关于500kV变电设备运行故障及解决对策探讨

林建雄

摘 要 作为区域电网的主干网架，500kV电网的安全运行对于电网公司的正常生产和经营具有重要作用，本文主要对500kV变电设备在运行过程中常发故障进行了分析，并对此进行分类总结，提出了相应的处理措施以及具体可行的检修方案。

关键词 500kV变电设备;运行故障;处理措施

在当前形势下，我国的电力工业已经形成了大规模的区域性电网，各电网之间的电力输送联系密切，输电量也越来越高，但是一旦发送系统故障，将会给国民经济造成巨大损失，同时还会波及社会稳定。随着国民经济以及电力行业的发展，500kV超高压电网需要保证正常运行，尤其是电网中的500kV变电设备需要保持正常运行，因此本文针对500kV变电设备在运行过程中常发的故障进行了总结，并从管理层面分析其原因，进而从管理角度和技术角度提出了相应的解决措施。

1超高压电网中500kV变电设备常见故障及故障分析

通常情况下，500kV变电设备的故障分为外部故障和内部故障，内部故障主要是发生在变电设备内部的故障，主要表现为技术性故障，比如常见的变压器分接开关故障、绕组故障、铁芯故障、电流互感器运行故障、高压断路器运行故障等，变压器内部故障会影响变电器运行的稳定性。变压器的外部故障主要是变压器油箱套管故障，外部故障的关键影响因素是变压器外部设备的热稳定性。

1.1 变压器绕组故障

绕组故障是变压器常见故障之一，一旦发生绕组故障，可能引起连锁反应，从而造成整个变压器设备的运行障碍，给电网的正常运行造成障碍。绕组故障主要分为匝间短路故障、绕组相间短路故障以及断线故障，主要由绕组线路的绝缘老化和绝缘损坏引起。导致绕组线路出现绝缘老化以及绝缘损坏的原因多种多样，主要分为以下几点：其一，变压器设备制造或者设备检修过程中可能出现设备局部的绝缘损坏，从而给设备运行埋下风险;其二，由于密封程度不夠，变压器设备在运行过程中有异常物体落入，可能导致绕组线路在运行过程中的热量不能散发出去，从而导致绕组线路温度过高，引发线路绝缘层老化现象;其三，变压器设备在制造过程中出现技术失误，导致设备的强度和刚度无法满足短路冲击的需求，使得绕组发生形变，进而造成绝缘损坏;其四，绕组运行过程中，设备管理人员疏于管理，导致绕组受潮，绝缘发生膨胀形变，堵塞油道，从而引起绝缘老化，此外，绝缘油一旦因为受潮而掺入水分，也会影响绝缘油的质量，导致绕组暴露。

500kV变压器的绕组一旦发生上述故障，将会导致绝缘击穿问题，从而导致绕组出现匝间短路、接地短路。出现绕组匝间短路时，绝缘油的油温会升高，同时电流增大，伴随着冒泡声产生气体，其直接后果就是导致瓦斯保护动作出现，从而造成故障引发运行暂停。出现绕组匝间短路之后，负责检修的技术人员应该及时处理来排除匝间短路，避免引发单相接地故障。

1.2 分接开关

变压器产生分接开关故障主要表现为接头放电及表面灼伤，导致变压器发生分接开关故障的原因主要是连接装置出现松动、绝缘板出现绝缘障碍、分接开关长期运行诱发压紧弹簧疲劳、分接开关触头接触面积减小、滚轮压力分布不均匀、接触电阻增大，此外，分接开关的接头制造技术以及分接开关的管理也会导致分接开关出现故障问题。

1.3 铁芯故障

500kV变压器的铁芯故障也是变压器的常见故障之一，主要有铁芯夹紧螺杆的绝缘损坏引起，从而造成铁芯内部出现两点连接，形成环流，使得铁芯内部出现局部发热，甚至导致铁芯温度过高从而烧坏铁芯，使得变压器处于空载运行的状态。因此，在500kV变压器运行过程中一旦发现铁芯故障问题，就应该对铁芯夹紧螺杆进行检验，然后采取合适措施加以解决，确保变电设备的正常运行。

1.4 电流互感器运行故障

该故障一般是由于安装操作问题与组件本身质量问题所致。虽然组件本身质量不过关诱发电流互感器运行故障的概率比较小，但也有可能因为安装操作不规范，而出现比较大的安全隐患，长时间这样下去将会诱发运行故障。如果未按照规范能和标准进行安装操作，将有可能导致密封性不好，很容易出现元器件渗水、漏水情况，诱发电流互感器发生运行故障。

1.5 高压断路器运行故障

在变电设备中，为了确保SF6 断路器可以顺利的工作，通常会选择SF6气体作为良性介质，并将其填充于绝缘层与SF6断路器灭弧中。通常情况下，SF6气体的纯度将会直接决定其绝缘性能的好坏，此时一旦SF6纯度降低将会降低高压断路器灭弧性能，进而对变电设备的正常运转产生不利影响。

