变电站一次设备安全运行的重要性与故障原因分析

郭猛

摘 要：变电站是电能的中转枢纽，它的正常运作决定着电网的安全运行。而在变电站中，它的系统设备更是起着尤为重要的作用。文章分析变电站一次设备安全运行的重要性和变电站主要一次设备及故障原因，以期对今后工作开展提供有益的帮助。

关键词：变电站；一次设备；安全性能；故障分析

中图分类号：TM732 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）17-0081-02

变电站的系统设备主要由一次设备和二次设备组成，其中在设备的使用过程中，存在的发、输、配电的设备统称为一次没备。这些设备包括母线、发电机、断路器、输电线路、电力电缆、隔离开关和电力变压器等，而二次设备则包括控制开关、继电保护和测量仪表等。

1 变电站一次设备安全运行的重要性

在电力系统运行的过程中，变电站一次设备的主要任务就是保障整个电路的安全稳定运行，它是变电站电力系统发电、输电和配电工程中重要的组成部分，它的设备性能、寿命和安全性等因素直接关系到电网的正常运行和电能的正常输送。在供电的过程中，如果变电站的一次设备在运行中出现故障，那么就会在很大程度上对电网的安全稳定运行造成严重影响，严重时甚至还会发生供电中断，并造成大面积停电现象，这就额外增加了停电检修工作。这不仅使供电企业遭受一定的经济损失，更严重的还会对社会的稳定、经济的发展和人民的正常用电生活造成严重影响。

因此，有必要针对一次设备的安全运行和故障检修问题进行分析和探讨，对于一次设备要进行更为详尽安全保护、以及实时的监测和监察等，同时要充分重视变电站内一次设备安全运行的重要性，全面做好设备故障的原因分析，并能及时快速和准确地消除故障，有效的处理其中存在的问题，促使检修工作的实施，以确保电网的安全运行。

2 变电站主要一次设备及故障原因分析

2.1 变压器

变压器是变电站中最为关键的设备之一，对于变电站的正常运行起着十分重要的作用。它是利用电磁感应原理来转换交流电压的开关装置，即把一定数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压，或可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位等。变压器的主要功能包括电流变换、电压变换、阻抗变换、隔离、稳压等，同时按照分类方式的不同可将变压器分为很多种类型，例如隔离开关、断路器以及高压熔断器等。它们虽然种类繁多，但其工作原理基本相同。

变压器经常发生的故障可从渗漏油、设备运行时声音异常和引线故障等三个方面来分析。

2.1.1 渗漏油

变压器在正常工作中易出现渗漏油问题，而且这是一种较为普遍的问题。通常情况下，在变压器外面都会附着一层发亮的黏稠的黑色液体，这些就是渗漏油，而一般小型变压器都装在配电柜中，通常如果变压器发生渗漏油现象，就会在配电柜的下不坑槽中积聚大量的机油，而在配电柜外面就不易发现。根据对变压器渗漏油现象的总结，出现渗漏油的主要原因有以下几点：油箱与零部件的联接处密封情况不佳或存在焊件和铸件的缺陷所致，另外，设备在运行时受到振动、或受到额外荷重也可能导致渗漏油现象的产生。此外，当设备的内部发生故障时会使机油的温度升高，导致机油体积膨胀而发生这一问题也是有可能的。

2.1.2 设备运行时声音异常

在变压器正常运行情况下，有时会发出连续稳定的“嗡嗡”声，如果这种声音均匀稳定而带有一定节奏，说明设备运行正常，但若在这种止声音之外夹杂着一些不连贯或一阵阵声响过大的声音时，说明此变压器出现故障，应该及时进行检修。出现这种故障的原因有：一种是在变压器运行的同时有其它大容量动力设备同时运行，导致此变压器的负荷连续的不稳定造成；一种是由于变压器内部的接线柱或其它零部件可能已经松动，或引线烧断等会引起变压器部分接触不良，或是低压线路发生引起接地、短路等造成；另一种是变压器引线间连接处焊接不牢固而造成的设备过热，或焊接处断开三相电压的平衡受到破坏而造成用电设备的损害等引起。对于以上几种故障要及时处理，以保障变压器的正常运行。

2.1.3 引线故障

引线故障问题如果得不到及时的排除，将会导致变压器正常运行的终止，甚至是烧毁，情况严重时还可能影响整个电网的安全。因此，在出现引线故障后，要仔细检查检修，尤其要注意接线柱是否松动，引线间的焊接是否牢固等；而且引线和接线柱不可紧密相连，否则会接触无效；引线焊接不牢固则会导致焊缝开裂等问题。此外，变压器的运行环境及运行状态要及时进行检查，不仅要保证环境干燥，还有必要进行绝缘特性的试验，以及时发现故障问题和预防变压器的老化等现象。

2.2 断路器

断路器是电力系统中十分重要的开关设备，它是能够关合、开断和承载正常回路條件下的电流，并能在规定时间内关合、开断和承载异常回路条件电流的开关装置，它起着控制和保护变压器的双重作用。断路器按其使用范围可分为高压断路器和低压断路器等。断路器常见的故障包括断路器拒动、断路器误动、声响出现异常、断路器着火和爆炸等，下面主要从断路器的拒动和误动出发，分析说明断路器产生故障的原因和相应检修措施。

