變電站安全技術(shù)防范的研究應(yīng)用

郝 焱，劉傳哲，王 楠，張俊昌

（內(nèi)蒙古電力（集團(tuán)）有限責(zé)任公司包頭供電分公司，內(nèi)蒙古 包頭 014030）

引言

電力作為推動(dòng)我國(guó)生產(chǎn)和生活的重要能源，需要將科學(xué)技術(shù)融入到電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，從而提高變電運(yùn)行的可靠性。從本質(zhì)上講，電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性是供電企業(yè)安全生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)。變電站運(yùn)行人員在運(yùn)行過(guò)程中需要調(diào)整和檢修大量設(shè)備，從而降低各種事故發(fā)生的概率。同時(shí)，為避免自然因素威脅到電網(wǎng)運(yùn)行安全，需要在電網(wǎng)運(yùn)行中引入避雷技術(shù)，從而保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

1 安全技術(shù)管理工作

1.1 電纜敷設(shè)安全管理

本文以某變電站的擴(kuò)建工程為例，提出在主變工程完工后，需要嚴(yán)格按照施工安全管理的要求，進(jìn)行電纜的敷設(shè)。為了減少在敷設(shè)過(guò)程中出現(xiàn)的安全隱患，需要在電纜的金屬頭部加裝絕緣套管，加強(qiáng)施工期間的安全管理，防止出現(xiàn)施工安全事故。期間建設(shè)單位還可以組建安全管理團(tuán)隊(duì)，加強(qiáng)施工管理，保證電纜的整體質(zhì)量，保證工程的安全。在進(jìn)行敷設(shè)前，應(yīng)仔細(xì)參照接線圖，進(jìn)行二次接線的檢查，以防止接線時(shí)出現(xiàn)接線錯(cuò)誤。另外，為確保電纜頭的接地效果，需要反復(fù)檢查二次電纜頭。普遍認(rèn)為，二次電纜不能全部捆綁在一塊，一旦捆綁不僅會(huì)影響到維護(hù)工作的效率，而且還要注意到柜體與設(shè)備的接線的牢固性[1]。

1.2 接線技術(shù)安全管理

在變電站的二次配線中，如果發(fā)生線路錯(cuò)節(jié)，不僅會(huì)造成短路、斷路等問(wèn)題，而且還會(huì)影響到電力的正常供電。屏蔽柜內(nèi)的電纜需要經(jīng)過(guò)調(diào)試，才能進(jìn)行連接。為此，需要落實(shí)以下工作：采取有效的風(fēng)險(xiǎn)控制措施，例如組織施工人員學(xué)習(xí)、研究圖紙，確保其能夠在熟悉圖紙的基礎(chǔ)上展開(kāi)建設(shè)，各部門之間還需要做好技術(shù)交流工作；加強(qiáng)配線作業(yè)的安全管理，規(guī)范作業(yè)人員的行為，在施工期間，加強(qiáng)安全技術(shù)監(jiān)管與管理，以提升變電站的總體安全水平；完善二次線路的接線工作，認(rèn)真地檢查，找出施工中可能存在的問(wèn)題，尤其是保護(hù)裝置、電壓回路的接線，如果接線不當(dāng)，不僅會(huì)造成線路、設(shè)備燒毀，還會(huì)造成無(wú)法估量的損失[2]。

2 調(diào)試階段的安全技術(shù)管理

2.1 電流回路升流試驗(yàn)

在進(jìn)行升流試驗(yàn)之前，需要確保所有的電流回路都不會(huì)有開(kāi)路的情況，因?yàn)殡娏骰ジ衅髟谶M(jìn)行升流測(cè)試時(shí)，會(huì)發(fā)生二次開(kāi)路，造成電壓過(guò)大，以此危害人身安全。為防止母差式保護(hù)裝置的誤動(dòng)作，需要切斷與母差式保護(hù)屏相連的電流線路，并進(jìn)行短接，以免發(fā)生母差保護(hù)的誤動(dòng)作，從而引起安全事故[3]。

2.2 失靈啟動(dòng)回路傳動(dòng)

