220 kV變電站變電運(yùn)行故障處理及探討

徐 盛

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司常州供電公司,江蘇 常州 213200）

0 引 言

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展與科技水平的飛速進(jìn)步，在一定程度上推動(dòng)了我國電力行業(yè)的發(fā)展。隨著社會(huì)生產(chǎn)力的不斷提升，社會(huì)整體用電需求不斷增長，這就要求變電站提高變電運(yùn)行質(zhì)量與運(yùn)行效率。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，下面對(duì)變電運(yùn)行故障問題、引發(fā)原因以及處理措施三方面進(jìn)行了詳細(xì)探討[1]。

1 探討220 kV變電站常見運(yùn)行故障

1.1 母線損毀故障

母線是變電器的重要組成部分，在日常運(yùn)行中極易出現(xiàn)損壞，影響變電站的正常運(yùn)行。母線損毀的主要原因是日常運(yùn)行中的自然損耗，與其他線路的擠壓、碰撞，電壓不穩(wěn)定，變電設(shè)備安裝不正確等。

1.2 開關(guān)損壞故障

電路中的隔離開關(guān)起到了隔離作用，在無滅弧能力的支持下，即便缺乏負(fù)荷電流，同樣能進(jìn)行分電路和合電路。隔離開關(guān)經(jīng)常發(fā)生故障，主要是載流回路負(fù)荷超量產(chǎn)生大量熱量引起的。這種故障通常發(fā)生在接頭和線樁位置，由于載流回路的接觸面偏窄，熱量得不到及時(shí)散出，導(dǎo)致載流回路過熱。

1.3 線路損壞故障

線路損壞故障是變電站變電運(yùn)行過程中常見的一種故障。線路是變電站變電運(yùn)行過程中的重要部分，是輸送電力能源的媒介，是變電運(yùn)行安全與穩(wěn)定的關(guān)鍵。目前，在變電運(yùn)行中，自然損耗和線路運(yùn)行壓力過大等原因都會(huì)導(dǎo)致線路出現(xiàn)開裂、損壞，進(jìn)而引發(fā)故障問題，影響變電運(yùn)行的安全與穩(wěn)定。

1.4 變壓器故障

變電站的變壓器包含多個(gè)構(gòu)件，功能強(qiáng)大，是轉(zhuǎn)換交流電壓重要設(shè)備，如果出現(xiàn)問題就會(huì)影響到整個(gè)電網(wǎng)的正常運(yùn)營。變壓器經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)異響現(xiàn)象，此時(shí)需要停下變壓器，將異音的原因進(jìn)行仔細(xì)排查。例如自身負(fù)荷驟然增大，出現(xiàn)負(fù)荷過量就會(huì)引起異響；由于接觸不良導(dǎo)致的個(gè)別開關(guān)放電打火，觸頭被燒壞；亦或者是對(duì)地放電。此外還有零件松動(dòng)、系統(tǒng)短路、鐵磁諧振等都會(huì)導(dǎo)致變壓器出現(xiàn)故障。

2 220 kV變電站變電運(yùn)行故障原因分析

2.1 人為因素影響

人為操作事故主要是由于作業(yè)人員操作失誤引發(fā)的。工作人員沒有遵守變電管理制度，沒有根據(jù)實(shí)際操作難度選擇合適的操作方法，同時(shí)還與作業(yè)人員當(dāng)時(shí)的心理狀態(tài)和實(shí)際專業(yè)能力等有關(guān)。人為原因?qū)е碌氖鹿示哂袝r(shí)間特點(diǎn)，如交接班期間，作業(yè)人員可能會(huì)發(fā)生注意力不集中的現(xiàn)象，忽視安全操作，易發(fā)生事故問題。具體違規(guī)操作包括：未執(zhí)行復(fù)誦、打鉤等基本操作；跳項(xiàng)、漏項(xiàng)；未核對(duì)保護(hù)壓板；防誤裝置使用不當(dāng)、監(jiān)護(hù)人員和操作人員錯(cuò)位等[2]。

