林競(jìng)德

（福建省電力有限公司國(guó)網(wǎng)泉州供電公司，福建 泉州 362000）

0 引 言

電能是生產(chǎn)生活中不可缺少的重要能源。隨著我國(guó)工業(yè)發(fā)展、城市建設(shè)速度加快，電網(wǎng)建設(shè)逐漸完善，配電網(wǎng)運(yùn)行也越來(lái)越智能化、自動(dòng)化，其設(shè)備設(shè)施越來(lái)越先進(jìn)，結(jié)構(gòu)變得越來(lái)越復(fù)雜，對(duì)日常運(yùn)行維護(hù)工作提出了更高的要求。變電站是配電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程中的重要設(shè)施，直接與用戶終端相連，進(jìn)行用電分配，其設(shè)備能否正常運(yùn)行關(guān)系到著該區(qū)域內(nèi)的配電業(yè)務(wù)服務(wù)質(zhì)量和用戶用電體驗(yàn)[1]。因此，必須重視對(duì)變電站一次設(shè)備故障預(yù)測(cè)和檢修工作，維持變電站正常和穩(wěn)定運(yùn)行，降低故障風(fēng)險(xiǎn)。

1 變電站一次設(shè)備故障的常見(jiàn)原因

變電站一次設(shè)備包括變壓器、隔離開(kāi)關(guān)、避雷器以及斷路器等，在配電網(wǎng)中發(fā)揮著不可替代的作用，直接關(guān)系著周?chē)潆妳^(qū)域居民的正常工作和生活。一次設(shè)備發(fā)生故障的原因主要可分為設(shè)備本身和外部因素2 個(gè)方面。部分變電站運(yùn)行時(shí)間較長(zhǎng)，設(shè)備相對(duì)老舊，部分零件有老化跡象，并且缺乏良好的日常維護(hù)保養(yǎng)，在持續(xù)運(yùn)行下故障風(fēng)險(xiǎn)逐漸增加，易發(fā)生內(nèi)部絕緣擊穿故障，導(dǎo)致出現(xiàn)避雷器被燒壞、高壓計(jì)量箱炸裂等問(wèn)題[2]。此外，部分變壓器運(yùn)行過(guò)程中長(zhǎng)時(shí)間維持高負(fù)荷狀態(tài)，尤其是夏季用電高峰期，持續(xù)高負(fù)荷運(yùn)行會(huì)增加設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)。

外部因素主要包括氣候因素、外力破壞及管理規(guī)劃不科學(xué)等。在極端天氣下，變電站設(shè)備可能受到影響。例如：雨雪冰凍災(zāi)害下可能會(huì)對(duì)變電設(shè)備造成破壞；長(zhǎng)期陰雨潮濕天氣可能造成設(shè)備零件受潮，增加故障風(fēng)險(xiǎn)；暴雨、雷電、大風(fēng)天氣可能導(dǎo)致周?chē)鷺?shù)木折斷，落在變電設(shè)備上，發(fā)生跳閘，影響周?chē)鷧^(qū)域的正常供電。外力破壞則常見(jiàn)于周?chē)鷧^(qū)域施工導(dǎo)致的意外事故，例如挖斷電力電纜而引起變電站設(shè)備接地故障、跳閘等。此外，在變電站管理工作中，不科學(xué)地規(guī)劃設(shè)備會(huì)增加故障風(fēng)險(xiǎn)。如斷路器定值匹配不合理，或是用戶擴(kuò)容后變電設(shè)備負(fù)荷增加，但未及時(shí)調(diào)整斷路器定值，也可能增加設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)[3]。

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進(jìn)，人們對(duì)變電站設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量的要求越來(lái)越高，需強(qiáng)化設(shè)備故障的預(yù)測(cè)檢修，提前發(fā)現(xiàn)故障風(fēng)險(xiǎn)，及時(shí)排除，做好預(yù)防措施。電力企業(yè)應(yīng)加大資金和人力物力投入，優(yōu)化更新檢修技術(shù)，提高一次設(shè)備檢修的效率與質(zhì)量，確保電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

2 變電站一次設(shè)備的故障監(jiān)測(cè)設(shè)備與技術(shù)

