安裝了單相隔離開關，其一端連接變電站的接地網，單相隔離開關的開合時間，以及斷合操作的變更，要嚴格按照變壓器的運行規程以及變電系統的要求執行。中性點的運行雖然是變壓器工作的輔助裝置，但是其對變壓器會產生較大影響，因此要對中性點的運行要求充分掌握，并執行到位，為電網的穩定運行以及供電打下良好基礎。

2 變電站功能概述

電力系統的關鍵組成部分就是變電站，變電站能調整輸送電壓、轉換輸送電流以及控制電力能源的流向，保障電力系統穩定運行。通常變電站都是由多種不同的設備組裝而成，包含變壓器、保護設備、開關以及電容器等部件。其中最核心的設備之一就是變壓器，其可以實現升降電壓以及變換電力等工作。開關可以對電流的通斷以及電流分配進行控制，保護設備可以對電力系統運行的狀態進行監測并且實現對電力系統的保護，避免出現故障。為了進一步提升變電站運行的穩定性，需要進行有效的保護和維修設備。定期對設備進行檢修和維護能確保其穩定工作，并及時處理潛在問題。除此之外，在實時監測變電站運行的狀態時，采用先進的自動化系統以及監控設備能達到事半功倍的效果，可以對監測到的異常情況及時采取具有針對性的處理措施，保障電力系統的安全可靠運行。

3 常見故障

在電力系統運行的過程中，因為變電站設備處于長期的高負荷運載狀態，設備會出現比較嚴重的損耗，將變電站運行的穩定性降低。例如，變壓器、防雷設備以及開關等部件，一旦發生故障，就會對整個電力系統運行的穩定性產生影響。

3.1 變壓器故障

在實際運行的過程中，變壓器如果發生故障就會對變電站整體運行的安全性與穩定性產生影響。在建設110kV 變電站的過程中，已經能有效規避變壓器部分產生的故障，從而有效提升變壓器運行的可靠性以及穩定性。但是在變壓器實際運行的時候仍然會出現部分故障，例如，變壓器短路，會直接影響變電站的運行狀態。如果在110kV 變電站運行的過程中核心變壓器出現故障，就會對整個變電站的運行狀態產生影響，沒有辦法保障電力資源輸出的穩定性和持續性。通過分析變壓器產生故障的類型，主要的變壓器故障是由于油浸式變壓器內部零件出現故障而引發的。

最主要的油浸式變壓器零件故障包含以下幾種，首先就是油浸式變壓器油箱套管因長時間工作出現損壞，使油浸式變壓器內部的鐵芯出現問題，引發油浸式變壓器出現故障；其次為繞組故障及開關故障，這些故障會對油浸式變壓器運行的穩定性產生影響。最后就是油浸式變壓器的接地故障。最容易出現的故障就是繞組故障，在設備長期的高負荷運行狀態下，運行的溫度不斷升高，但是設備的散熱工作卻不能及時進行，降低了設備運行的性能，對變壓器整體運行的安全性及穩定性產生影響。當油溫升高之后，也會對變壓器正常工作產生較大的影響，使變壓器內部繞組的溫度超出正常值，無法穩定運行，引發繞組斷線問題，降低了變電站運行過程中的穩定性和安全性。

3.2 輸電線故障

因為變電站輸電線路工作的環境相對復雜，在受到多種不確定因素的影響下，就會頻繁引發輸電線路故障，在變電站配網系統整體的運行過程中，缺乏安全性和可靠性。為了有效避免這類故障，就要快速診斷發生故障的位置和產生故障的類型，并選用更具有針對性的故障處理方案，以保障輸電線路的故障能夠及時有效被解決。通過分析輸電線路產生故障的類型，可以得知，主要的故障類型包含絕緣子故障、線路斷裂以及短路等[1]。因為輸電線路需要跨越較多的地區，一旦偏遠地區引發線路故障，但是在短期內無法解決線路故障，就會對電力用戶產生一定影響。因此在110kV 輸電線路實際運行的過程中，應有效解決輸電線路產生的故障，從而將110kV 變電站的運行水平全面提升。