2.2 設(shè)備差異因素

國內(nèi)變電站建設(shè)和投運(yùn)時(shí)間不一致，相關(guān)設(shè)備的規(guī)格型號(hào)可能存在差異，對(duì)應(yīng)的設(shè)備檢修需求不同。因此，在進(jìn)行設(shè)備統(tǒng)一檢修工作時(shí)可能無法滿足個(gè)別變電設(shè)備檢修需求，存在一定的安全隱患。此外，在針對(duì)變電運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行故障檢修時(shí)，由于預(yù)防檢修能力不足導(dǎo)致無法從根本上解決變電設(shè)備潛在問題。再者，部分變電站投運(yùn)時(shí)間較長，沒有考慮設(shè)備使用壽命和狀態(tài)，不能及時(shí)更換老化設(shè)備，增加了設(shè)備事故發(fā)生的可能性，嚴(yán)重影響了變電運(yùn)行安全。

2.3 自然環(huán)境威脅

變電系統(tǒng)是一種相對(duì)復(fù)雜的系統(tǒng)，且多處于露天環(huán)境下，受天氣環(huán)境因素影響較大，如雷擊、大雨、臺(tái)風(fēng)等，都可能會(huì)對(duì)UI變電線路造成不良影響，導(dǎo)致輸電線路出現(xiàn)損壞。一般來說，在電力站正常運(yùn)行的過程中，都會(huì)有電網(wǎng)的額定電壓對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。雷雨天氣，雷擊會(huì)造成供配電系統(tǒng)中的部分線路出現(xiàn)電壓過高的情況。變電站的雷擊情況主要包括以下幾點(diǎn)。

2.3.1 雷電直沖擊

當(dāng)雷電直接擊中變電站的電力裝置后，電氣設(shè)備就會(huì)產(chǎn)生局部電流過強(qiáng)、電壓過高的情況，同時(shí)釋放出大量熱量，直接的影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，甚至造成電力裝置發(fā)生損壞。若沒有良好的防護(hù)措施，就會(huì)破壞變電站設(shè)備中的絕緣層，導(dǎo)致電力設(shè)備發(fā)生故障，甚至發(fā)生爆炸。

2.3.2 感應(yīng)過電壓

當(dāng)雷電出現(xiàn)在變電站空中線路上方后，線路的靜電感應(yīng)就會(huì)使很多束縛電聚集在一起。當(dāng)雷電擊中中架設(shè)在空中的線路時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)電壓過高現(xiàn)象，即過電壓，會(huì)對(duì)變電系統(tǒng)造成嚴(yán)重危害。

2.4 其他原因

當(dāng)前變電站在變電運(yùn)行過程中還存在管理制度不完善，監(jiān)管流程不規(guī)范等問題，極大地降低了變電運(yùn)行的穩(wěn)定性。部分作業(yè)人員未按照操作規(guī)范、監(jiān)護(hù)制度進(jìn)行施工，導(dǎo)致變電運(yùn)行現(xiàn)場的安全措施無法得到落實(shí)，同時(shí)還缺失完善的監(jiān)管制度。部分管理人員在進(jìn)行操作防范管理時(shí)，未考慮具體要求和相關(guān)措施，導(dǎo)致變電運(yùn)行監(jiān)理工作僅存在與形式，無法發(fā)揮出應(yīng)用的管理作用。例如，部分值班人員在未得到批準(zhǔn)的情況下便擅自打開接地刀閘機(jī)箱的掛鎖、進(jìn)行危險(xiǎn)分析控制等[3]。

3 220 kV變電站變電運(yùn)行故障處理措施

3.1 母線損毀故障的檢查維修

母線故障問題在變電站運(yùn)行過程中極為常見，故障發(fā)生時(shí)，應(yīng)對(duì)故障現(xiàn)場進(jìn)行細(xì)致檢查，以便制定最佳維修方案，如選擇重新安裝母線或是對(duì)當(dāng)前母線纏繞松緊度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。在完成維修后，就應(yīng)接通電源對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行測試，若恢復(fù)正常，即可證明導(dǎo)致故障問題的原因就在于母線纏繞不當(dāng)。若沒有恢復(fù)正常運(yùn)行，則應(yīng)進(jìn)一步查看預(yù)埋部分是否出現(xiàn)破損問題。在修復(fù)完成后，還應(yīng)對(duì)母線的關(guān)鍵部分進(jìn)行加固處理，保證其正常運(yùn)行。