1.6 管理问题导致的障碍

在500kV变电设备运行的过程中，由于管理上的疏忽，也会导致变电设备出现故障问题。比如在日常设备检修过程中，检修人员对于存在的隐患没有加以重视，可能导致隐患发展成为威胁设备正常运行的风险。此外，设备在运行过程中，如果疏于对设备的维护和检修，也会导致变电设备在运行过程中出现隐患，比如遇到强降水天气，空气湿度会上升，并且空气中的水分也会大幅度增加，因此必须采取相应措施保持变电设备运行环境的干燥程度，确保变电设备不会出现绕组故障。

在电网公司发展过程中，电网公司需要对自身员工进行技术培训和安全教育，但是部分电网公司并没有意识到这一点的重要性，导致员工发现问题不能及时上报，或者没有建立完善的信息传递机制，导致故障信息不能及时汇报到控制中心，从而延误故障抢救的最佳时机。由于部分电网公司缺少对员工的安全教育，员工在工作中可能出现违规操作现象，给电网的变电设备运行增添风险，此外，由于缺乏专业技能培训，员工在进行设备操作过程中不能按照合理步骤和规范流程进行操作，导致设备可能由于违规操作出现故障[1]。

2对于500kV并联电抗器故障判别方法

在变电设备及电网运行过程中，500kV并联电抗器对于变电设备及电网的正常运行具有至关重要的作用，首先可以实现对容性无功功率的吸收，同时可以限制操作过电压和工频过电压，并且提高重合闸的工作效率。因此，一旦并联电抗器出现故障，可能会对整个电网的运行产生不良影响，故而应该加强对于并联电抗器的检修和维护，同时对于并联电抗器运行过程中出现的异常情况进行及时而准确的判断。

对于500kV并联电抗器的故障判别方法如下，当500kV并联电抗器发生匝间短路以及接地短路故障时，系统会出现零序故障分类，根据零序电流和零序电压的相位关系可以对电抗器的故障类型以及故障原因进行判断，从而及时采取解决措施排除故障。当500kV并联电抗器发生匝间短路故障时，往往是由于电抗器的一匝产生三相不平衡电流，如果缺少零序电压，可以导入补偿性电压来增加并联电抗器的灵敏度，需要注意的是，补偿电压的方向应该与零序电压方向相同。与之相对的是，如果零序电压的方向与补偿电压方向相反，则说明发生了接地故障，因此判断500kV并联电抗器短路故障类型的主要依据就是判断零序电压与补偿电压的相位关系[2]。

3解决500kV变电设备运行障碍的措施

500kV变电设备的正常运行对于区域电网的正常运行起着至关重要的作用，因此对于变电设备在运行过程中出现的突发障碍及常发障碍，电网公司应该制定好障碍排除预案，同时派遣专业的维护人员对变电设备进行定期维护，加强对公司内员工的技术指导以及安全培训，提高员工的责任意识和专业水平。

3.1 做好对变压器油温的控制工作

对变压器做好油温控制工作首先应该明确冷却介质的最高温度和最高上层的油温限值，确保变压器油温处于合理范围内，才能保证变压器的正常运行。对于变压器的正常工作而言，规定好的油温限值是最佳运行范围，但是由于存在特殊情况发生的可能性，因此需要富有经验的工作人员对变压器进行检查，确定机器异常的部位，进而采取相应的检查措施和故障排除措施，保障变压器可以稳定运行。

3.2 检验变压器油质质量

对于500kV变压器的运行故障检验工作而言，富有经验的老员工可以根据变压器绝缘油的形态、气味以及色泽判断变压器的工作状态，并且根据绝缘油的不同状态判断变压器出现何种故障。一般变压器正常运行的情况下，上层油高度处于温度标准线之内，绝缘油的色泽为淡黄色，油色清澈透亮。如果上层油的油面异常则意味着变压器出现运行异常的情况，而绝缘油的色泽、形态和气味都可以作为判断变压器故障类型的依据。

3.3 变压器声音检查以及套管和冷却装置检查

变压器正常运行状态下的声音是连续均匀的嗡嗡声，带有一定的节奏，不同于故障状态下的运行声音，因此一旦变压器发生运行故障，其运行声音就会出现异常，如果变压器出现毫无节奏且混乱异常的声音，则说明变压器可能出现运行障碍，需要检修人员对此加以认真检查。同时，工作人员一旦发现变压器的运行声音出现异常波动，就需要及时汇报给值班人员并向控制中心进行反馈。

变压器的套管以及冷却装置在正常运行过程中会保持干净且表面平滑无裂纹，但是一旦出现异常情况就必定会体现在冷却装置上，因此可以利用对套管以及冷却装置的检查结果作为判断标准。

4结束语

500kV电网作为区域电网的主干部分，对区域内的正常供电起到了至关重要的作用，因此电网公司应该加强对500kV电网中变电设备运行故障的日常检测工作，同时对于检测出来的故障采取及时的解决措施，保障区域电网的正常供电。

参考文献

[1] 陈新.变电设备的现状问题及解决措施[J].电子技术与软件工程，2018，（14）：224-225.

[2] 何雯雯.探析500kV變电设备的检修与维护管理[J].大科技，2018，（18）：79-80.