3.3 母線系統故障

在變電站實際工作的過程中，母線系統故障出現的頻次比較多，并直接對變電站總體工作的穩定性和安全性形成了影響。通過剖析110kV 變電站中的母線控制系統即可了解，母線的連接方式大多是圓形導線，并利用導線把電能資源送入不同的儀表設備和裝置。在某些系統實際工作中，如果發生某些系統故障，將會對變電站的工作產生很大威脅。通過分析母線系統運行過程中的故障，在變電站日常運行的過程中，系統中電氣設備出現問題是引發母線故障的關鍵，影響整個母線系統運行的安全性。在變電站的實際運行過程中，如果母線樞紐引發故障，會對變電站的正常運行產生極大影響，使變電站不能處于穩定的運行狀態。

4 變電站變電檢修的工作要點

4.1 設備故障的排查

在運行時變電站的一次電壓經常處于正常范圍，而二次電壓的運行體系就比較復雜，目前我國的大部分變電站已經可以應用全光信號，這種信號回路對電壓等級沒有限制，但設備在配電時仍必須采用12V 直流電，因此少數變電站為了運行效果在為通信裝置配電時會考慮使用220V 的單相交流電。因此變壓器設備在實際工作時，通常設有3種以上的不同電壓等級，大型的變電所在工作中更是設有7個以上不同的電壓等級[2]。所以，應科學分析和處理在變壓器設備工作過程中，所檢測到的故障種類及其產生故障的臨界數據，以便確定具體的電氣設備故障排除方法。

4.2 變電檢修的關鍵

對發熱故障的處理方式。發熱故障可以在根本上引發變電站運行故障，如果設備的溫度超出正常值，則會影響正常運行，并且會導致電壓產生變形引發安全問題。因此保障設備的質量，并正確安裝設備能有效的改善設備發熱問題。在對刀閘觸頭進行防氧化處理時可以選用緊固壓力控制裝置進行，通過對設備運行過程中的發熱情況進行改善，采取有效的措施降低設備運行溫度，為設備安全運行打下基礎。針對變電站中不同設備的工作特點，可以按照設備使用的條件、方法，在進行設備的帶電作業時，根據天氣對設備狀態進行判斷。首先負責檢修工作的人員要配備安裝裝備，并了解安全設備的使用方式[3]。其次，負責對設備進行檢修的人要借助安全勞保和均壓勞保保障個人的人身安全。最后，負責檢測設備的人員在工作當天如果身體出現不適情況要及時終止檢修工作，避免出現安全問題。

4.3 電網變電運維中的驗電操作

在對變電站的運行狀態維護的過程中，最重要的工作環節就是驗電，在維護的過程中可以利用有效的方式排除電網運行過程中產生的故障，使電網維修有據可依。首先當變電站電網出現變電現象時，要對線路中的電壓進行檢測，避免在維修電路時出現電壓泄漏的問題，保障故障檢修人員的安全。其次，在故障檢修過程中，可以對維修電路安裝接地線，維持電網內電壓穩定運行。檢修人員在對電網線路進行檢查時，需要根據檢修要求配備安全保護設備，例如，絕緣手套以及絕緣棒。

5 110kV 變電站設備故障預測及檢修方法

5.1 變壓器的故障預測與檢修

第一，預測變壓器故障。變壓器是組成整個變電站的關鍵部分，工作人員在檢查和維修變電設備的時候，要重點關注變壓器故障，可能對變壓器正常運行產生影響的原因有很多，內在以及外在因素都可能引起變壓器的運行故障。外在因素主要是變壓器受到自然環境中電場強度變化的影響，降低設備自身的絕緣性能，引起設備發生裂化。說明變壓器在正常運行時出現故障主要的原因就是運行過程中設備的溫度過高，超出正常溫度范圍。變壓器的內在故障形成因素主要是部分線路短路或者少數配件老化，影響變壓器的穩定運行[4]。