3.2 開關(guān)故障的檢查維修

開關(guān)設(shè)備在變電站實(shí)際運(yùn)行中應(yīng)用頻率較高，工作強(qiáng)度較大，再加上其材質(zhì)較為特殊，發(fā)生故障是難以避免的。當(dāng)開關(guān)發(fā)生故障時(shí)，工作人員應(yīng)對(duì)具體問題進(jìn)行細(xì)致勘察，以便準(zhǔn)確判斷故障類型，然后選用適宜解決辦法。通常情況下，開關(guān)在運(yùn)行過程中出現(xiàn)較大噪音時(shí)，應(yīng)將其從設(shè)備中拆卸下來，并按照由表及里的順序進(jìn)行檢查，觀察其表面是否平整，檢查其底部是否存在油污或灰塵，在清理后再重新進(jìn)行線圈安裝。若檢查后，其表面不存在上述問題，就應(yīng)對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行檢查，檢查是否是由于電壓不穩(wěn)，工作壓力過高，使用頻率過大等問題而引發(fā)開關(guān)設(shè)備老化問題。檢查后發(fā)現(xiàn)是變電器設(shè)備性能問題后，就應(yīng)對(duì)其損壞部件進(jìn)行更換或維修。而當(dāng)開關(guān)設(shè)備只是出現(xiàn)操作不靈敏、反應(yīng)遲鈍問題時(shí)，對(duì)開關(guān)與設(shè)備的連接部位進(jìn)行檢查，檢查是否存在灰塵油污問題，并對(duì)其進(jìn)行基本的清理。檢查其內(nèi)部彈簧是否存在金屬疲勞問題，并依據(jù)實(shí)際情況來進(jìn)行部件的更換或維修。

3.3 線路跳閘故障處理措施

當(dāng)220 kV變電站在變電運(yùn)行過程中出現(xiàn)線路跳閘問題時(shí)，應(yīng)立即對(duì)線路進(jìn)行逐步排查，以便快速確定線路跳閘的具體區(qū)域，并對(duì)其進(jìn)行細(xì)致檢查，直至找到引發(fā)線路跳閘的原因。通常情況下，應(yīng)對(duì)母線及其連接的相關(guān)電力設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢查，判斷是否存在短路問題，然后檢查線路低壓側(cè)及其他相關(guān)線路保護(hù)裝置是否出現(xiàn)故障。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)是因?yàn)橹骶€路保護(hù)拒動(dòng)而引發(fā)的線路跳閘故障時(shí)，可以將主變轉(zhuǎn)冷備用，使用另一臺(tái)主變負(fù)荷，合上母線連接開關(guān)。

3.4 優(yōu)化防雷接地設(shè)計(jì)

對(duì)于在220 kV變電站中所使用的電壓母線，若出現(xiàn)接地故障，電流值會(huì)不斷增加，但要滿足R≤2 000/I是存在較大困難的。當(dāng)前所應(yīng)用的技術(shù)中，接地電阻要求從原來的0.5 Ω提升到了5 Ω。對(duì)其阻值的調(diào)整實(shí)際上也是希望能夠?qū)⒔拥匮b置有效的應(yīng)用到隔離措施中去，從而保證220 kV變電站更加穩(wěn)定安全的運(yùn)行。對(duì)3～10 kV的避雷裝置來說，隨著其電位的升高，其不應(yīng)該有什么動(dòng)作，或在進(jìn)行動(dòng)作后不能出現(xiàn)損壞的情況。利用科學(xué)的計(jì)算方法，對(duì)接觸電位差以及跨步電位差進(jìn)行有效計(jì)算，確保其能夠滿足相關(guān)要求。在施工時(shí)，還需充分考慮測量及繪制過程中產(chǎn)生的電位分布曲線。對(duì)220 kV變電站接地網(wǎng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，接地網(wǎng)應(yīng)使用房屋地基中的金屬性質(zhì)物體，并保證接地網(wǎng)要成為閉合性的環(huán)形結(jié)構(gòu)，應(yīng)用接一點(diǎn)的方法進(jìn)行連接。