故障保護(hù)裝置主要用于220 kV 以上的變電站，它的主要功能是保護(hù)整條線路的重要電路。對(duì)變電站來(lái)說(shuō)，故障保護(hù)起動(dòng)電路包括：斷路器副保護(hù)故障起動(dòng)接點(diǎn)、I、II 線隔離點(diǎn)、一二組A 相跳閘接點(diǎn)。本文以A 相短路起動(dòng)故障為例，闡述該故障起動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)過(guò)程：合閘I 母刀、分閘II 母刀閘，此時(shí)1YQJ 閉合，而2YQJ 斷開(kāi)；將第一組保護(hù)A 相故障，使出口壓力盤進(jìn)入，并使斷路器的副保護(hù)故障，啟動(dòng)功能壓盤；將串聯(lián)式斷路器的次級(jí)保護(hù)和一組線路的保護(hù)電流環(huán)有效地串聯(lián)起來(lái)，并通過(guò)相關(guān)的檢測(cè)設(shè)備對(duì)A 相的故障進(jìn)行仿真，以保證發(fā)生故障的電流大于斷路器的輔助保護(hù)故障時(shí)的起動(dòng)電流，這時(shí)，用萬(wàn)用表對(duì)01B和024 端進(jìn)行測(cè)量，如果有嘟嘟的聲音，就表示啟動(dòng)電路已完成。

3 變電站安全技術(shù)防范的保障策略

3.1 全方位配合開(kāi)展設(shè)備狀態(tài)檢修

從設(shè)備狀態(tài)檢修的必要性出發(fā)，需要合理調(diào)整檢修重點(diǎn)和檢修范圍，使設(shè)備運(yùn)行協(xié)調(diào)優(yōu)化。電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)是一項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)較大、難度較大的工作，因此檢修人員需要加強(qiáng)對(duì)電力設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的重視，在檢修過(guò)程中應(yīng)深入掌握狀態(tài)檢修技術(shù)，促使其自身在優(yōu)化電力設(shè)備維修專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，降低電力設(shè)備故障出現(xiàn)的頻率，同時(shí)對(duì)存在的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效地調(diào)控，降低設(shè)備故障發(fā)生的概率，從而提高設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。加強(qiáng)對(duì)電力設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)的認(rèn)識(shí)，是推動(dòng)電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，同時(shí)也能促使檢修人員以專業(yè)態(tài)度和高度的責(zé)任心落實(shí)檢修工作，進(jìn)而促進(jìn)電力設(shè)備安全運(yùn)行。

3.2 加強(qiáng)變電操作員的技能培訓(xùn)與安全教育

變電操作員是確保電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的直接執(zhí)行者，在運(yùn)行過(guò)程中，需要監(jiān)控和檢查各種障礙物，需要專業(yè)技術(shù)和高度的責(zé)任心，從而提高電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。當(dāng)電力系統(tǒng)操作人員在操作過(guò)程中出現(xiàn)判斷失誤、操作失誤等問(wèn)題時(shí)，就會(huì)造成大規(guī)模停電，從而危及供電企業(yè)的生產(chǎn)安全[4]。因此，為了提高變電操作員的技術(shù)能力和安全意識(shí)，應(yīng)從兩方面著手：操作技能培訓(xùn)，重點(diǎn)加強(qiáng)崗位培訓(xùn)；加強(qiáng)安全意識(shí)教育。

3.3 切實(shí)優(yōu)化防雷應(yīng)對(duì)措施

為了提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，必須有效地避免自然因素對(duì)電網(wǎng)造成的破壞。雷擊的危害具有季節(jié)性，尤其是夏季，因此，夏季供電負(fù)荷較大。因此，為了保證電力系統(tǒng)在夏季正常工作，必須重視雷擊，采取新的方法和新技術(shù)，消除雷擊的危害，從而保障人民的生命安全和生產(chǎn)安全。目前采用的防雷方法除了上述兩種外，還有電離防雷裝置、放射性同位素避雷針、高脈沖避雷針、激光防雷裝置、半導(dǎo)體少長(zhǎng)針消雷器等，這些都是新型防雷設(shè)備，相比于傳統(tǒng)避雷針，避雷網(wǎng)的防雷效果要好很多，可以大大降低雷擊造成的傷害，減少人員傷亡，保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行，因此得到了大力推廣。

4 以變壓器為實(shí)例的安全防范技術(shù)