2.2.1 断路器拒动

断路器拒动主要是指在保护器需要跳闸的时候发出跳闸或合闸信号后，断路器没有动作，既没有跳闸或分闸。断路器产生拒动会对设备的运行造成较为严重的危害，这也是在运行中普遍存在的现象。造成断路器拒动的原因很多，主要包括：①直流电压高低不均匀；②合闸接触器线圈极性接反、熔丝接触不良；③蓄电池欠压或容量不足；④接触器线圈层间短路、控制回路断路或故障；⑤二次接线过程中存在错误操作；⑥合闸接触器及开关本体卡滞、销子脱落、大轴窜动和操动机构出现故障等。

2.2.2 断路器误动

断路器误动主要是指没有让断路器跳闸或是合闸的时候断路器自行进行了跳闸和分闸动作。针对断路器误动产生的原因，主要包括以下几个方面：①负载侧零线接地引起正常工作的电流经接地点分流入地，导致断路器误动；②设备的跳合闸回路长期使用导致老化，导线的绝缘皮经长时间风蚀而破损，致使其抗干扰性能降低，导致断路器误动；③导线对地电容电流引起的误动，即在安装导线的过程中，如导线过长，就会存在较大的对地电容电流，从而导致断路器出现误动。④过电压引起断路器误动，即合闸接触器最低动作电压过低和直流系统出现瞬时过电压而使得断路器误动；针对断路器出现的以上种种故障，检修人员首先应该在断路器的选择上谨慎考虑，最好选择延迟型断路器或者冲击电压不动作型漏电断路器等。

2.3 隔离开关

2.3.1 载流接触面位置温度过高

隔离开关是变电站中必不可少的一次设备，其发生故障的机率也十分高。载流接触面位置温度过高一方面是由于隔离开关自身的设计存在一定的局限性，致使隔离开关在正常运行的过程中，由于载流接触面积较小，且其活动性接触点较多，使得隔离开关接触不良而导致其载流接触面过热。另一方面是由于隔离开关在安装和制造过程中对铜铝的接触没有进行有效的处理，即在此过程中对隔离开关的接触面没有打磨好，从而造成隔离开关在使用过程中发生接触不良的现象，继而导致接线座发生过热问题。隔离开关接触面位置过热部位主要集中在接线座和触头上，因此，为了有效预防故障的出现，在隔离开关的制造和安装方面就要注重制作水平的提高，要努力改善隔离开关设计的合理化，同时还应该不定期的对隔离开关进行检查，确保其正常运行。

2.3.2 隔离开关接触不良

隔离开关的接触不良主要由以下几个原因导致。其一是由于制作工艺不精、产品不合格造成的，比如对开关接触面缺乏有效的连接，以及有力的打磨，关于铜铝的接触面没有选择铜铝过渡材料等。在使用此种隔离开关时就会使得在合闸的时候不能合到位，进而导致触头臂与接线座不能有效得接触，从而引起接线座的载流接触面位置温度过高。其二个是施工人员的安装水平有限，致使在对刀闸进行大修的过程中往往会出现如下情况：隔离开关的合闸安装不到位，接线座与触头臂不能很好的结合，且它们之间的紧固螺母出现松动等。

2.4 互感器

2.4.1 电压互感器故障

通常，回路断线是电压互感器的常见故障问题。而造成故障的原因有：①互感器的绝缘工艺不佳、其绝缘包缠绕松紧不均以及绝缘干燥和脱气处理不彻底等缺陷而导致互感器运行中绝缘击穿引起回路断线；②互感器在过电压下损坏或自身的散热条件较差导致回路断线；③电压互感器在一次绕组零序电流持续增大的情况下长时间运行，使得其绝缘损坏或炸裂致使回路断线；④检修和安装人员的原因。

2.4.2 电流互感器故障

电流互感器在运行中经常会出现异常声响与发热等现象。一般设备出现异常声响与发热都是由于电流互感器的荷载过大造成的，而且设备内部的绝缘部分如果出现问题引起了漏电现象也会导致设备有一定的异常声响。此外，在半导体刷漆的过程中，如果出现刷漆不均匀的现象，就会使设备内部形成电晕，加上夹铁螺丝松动问题的出现，就容易使互感器发出响声。然而，如若发现互感器设备出现异常声响与发热现象，要立刻停止使用设备，并进行检查和维修，直到设备正常方可继续运行。

3 结 语

变电站是电网有效输送的可靠保障，它的运行必须时刻维持在一个非常稳定正常的水平上才能保证用户对电量和用电质量的需求。在变电站的实际工作中，要高度重视变电站一次设备安全运行的重要性，全面促进变电站一次设备状态检修工作的实施和完善，通过实践过程中故障问题的发现和解决，才能促使一次设备状态检修工作的有效实施，进而提高电力系统的安全运行和服务。

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