变电运维技术在电力工程中的应用

国网江苏省电力有限公司徐州供电分公司 苏 晴 王屿蕃 孙 鹏

为了保障电力系统的稳定运行，保证工业生产和人们日常生活对于多元化电能的需求，采用变电运维技术是十分必要的。通常情况下，电力系统会受到来自于多方面的影响，如何快速从受干扰状态恢复到稳定的运行状态是衡量电力系统运行稳定性、可靠性的一项重要指标，所以变电运维技术对于电力系统至关重要。变电运维技术在保障电网安全运行中起到了关键作用，降低电力系统故障率，降低电力经济损失。本文从多方面对变电运维技术进行分析，包括变电运维技术基本概念、变电设备常规故障及故障原因等，最后给出了利用变电运维技术保证电网、设备安全运行的措施。

1 变电运维技术介绍

变电运维技术是指电力作业人员对电力设备进行巡视和维护，或根据调控部门下达的调度指令对电力设备进行停送电等操作，或在设备异常或故障处理时所遵循的规范、原则、方法。为了提高电力系统的可靠性、稳定性以及电力资源的利用效率，必须重视变电运维技术。变电运维技术是一项复杂的综合性技术，必须加强对电力设备的运行维护力度，进行精益化管控，才能最大限度降低故障的发生概率，保证电力系统的安全、稳定、可靠运行。

2 变电运维技术分析

从变电运维技术的角度来看，需要满足如下要求：

（1）变电站设备安全可靠：如果要保证电力系统安全运行，在当前变电站无人值班或少人值班模式下，其核心在于提高现场设备的可靠性；如果变电站设备故障率较高，会给实行无人值班或少人值班模式带来安全风险。

（2）远动设备安全可靠：根据变电运维技术发展趋势，无人值班或少人值班模式时代已到来，调控中心全部的运行信息都来自于远动设备，所以保证远动设备的可靠性十分重要，其会直接影响到电网运行的安全性、稳定性、可靠性。现有的远动装置硬件设备使用寿命普遍在十年左右，多数使用硬盘作为数据存储设备，通过电力光纤网等媒介实现数据交互，现实运行中若远动装置故障或失电，将存在极大的安全风险。

（3）数据通信通道：为了保证变电运维技术的安全可靠，数据通信通道的安全可靠性以及冗余性要得到保证，保证数据能够安全、稳定传输。

（4）数据配置：要保证数据配置的全面性、安全性、正确性和互补性，充分发挥变电运维技术的作用。

（5）主控中心安全可靠：为了保证变电运维技术的正常应用，主控中心需要发挥其协调作用，充分发挥各个子功能系统的作用；全方位保证各个子系统的安全、稳定、可靠。

3 变电运维中的常见问题

3.1 变压器异常

变压器是电力系统的重要组成部件，在其运行过程中，可能会发生各种异常状况，要根据变压器的运行状态进行故障预判，及时进行处理，最大限度保证变压器的正常运行。

变压器的运行状态异常，主要是从如下几个方面来进行判断：变压器声音异常：变压器处于正常运行状态时，会存在均匀的连续性“嗡嗡”声，当产生其它声音时，即可断定变压器处于不正常运行状态，可以根据具体的声音差异进行诊断。

常见的变压器异常声音有如下几种：

（1）声音显著增大，但均匀，可能是由电网产生的谐振过电压或接地引起的过电压导致的，通过电压表就能进行有效的诊断；过负荷运行也会导致“嗡嗡”声音显著变大，如果发现此类情况，则根据操作规程适当降低变压器所带负荷，保证负荷处于规定范围内，异常声音就可以自行恢复正常。

（2）变压器运行时出现杂音，但是各种显示仪表都正常，杂音产生的原因可能是内部螺钉等零件松动，导致变压器内部构成铁芯的硅钢片振动过大所致。如果不会对变压器的运行造成影响，可暂时不处理，加强观察，并按照相关规程进行停电申请和相关检查。

（3）变压器存在局部放电声音。分接开关或熔断器接触不良时会有“吱吱”放电声，如果变压器内部接触不良或存在局部放电，则会随着离故障位置的距离远近发出各种异样的“吱吱”或“噼啪”放电声音。当变压器的瓷套管异常时，在光线较暗的情况下，瓷套管附近会出现电火花或电晕，需要按照相关规程进行停电并检查。