4 提升220 kV變電站變電運(yùn)行質(zhì)量的建議

4.1 優(yōu)化日常維護(hù)檢修工作

在變電運(yùn)行管理中，需要不斷加強(qiáng)日常維護(hù)、檢修工作，及時(shí)記錄關(guān)鍵設(shè)備檢修過程，并進(jìn)行檔案歸檔。對(duì)可能出現(xiàn)的故障問題進(jìn)行預(yù)防管理，加強(qiáng)預(yù)防性檢修工作，同時(shí)需要結(jié)合設(shè)備壽命、特性等進(jìn)行檢修規(guī)劃的編制，以便于發(fā)生故障問題時(shí)，以最快速度進(jìn)行處理，避免帶病運(yùn)行等狀況的發(fā)生。再者，長期使用設(shè)備需要考慮其折損問題，及時(shí)對(duì)老舊設(shè)備進(jìn)行更換。設(shè)備的檢修、調(diào)試等工作是降低事故發(fā)生率的主要措施之一。

4.2 加強(qiáng)變電操作人員的培訓(xùn)

電力企業(yè)應(yīng)重視變電操作人員的專業(yè)能力提升，如定期對(duì)員工進(jìn)行培訓(xùn)、考核，提高相關(guān)作業(yè)人員的應(yīng)變能力和操作技能，培養(yǎng)員工安全意識(shí)，明確個(gè)人崗位職責(zé)等。在醒目位置設(shè)置標(biāo)語、警示宣傳語等，重視相關(guān)作業(yè)人員安全生產(chǎn)意識(shí)的培養(yǎng)。其次，需要及時(shí)建立符合崗位職責(zé)的獎(jiǎng)懲制度、責(zé)任制度等，保證所有人員的崗位職責(zé)落實(shí)到位，定期進(jìn)行安全規(guī)范的學(xué)習(xí)和技術(shù)講座，力求所有人員熟練掌握專業(yè)技能，并對(duì)職責(zé)范圍內(nèi)的設(shè)備結(jié)構(gòu)、連接狀況、結(jié)構(gòu)原理等有所了解[4]。

4.3 加強(qiáng)變電站設(shè)備的缺陷管理

加強(qiáng)對(duì)變電站各種設(shè)備的維護(hù)和管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題解決問題，避免出現(xiàn)安全事故。運(yùn)行設(shè)備的缺陷等級(jí)分為緊急、重要和普通三個(gè)等級(jí)。等級(jí)不同，設(shè)備危險(xiǎn)狀況不同，一旦發(fā)現(xiàn)缺陷需要在24小時(shí)之內(nèi)進(jìn)行處理，緊急或重要缺陷需要即刻處理。對(duì)不能進(jìn)行處理修復(fù)的缺陷需要進(jìn)行監(jiān)視管理，采取有效措施補(bǔ)救，避免事故發(fā)生。檢修、試驗(yàn)環(huán)節(jié)中，如果發(fā)生事故問題需要直接搶救，可將事故進(jìn)行登記、統(tǒng)計(jì)管理，作為以后處理此類事故的重要參考資料，保證變電運(yùn)行中的線路穩(wěn)定。

4.4 加強(qiáng)變電站安全管理力度

安全管理是保證變電站穩(wěn)定運(yùn)行的重要組成部分，首先應(yīng)制定明確的安全管理目標(biāo)，幫助工作人員明白變電安全管理的重要性，為變電運(yùn)行各環(huán)節(jié)的安全管理工作提供指導(dǎo)。同時(shí)，還應(yīng)在具體實(shí)施過程中，對(duì)安全管理目標(biāo)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，確保滿足變電運(yùn)行實(shí)際需求。變電運(yùn)行安全管理工作對(duì)工作人員的素質(zhì)水平與工作態(tài)度要求較高，電力企業(yè)應(yīng)制定激勵(lì)機(jī)制，調(diào)動(dòng)工作人員的工作熱情，激發(fā)其責(zé)任意識(shí)。對(duì)工作表現(xiàn)優(yōu)異者，可以用獎(jiǎng)金的形式給予獎(jiǎng)勵(lì)，以便工作人員能夠更好地投入到工作中。

5 結(jié) 論

綜上所述，當(dāng)前220 kV變電站變電運(yùn)行過程中存在諸多問題，嚴(yán)重影響了我國電力能源的安全傳輸。為此，相關(guān)單位及工作人員應(yīng)致力于研究解決變電運(yùn)行故障的有效方法[5]，以更好地促進(jìn)我國電力事業(yè)持續(xù)發(fā)展。