為實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備故障的預(yù)測(cè)檢修，必須對(duì)變電設(shè)備的運(yùn)行進(jìn)行密切監(jiān)測(cè)，相關(guān)企業(yè)、部門(mén)應(yīng)積極引進(jìn)先進(jìn)的技術(shù)和監(jiān)測(cè)設(shè)備，關(guān)注各個(gè)一次設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，評(píng)估其設(shè)備情況以及可能會(huì)出現(xiàn)的故障問(wèn)題，及時(shí)予以處理?？梢岳眉t外線設(shè)備監(jiān)測(cè)變電站中一次設(shè)備運(yùn)行中是否出現(xiàn)過(guò)熱問(wèn)題，觀察設(shè)備表面溫升情況，預(yù)測(cè)其發(fā)生故障的概率。變電設(shè)備常發(fā)生線路接觸不良的故障，可引起發(fā)熱、磁化等問(wèn)題，導(dǎo)致設(shè)備局部過(guò)熱，通過(guò)紅外線設(shè)備能夠隨時(shí)檢出設(shè)備溫度分布情況，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備故障的提前預(yù)測(cè)。此外，紅外線設(shè)備監(jiān)測(cè)無(wú)須與變電設(shè)備進(jìn)行直接接觸，安裝使用更加安全。同時(shí)，可以采用油溫表、超聲波、壓力表監(jiān)測(cè)斷路器和變壓器，評(píng)估其運(yùn)行狀態(tài)是否有缺陷，有無(wú)故障風(fēng)險(xiǎn)，確保各類(lèi)一次設(shè)備都能穩(wěn)定、高效運(yùn)行，減少故障情況。另外，可以采用帶電在線監(jiān)測(cè)裝置，安裝于一次設(shè)備中比較容易發(fā)生故障的位置，設(shè)置多個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，從而密切觀察設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。在安裝監(jiān)測(cè)裝置時(shí)，須注意確保其使用壽命長(zhǎng)于變電一次設(shè)備的使用壽命，若需要監(jiān)測(cè)電流，則應(yīng)借助避雷器記錄泄漏的電流值[4]。

3 變電站一次設(shè)備的故障預(yù)測(cè)與檢修

3.1 變壓器檢修

變壓器是變電站中的主要設(shè)備。在日常維護(hù)管理工作中，必須重視變壓器故障的預(yù)測(cè)檢修。變壓器的常見(jiàn)故障包括繞組接觸外殼、繞組之間短路、變壓漏油、電故障以及熱故障等[5]。電故障通常指由電磁和其他外部環(huán)境因素導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)活化和放電現(xiàn)象。熱故障指設(shè)備局部溫度過(guò)高，燒蝕零部件，常見(jiàn)于接線板、將軍帽等部位，導(dǎo)致變壓器難以正常發(fā)揮功能。在進(jìn)行變壓器檢修時(shí)，需先檢測(cè)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)有運(yùn)行缺陷或故障的變壓器。檢修人員可用超聲探頭檢測(cè)變壓器運(yùn)行時(shí)的放電聲，診斷變壓器是否存在外部故障，并評(píng)估其絕緣性。同時(shí)，可以采用絕緣紙含水量監(jiān)測(cè)、接地絕緣測(cè)試及老化試驗(yàn)等方法評(píng)估變壓器絕緣性。若變壓器老化較嚴(yán)重，絕緣性差，則需要依據(jù)實(shí)際情況判斷是否需要大修。變壓器零件松動(dòng)也可能導(dǎo)致異常放電，可借助震動(dòng)探頭檢測(cè)變壓器中有無(wú)異常震動(dòng)軌跡，從而判斷是否存在零件松動(dòng)情況。檢測(cè)變壓器內(nèi)部繞組情況時(shí)可采取繞組變形試驗(yàn)，檢出線圈有無(wú)變形。針對(duì)變壓漏油問(wèn)題，需定期檢查記錄變壓器的油位、油枕等參數(shù)有無(wú)異常，并檢查整體設(shè)備結(jié)構(gòu)，防止有裂縫或放電情況。在日常巡檢時(shí)，檢修人員不僅可通過(guò)肉眼觀察發(fā)現(xiàn)變壓器異常放電、部分零件損壞、引流線松動(dòng)等問(wèn)題，還可以人工判斷變壓器運(yùn)行的噪聲，觀察其運(yùn)行噪聲有無(wú)異常，反饋設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。若發(fā)現(xiàn)變壓器運(yùn)行中的異常問(wèn)題，則需及時(shí)予以隔離檢修，防止問(wèn)題擴(kuò)大，引起整個(gè)變電器的損壞故障。

3.2 隔離開(kāi)關(guān)檢修

隔離開(kāi)關(guān)的主要功能是隔離高電源，使設(shè)備和線路檢修時(shí)形成斷開(kāi)點(diǎn)，為設(shè)備和維修人員提供安全保護(hù)。因此，維持隔離開(kāi)關(guān)的功能和性能正常非常重要。