（4）变压器内部存在爆裂声。变压器绝缘被击穿时，会伴随着爆裂声，此时应当按照操作规程及时停电并进行检查。

（5）变压器内部存在水沸腾声音，并且变压器油温急剧升高，可诊断为变压器内部短路引起其内部严重发热，必须立即断电，避免起火，进行相关检查。

当变压器出现部件颜色变化和产生特殊气味，往往会伴随着变压器温度的异常，导致某些部件发生化学变化。绝缘子、套管等出现损伤时，会产生放电现象，并伴随有异常气味；二次线路绝缘老化后发生短路也伴随着异常气味；控制电路中的接触器、电机、风扇、油泵、继电器等故障发热后也会伴随异常气味；变压器绝缘油会接触到水分、氧气等，在温度较高的条件下发生化学反应，降低其绝缘性能，反应产生的氧化物会对变压器造成腐蚀，引起内部放电、绝缘击穿等严重后果，变压器绝缘油由于混入了其他物质，颜色也会出现异常。

在变压器运行的时候，其绕组和铁芯会持续发热，使变压器油温升高。为了防止由此引起的变压器油及内部绝缘老化的加剧，必须对变压器油温进行实时监测。当变压器环境温度稳定、冷却系统正常的情况下，变压器温度明显高于正常状态或处于持续上升状态，可诊断变压器内部出现了异常情况，必须立即停电进行检查。变压器内部故障引起的匝间、层间短路，内部接线头发热、铁芯多点接地等都会导致变压器温度异常；冷却系统中的油泵停转、风扇损坏、散热管道污垢淤积、散热阀门闭锁等均会导致变压器温度异常。

变压器运行的时候出现变压器油位异常或变压器油渗漏都很常见，需要经常进行巡视检查。引起变压器油位异常，通常由如下几种原因：当变压器油温正常、变压器油位却不正常变化，应当是由于油标管、防爆管道气孔、油枕吸管器堵塞导致的假油位；当变压器油位过低时会引起轻瓦斯保护，油位低到一定程度后，变压器铁芯及绕组会暴露在外，造成绝缘降低的严重后果；当变压器油位过高，并且油溢出了，需要对变压器进行放油处理。

3.2 互感器异常

互感器在电力系统中属于二次侧设备，负责承担信号测量的任务，为电力系统的控制和保护提供所需的模拟量信号。互感器可能出现的异常情况包括：内部绝缘油的渗漏、内部气体压力过低、互感器本体发热、互感器绝缘损坏放电、异常声音等。互感器出现故障时，可能会出现发热、冒烟、闪络等现象，其内部铁芯的固定螺丝出现松动、脱落，导致构成铁芯的硅钢片无法固定而引发铁芯磁通异常，最终导致互感器的输出信号异常，影响最终的保护、测量、计量等功能。

3.3 避雷器异常

在电力系统中，避雷器是必不可少的安全防护设备，其是一种用于保护电气设备免受高瞬态过电压危害并限制续流时间，也常限制续流幅值的电器。避雷器通常连接在电网导线与地线之间，其能够在雷暴天气时，将雷电信号导入到大地，避免雷电损坏电力设备，保护电力设备安全。避雷器具有优异的非线性伏·安特性，系统在正常工作电压下，其呈现高阻状态，仅有极小电流通过。在过电压、大电流作用下，其呈现低阻态，从而抑制了避雷器两端的残压。在变电设备运行过程中，由于多种外部因素的影响，避雷器故障频繁，一旦避雷器烧损，便会引发接地故障，导致变电站无法正常运行。因此，必须重视对变电器的监测。

4 变电设备故障原因

变电设备故障的原因分为自然原因和人为原因两大方面，二者都会对电力系统的安全、稳定、可靠运行产生影响。电力系统中的电气设备经过长时间运行后，都会出现发热情况，发热会对设备的绝缘造成一定影响，加速其老化过程，一旦触发绝缘的边界条件，将会导致系统停止运行，影响电力系统的安全、稳定、可靠运行。环境因素也会对电气设备的运行造成影响，例如雷电、高温、暴雨、冰雹、雾霾等都可能会影响变压器运行，严重时将引起变压器保护动作，造成大面积停电。在实际的电力作业过程中，由于电力作业人员专业性较差、误操作等导致的短路或设备故障也会对电力系统的安全运行造成影响。

结论：本文从变电运维技术概念、变电运维常见问题、变电运维故障原因、实现变电运维安全措施等多方面对变电运维技术展开全方位的研究，通过开展科学、合理、有效的工作，及时发现变电运维中的异常情况，对变电运维技术进行有针对性的优化，从而最大限度保证电力系统的正常运行，为工业生产和人们日常生活提供优质的电能。