4.1 電力變壓器運(yùn)行中的問(wèn)題

4.1.1 電力變壓器運(yùn)行油溫過(guò)高

當(dāng)變壓器結(jié)構(gòu)中的電磁線圈和變壓器鐵芯不斷消耗和運(yùn)行時(shí)，如果發(fā)生損壞，將產(chǎn)生熱能。這種熱能在變壓器的連續(xù)運(yùn)行中表現(xiàn)出上升的趨勢(shì)。在這種發(fā)展趨勢(shì)下，變壓器的水溫也會(huì)升高。當(dāng)油溫高時(shí)，水溫的高溫將被傳遞到熱管散熱器的區(qū)域。如果水溫是相對(duì)長(zhǎng)期的，在較高的情況下，則意味著變壓器本身的運(yùn)行很可能會(huì)產(chǎn)生故障和問(wèn)題。這些的故障和問(wèn)題，不僅主要表現(xiàn)在對(duì)變壓器運(yùn)行的危害中，而且還更可能主要表現(xiàn)在變壓器的制冷系統(tǒng)帶來(lái)的不良危害。

4.1.2 電力變壓器鐵芯絕緣受損

在安裝變壓器的整個(gè)過(guò)程中，相關(guān)工作人員疏忽，不小心丟失了金屬異物，這導(dǎo)致變壓器線圈產(chǎn)生了接地裝置的一些故障。此外，當(dāng)變壓器鐵芯恢復(fù)濕氣時(shí)，將危害變壓器線圈的絕緣強(qiáng)度，并損壞變壓器組件。在變壓器的生產(chǎn)過(guò)程中，有關(guān)工人未能按要求清除殘留物，導(dǎo)致變壓器線圈出現(xiàn)通斷和短路故障，從而危及變壓器的正常運(yùn)行。

4.1.3 電力變壓器套管故障嚴(yán)重

電力工程中變壓器套管的故障很嚴(yán)重。這些故障通常分為兩種類型：電流型熱故障和工作電壓型熱故障。

首先，電力變壓器的防水套管插接板和用于外部連接的電力線插接板之間的總接觸面積不足，并且生產(chǎn)、加工、安裝不符合要求。生產(chǎn)、加工、安裝工藝要求表面光滑，平光光墊片密封圈，墊片與墊片之間有足夠的間隙，銅鋁原料的連接頭必須經(jīng)過(guò)獨(dú)特的加工工藝進(jìn)行加工。

其次，從導(dǎo)電棒上端引出的一部分導(dǎo)線與插入式管夾不能正確匹配，或者擰緊范圍不足，這將導(dǎo)致兩者之間的接觸不良并增加回路電阻?；芈冯娮柙黾?，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，導(dǎo)致溫度升高。高溫導(dǎo)致表面加速空氣氧化并產(chǎn)生空氣氧化膜?？諝庋趸な够芈冯娮柙絹?lái)越高，溫度也越來(lái)越高，最終形成一個(gè)惡性循環(huán)。

4.2 電力變壓器故障預(yù)防技術(shù)措施

4.2.1 變壓器運(yùn)行前進(jìn)行嚴(yán)格技術(shù)檢修

1）油枕旁的油尺應(yīng)完好，油參考點(diǎn)應(yīng)與自然環(huán)境一致。如果剩余油量過(guò)高，變壓器帶載運(yùn)行后水溫會(huì)升高，剩余油量的增加會(huì)導(dǎo)致油液從油枕頂部的呼吸面罩連接管溢出；如果它太低，將在冬季或短期內(nèi)在輕負(fù)載下停止。在運(yùn)行期間，油位可能會(huì)降低到油位在量油尺上看不到的水平。

2）確保防水外殼，油表，排油泵等是否具有良好的密封性能，是否有漏油現(xiàn)象出現(xiàn)。

3）防爆管（吸入管）是否通暢，口罩的保濕劑是否有效，變壓器的機(jī)箱接地系統(tǒng)是否可靠（對(duì)變壓器有即時(shí)有效的維護(hù)作用）。

如果各項(xiàng)指標(biāo)均已檢查完畢，將溫度高于100 ℃的酒精溫度計(jì)插入變壓器的測(cè)溫表層，隨時(shí)檢查變壓器的工作溫度，然后將原材料炸開(kāi)（滿載）從變壓器檢查感應(yīng)線圈。聲音是否異常，準(zhǔn)確準(zhǔn)確測(cè)量二次線圈側(cè)電壓是否平衡。如果平衡，說(shuō)明變壓器比例正常，沒(méi)有堵轉(zhuǎn)短路故障，變壓器能承受負(fù)載，一切正常。