第二，變壓器檢修方式。通過絕緣狀態下檢測變壓器因異常放電發出的聲音，可以了解對變壓器運行產生的影響因素。檢測變壓器內部的油中氣體，如果變壓器處于正常運行的狀態，對異常放電放電情況進行檢測，判斷斷路器的工作狀態。如果要對變壓器絕緣問題進行深入的檢查，就要對變壓器的絕緣值含水量和老化試驗情況進行研究。檢測整個變壓器的支流絕緣狀態可以判斷其工作狀態，如出現故障，應及時拆卸變壓器對其維修。并且對變壓器進行嚴格日常檢查，觀察引線狀態，避免因引線出現問題而造成的變壓器故障。應通過外在因素和內在因素兩個方面對變壓器的故障進行預測，排除任何可能引起變壓器故障的隱患，保證變壓器能正常穩定地運行。接著根據常見的變壓器故障，制定針對性的檢修方案，即使發生故障，也能在短時間內找到最佳的檢修方法，并采取針對性的處理措施。

5.2 斷路器故障的預測與檢修

第一，對斷路器的故障進行預測。斷路器可以實現對電能的控制和保護，其對變電站的安全穩定運行具有重要的意義和作用。斷路器出現故障的大部分因素都是控制系統出現老化或者故障，長時間的持續工作，會降低斷路器的性能，引發老化故障。而控制系統發生故障的主要原因是部分電子元件以及回路有故障現象，引發斷路器失去功能。變電站的行動系統出現故障，會嚴重影響斷路器的操縱功能和傳動功能，但是因為內在因素和外界環境對其造成的共同影響，會使行動系統出現故障問題，最終影響斷路器的工作狀態，使其無法正常工作。

第二，斷路器檢修的方式。對其進行定期檢查，了解可能會導致斷路器出現故障的位置，最低額定電壓判斷斷路器的原件是存在故障。對工作回路中負責導電的電阻進行重點檢修，對斷路器觸頭進行觀察，了解其工作狀態，并對滅弧室的真空程度進行檢測，判斷變電站斷路器是否處于正常的工作狀態。處理斷路器的局部放電情況，對設備性能有所了解，找出斷路器元件間中存在的接觸問題和隱患。

5.3 金屬氧化物避雷器故障預測與檢修

第一，檢測金屬氧化物避雷器是否出現故障。引起避雷器出現故障的主要原因就是塵土和雨水長期堆積造成的污染，或者是因為避雷器的長時間工作，部分零件出現的老化情況導致其發生故障。避雷器屬于外部裝置，假如避雷器在工作的過程中外部環境不能滿足條件，就會引起避雷器在運行過程中受潮，絕緣性能降低。其次，因雷電而引起避雷裝置的內部電流過高，如果超過避雷裝置內部系統所接受的能量，就會導致避雷裝置故障，更嚴重的情況還能導致爆炸事件[5]。

第二，檢測金屬氧化物避雷器的主要方法。檢測避雷裝置內部件的受潮情況時，首先要對內部受潮的狀況進行掌握，也可采用絕緣電流檢測的方法檢修避雷裝置內受潮狀況。對泄漏電流進行監測，掌握發片受潮的情況。還可以通過檢測裝置，對金屬氧化物避雷器實際的運行狀況有所了解。

6 結語

變電站是整個電力系統的關鍵組成部分，如果在正常供電時出現電力故障，則整個電網供電的質量都會受到較大的影響。本文分析了10kV 變電站的中性點的運行方式，并提出了針對性的故障檢修方式。在實際運行和管理變電站的過程中，不斷改進變電站故障防控管理制度，優化故障應急處理方案，有效地規避可能出現的設備故障，保證電力系統的穩定運行，將變電站故障防控工作的優勢充分發揮出來。