供电系统常见设备故障分析与处理

周炜

【摘 要】变压器、断路器及继电器等主要电力设备对电力系统安全稳定地运行起着极为重要地作用，它们的正常运行是对电力系统安全可靠、优质、经济运行的重要保证，必须最大限度地防止和减少电力系统中主要设备的故障和事故发生。随着近年来电力安全的不断投入，以往的检验标准已逐渐不适应系统的发展，因此我们需要寻求更加完善的检验方法积累更丰富的故障诊断和解决经验，系统、全面、准确地进行电力维护检验，才能确保整个电力系统的安全。

【关键字】变压器 断路器 继电器 电力故障分析处理

不管是什么，在日常使用中都会出现一些常见的故障，电力系统中关键设备承担着电压变换、电能分配和传输、分流、短路保护，并提供电力服务和控制。由于设备长期运行，故障和事故总不可能避免，且引发故障和事故又出于众多方面的原因。如外力的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患，特别是设备长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响，已成为发生故障的主要因素。同时，部分工作人员业务素质不高、技术水平不够或违章作业等，都会造成事故或导致事故的扩大，从而危及电力系统的安全运行。我根据多年的工作经验，综述了电力系统主要设备在电力供应中常见的故障，同时提出了处理和防护的相应措施。

一、变压器常见故障及处理

油浸电力变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。内部故障为变压器油箱内发生的各种故障，其主要类型有：绕组的线匝之间发生的匝问短路、各相绕组之间发生的相问短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：引出线之间发生相问故障等而引起变压器内部故障或绕组变形、绝缘套管闪络或破碎而发生的短路等。而对变压器本身影响最严重、目前发生机率最高的是变压器出口短路故障。变压器短路故障主要指变压器出口短路，以及内部引线或绕组间对地短路、及相与相之间发生的短路而导致的故障。变压器正常运行中由于受出口短路故障的影响，遭受损坏的情况较为严重。

为降低短路事故率，一是应采取选用能顺利通过短路试验的变压器并合理确定变压器的容量，合理选择变压器的短路阻抗。二是提高电力线路的绝缘水平，特别是提高变压器出线一定距离的绝缘水平，同时提高线路安全走廊和安全距离要求的标准，降低近区故障影响和危害，包括重视电缆的安装检修质量（因电缆头爆炸大多相当于母线短路；对重要变电站的中、低压母线，考虑全封闭，以防小动物侵害；提高对开关质量的要求，防止发生拒分等。三是要核算短路电流，并限制短路电流的危害。如采取装备用电源自投装置后开环运行，以减少短路时的电流和简化保护配置；对故障率高的非重要出线，可考虑退出重合闸保护；提高速切保护性能，压缩保护时间；220kV 及以上电压等级的变压器尽量不直接带l0kV 的地区电力负荷等。四是提高运行管理水平，防止误操作造成的短路冲击；要加强变压器的适时监测和检修，及時发现变压器的变形强度，保证变压器的安全运行。

二、配电柜常见故障及处理

变压器进线相序错误、断路器未储能以及电容器不能自动投切等问题都是配电柜的常见故障，针对这些常见故障我们一起来总结一些配电柜的常见故障及解决措施：

合闸按钮接触不良，解决方法是更好一个新的合闸按钮；控制回路的熔芯烧坏，解决办法是首先看一下控制回路是否正常无短路现象，如果没有问题及时更好一个新的熔芯；断路器未储能，解决方法是检查电动机控制电源电压并且保证电源电压大于或等于；合闸电磁铁已烧坏，解决方法是及时更换新的合闸电磁铁；进线柜主开关不能分闸可能是由于分闸线圈烧坏，解决方法更换分闸线圈；主计量无功表反转或不转；电容补偿功率因数偏高或超前，解决方法是调整电容补偿至；变压器进线相序错误，解决方法重新调整相序；电流取样信号线未接，解决方法：接好电流取样信号线；只有找到配电柜发生故障的根源才知道应该采取何种解决措施。

三、继电器常见故障及处理

一是电流互感饱和故障。电流互感器的饱和对电力系统继电保护的影响是非常之大。随着配电系统设备终端负荷的不断增容，如果发生短路，则短路电流会很大。如果是系统在靠近终端设备区的位置发生短路时，电流可能会达到或者接近电流互感器单次额定电流的100倍以上。在常态短路情况下，越大电流互感器误差是随着一次短路电流倍数增大而增大，当电流速断保护使灵敏度降低时就可能阻止动作。在线路短路时，由于电流互感器的电流出现了饱和，而再次感应的二次电流小或者接近于零，也会导致定时限过流保护装置无法展开动作。当在配电系统的出口线过流保护拒绝动作时而导致配电所进口线保护动作了，则会使整个配电系统出现断电的状况。

二是开关保护设备的选择不当。开关保护设备的选择是非常重要的一项工作，现在的多数配电都在高负荷密集的地区建立起开关站，也就是采用变电所—开关站—配电变压器的供电输电的模式。在未实现继电保护自动化的开关站内，我们应当更多地采用负荷开关或与其组合的继电器设备系统作为开关保护的设备。

常见的继电保护故障的处理方法有对比法、短接法以及替换法。通过对正常设备和非正常设备的相关技术参数对比，找出不正常设备的故障点。这个方法主要用于检查接线错误、定值校验过程中测试值与预想值有比较大差异的故障。在进行改造和设备更换之后二次接线不能正确恢复时，可参照同类设备的接线。并在继电器定值校验时，如果发现某一只继电器测试值与整定值相差得比较远，此时，不可以轻易做出判断，判断该继电器特性不好，应当调整继电器上的刻度值，可用同只表计去测量其他相同回路同类继电器进行比较。用完好的元件代替被认定有故障的元件，来判断它的好与坏，可以快速缩小故障的查找范围。或者将回路某一段或一部分用短接线短接，来进行判断故障是否存在短接线范围内或者其他地方，这样来确定故障范围。此法主要是用在电磁锁失灵、电流回路开路、切换继电器不动作、判断控制等转换开关的接点是否完好。

随着电力系统的快速发展，电力设备的保护技术也会面临新的挑战和机遇，其将沿着计算机化、网络化，保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化的发展方向去发展。我们将不断学习和总结电力常规设备的故障诊断技术和有效处理方法，推动新技术的引进、应用，为我国电力技术的进步做出应有的贡献。

参考文献：

[1]吴晓梅，邹森元.电力系统继电保护典型保障分析[M].中国电力出版社，2001.

[2]王晓莺.变压器故障与监测.2004.