（1）做好隔離開(kāi)關(guān)的調(diào)試工作。操作人員嚴(yán)格按照出廠要求以及變電站一次設(shè)備運(yùn)行需求調(diào)試開(kāi)關(guān)各項(xiàng)數(shù)值，仔細(xì)檢查其設(shè)計(jì)、組成、運(yùn)行工藝是否符合變電站實(shí)際使用需求和要求，并將開(kāi)關(guān)位置安裝在遠(yuǎn)控處，確保隔離開(kāi)關(guān)安裝和使用的規(guī)范性、安全性、可靠性，降低故障風(fēng)險(xiǎn)。

（2）觀察高壓開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)。檢修人員及時(shí)觀察高壓開(kāi)關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)，判斷是否有運(yùn)行過(guò)熱、異響或出現(xiàn)拒動(dòng)、誤動(dòng)情況，分析故障時(shí)是否有超級(jí)跳閘情況，并采取對(duì)應(yīng)的處理措施。高壓開(kāi)關(guān)中細(xì)小的零件故障也會(huì)影響其功能的實(shí)現(xiàn)，因此需觀察螺絲、銷(xiāo)子、瓷件等細(xì)小零部件的性能狀態(tài)，防止出現(xiàn)變形、破損、松動(dòng)掉落等情況。同時(shí)，檢修人員需定期檢測(cè)隔離開(kāi)關(guān)電壓、電流數(shù)值，與額定數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，確保二者一致。若出現(xiàn)數(shù)值不匹配的情況，則應(yīng)及時(shí)查找原因，排除問(wèn)題。

如今，智能電網(wǎng)發(fā)展越來(lái)越快，可對(duì)隔離開(kāi)關(guān)采取遠(yuǎn)程監(jiān)督系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)管理，實(shí)時(shí)掌握開(kāi)關(guān)工作狀態(tài)，一旦出現(xiàn)故障問(wèn)題，就可以及時(shí)定位故障，并向檢修人員報(bào)警，使其快速到達(dá)故障位置完成維修工作，降低故障問(wèn)題帶來(lái)的損失和不利影響。

3.3 避雷器檢修

避雷器是變電設(shè)備中的常用裝置，主要功能是降低雷電天氣對(duì)變電設(shè)備的影響，防止出現(xiàn)內(nèi)部電壓過(guò)高，保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行。在實(shí)際應(yīng)用中，隨著避雷器使用時(shí)間增長(zhǎng)，其閥片、絕緣套管會(huì)出現(xiàn)老化，性能受到影響，加上電流增加、受潮等因素影響，容易發(fā)生熱擊穿故障，甚至出現(xiàn)爆炸，影響變電設(shè)備的運(yùn)行。而天氣變化引起局部放電現(xiàn)象可損壞避雷器，引發(fā)故障。因此，檢修人員在變電一次設(shè)備檢修中，需全面把握避雷器運(yùn)行情況，通過(guò)監(jiān)測(cè)泄漏電流值、絕緣電阻測(cè)試等方法了解避雷器內(nèi)部閥片的潮濕情況，及時(shí)予以處理。

3.4 互感器檢修

互感器故障通常采取系統(tǒng)檢修的方式進(jìn)行處理，目前智能變電站中常用的互感器為電子式的電壓互感器或電流互感器，需采取不同的檢修方法。電壓互感器檢修時(shí)先查看電壓指示燈，若提示處于電壓不平衡狀態(tài)，則說(shuō)明互感器兩側(cè)電壓存在差異，可能存在電壓采集異常。若互感器電壓一相數(shù)值明顯下降或數(shù)值為0，說(shuō)明可能存在一相接地故障。檢修人員還可判聽(tīng)互感器運(yùn)行時(shí)是否有放電聲，反映設(shè)備內(nèi)部是否出現(xiàn)故障。若指示燈閃爍，則提示互感器內(nèi)部采集器出現(xiàn)故障或光纖回路出現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)處理，以免發(fā)生安全事故。電流互感器檢修過(guò)程中，需查看指示燈，指示燈狀態(tài)可反映互感器運(yùn)行狀態(tài)，觀察指示燈變化可掌握故障情況及需要的處理方法、保護(hù)動(dòng)作。若電流互感器運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)異響、發(fā)熱、冒火花等情況，均提示設(shè)備故障，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行隔離檢修，預(yù)防誤動(dòng)、拒動(dòng)情況，以免引發(fā)更嚴(yán)重的故障問(wèn)題，增加檢修任務(wù)量。