4.2.2 配備安裝接地避雷器

降低正轉(zhuǎn)換工作電壓。當(dāng)雷電波到達(dá)變壓器時(shí)，變壓器的初級(jí)和次級(jí)繞組將受到附加工作電壓的影響。根據(jù)變壓器次級(jí)繞組的涌入電流，涌入電流的大小將與變壓比一致。磁性感應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)，然后壓力繞組中性線的工作電壓升高。但是，由于初級(jí)繞組和次級(jí)繞組均連接至高壓避雷器的接地裝置，因此次級(jí)線圈繞組基于氧化鋅壓敏電阻接地裝置，以確保兩條接地線的電阻在一定范圍內(nèi)（大于4Ω），基本上可以降低40%。

接地線的電阻大小對(duì)防雷的實(shí)際效果有害。接地線的電阻對(duì)防雷的實(shí)際效果非常有害。如果變壓器的體積超過(guò)100 kVA，則接地線電阻應(yīng)規(guī)定為小于4Ω。如果接地線的電阻超過(guò)4Ω，釋放的電流量（3 000 A；波頭為1 的傾斜角波）將在接地線的電阻上產(chǎn)生非常高的工作電壓。該工作電壓將在低電壓繞組和家用電器的低電壓側(cè)被磁感應(yīng)，從而導(dǎo)致變壓器和低壓電器的損壞。為了降低某些具有高電阻土壤層的區(qū)域的接地線的電阻，通常使用的對(duì)策有：延伸水平接地體，擴(kuò)大接地網(wǎng)面積；在接地坑內(nèi)填充長(zhǎng)效化學(xué)降阻劑。通過(guò)以上措施保證接地體電阻小于等于4 Ω。

4.2.3 電力變壓器絕緣擊穿事故預(yù)防措施

變壓器在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中必須具有良好的密封性能，在整個(gè)安裝和運(yùn)行過(guò)程中必須采取一定的有效措施避免滲水；在安裝過(guò)程中，必須注意高于油枕油位的組件，例如防水外殼。頂部的氣密性，玻璃防爆膜，油枕的頂部和呼吸系統(tǒng)非常好。應(yīng)當(dāng)進(jìn)行泄漏檢測(cè)實(shí)驗(yàn)，并且每年都要進(jìn)行融合維護(hù)。應(yīng)檢查此類組件的氣密性。

應(yīng)安裝強(qiáng)油循環(huán)系統(tǒng)的變壓器，以確保其自身與制冷系統(tǒng)各個(gè)位置之間的連接良好。密封墊圈應(yīng)正確安裝并保持完整。應(yīng)解決制造中的缺陷，例如潛水汽油泵的皮革墊圈，進(jìn)氣閥桿的密封填料以及壓差汽車?yán)^電器的連接管。更換皮墊時(shí)，應(yīng)測(cè)試特性未知的皮墊原材料樣品的耐酸堿性能。

懸掛變壓器蓋時(shí)，應(yīng)避免損壞絕緣層。要特別注意內(nèi)部絕緣層相對(duì)緊湊的變壓器。不要讓鐘罩碰到電線和支撐架。因此，在吊起鐘罩時(shí)，應(yīng)考慮避免使用該設(shè)備。安裝高壓套管時(shí)，應(yīng)注意不要扭曲電線，也不要過(guò)分拉扯電線，以免損壞電線的根部和電磁線圈的絕緣層。如果導(dǎo)線太長(zhǎng)或太短，則應(yīng)解決。防水外殼下的邊緣橡膠外殼應(yīng)根據(jù)工程圖和制造商的說(shuō)明進(jìn)行安裝。有必要防止電線碰到外殼，以使絕緣間隙不足。在維護(hù)和檢查過(guò)程中，禁止踩踏電線的根部。

5 結(jié)語(yǔ)

安全生產(chǎn)是電力工業(yè)的一項(xiàng)重大任務(wù)，期間將需要強(qiáng)化安全技術(shù)的可操作性，以此使其能夠在變電站運(yùn)行中發(fā)揮安全防范作作用。尤其在變電站二次接線以及調(diào)試期間，應(yīng)加強(qiáng)安全技術(shù)管理，積極引導(dǎo)職工參加安全技術(shù)培訓(xùn)，使職工在安全生產(chǎn)中樹(shù)立安全意識(shí)，從而推動(dòng)電力行業(yè)的快速、健康發(fā)展。