3.5 斷路器檢修

斷路器故障可引發(fā)用電安全事故，需要確保其功能和性能良好。斷路器常見(jiàn)故障原因包括絕緣系統(tǒng)老化、行動(dòng)系統(tǒng)故障、控制系統(tǒng)故障等，導(dǎo)致斷路器控制無(wú)法發(fā)揮作用。絕緣設(shè)施部件隨著使用時(shí)間增長(zhǎng)容易出現(xiàn)老化現(xiàn)象，導(dǎo)致絕緣性能下降，引發(fā)斷路器故障。行動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障則影響斷路器的傳動(dòng)、操作功能，導(dǎo)致斷路器控制無(wú)法發(fā)揮預(yù)期作用。控制系統(tǒng)常見(jiàn)故障原因是斷路器回路故障或電子元器件出現(xiàn)損壞，導(dǎo)致控制失效。斷路器故障可能出現(xiàn)過(guò)熱、異響、起火、誤動(dòng)及拒動(dòng)等情況，在檢修時(shí)須注意觀察。誤動(dòng)、拒動(dòng)情況的原因比較復(fù)雜，誤動(dòng)通常是由于電源回路故障、互感器連接錯(cuò)誤、操作失誤等原因所致，拒動(dòng)則主要由于線圈層間短路、控制回路接觸不良、蓄電池欠壓以及二次接線等因素所致。為了保障斷路器正常發(fā)揮功能，檢修人員應(yīng)監(jiān)測(cè)斷路器的運(yùn)行情況，通過(guò)30%～65%額定電壓中最低額定電壓來(lái)有效檢測(cè)其電磁特性，分析評(píng)估斷路器是否存在運(yùn)行缺陷，以便及時(shí)進(jìn)行維修。

4 變電站一次設(shè)備故障預(yù)測(cè)與檢修相關(guān)注意事項(xiàng)

在變電站一次設(shè)備故障檢修中，對(duì)變壓器、高壓配置的檢修尤為重要，其中高壓配置的絕緣性能對(duì)于變電設(shè)備的正常運(yùn)行起著關(guān)鍵性作用，許多變電設(shè)備故障都是由于高壓配置絕緣性能下降所致。在安裝或更換高壓配置時(shí)，不僅需要檢查其出廠合格情況，還要充分考慮運(yùn)輸不當(dāng)或安裝錯(cuò)誤導(dǎo)致的磨損問(wèn)題，現(xiàn)場(chǎng)再次檢驗(yàn)高壓配置的絕緣性，檢查絕緣氣體質(zhì)量以及是否有漏氣問(wèn)題，保障設(shè)備運(yùn)行安全性。此外，各個(gè)變電站的配電區(qū)域范圍、用戶數(shù)量、運(yùn)行負(fù)荷等實(shí)際情況有所不同，在進(jìn)行故障預(yù)測(cè)檢修工作時(shí)也應(yīng)采取針對(duì)性措施。出于成本和經(jīng)濟(jì)效益考慮，對(duì)于部分負(fù)荷較高、故障率高及比較重要的變電站，可安裝一些先進(jìn)的監(jiān)測(cè)裝置設(shè)備進(jìn)行持續(xù)監(jiān)控，定期進(jìn)行大修，維修更換松動(dòng)、磨損、老化的零件，確保設(shè)備正常運(yùn)行。對(duì)于部分故障率較低的變電站，無(wú)須安裝昂貴的監(jiān)測(cè)裝置，可科學(xué)分析變電站實(shí)際運(yùn)行情況，評(píng)估故障風(fēng)險(xiǎn)，采取合理的方法適當(dāng)延長(zhǎng)設(shè)備檢測(cè)周期，在確保變電站正常使用的同時(shí)降低檢修成本。此外，應(yīng)考慮氣候變化因素，在換季時(shí)期以及極端天氣情況下加強(qiáng)檢修維護(hù)，縮短檢修周期，為變電站的正常工作提供保障。

5 結(jié) 論

變電站是電網(wǎng)中的關(guān)鍵性設(shè)施，其中的一次設(shè)備直接參與電能的傳輸、配送工作，其設(shè)備性能和運(yùn)行狀態(tài)直接影響變電站整體工作效率和工作安全性、穩(wěn)定性。為維持變電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)，相關(guān)檢修人員應(yīng)加強(qiáng)一次設(shè)備故障的預(yù)測(cè)檢修，積極開(kāi)展日常監(jiān)測(cè)維護(hù)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行缺陷和狀態(tài)異常，采取有效處理措施，使變電站持續(xù)處于安全、高效的工作狀態(tài)，為智能電網(wǎng)的輸電、配電提供設(shè)備支撐，避免嚴(yán)重故障導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)行中斷，滿足配電區(qū)域內(nèi)的用電需求，改善用戶的用電體驗(yàn)。