电力系统中高低压配电设备的运行及维护研究

王 伟 孙 涛

齐鲁工业大学(山东省科学院) 山东济南 250102

高低压配电设备是电力系统的重要组成部分，要充分重视高低压配电设备中存在的各种不安全、不稳定的因素，全面把握电力系统中高低压配电设备的运行特点，深入分析高低压配电设备的异常故障，探讨高低压配电设备故障维护处理策略和具体措施，较好地保证电力系统中高低压配电设备的运行效果。

1 电力系统高低压配电设备运行管理

电力系统中高低压配电设备主要实现电压转变和电能分配，合理有效地控制电流的走向。其中，高压配电成套设备主要有断路器、隔离开关、接地开关、电流/电压互感器、电容器、气体绝缘金属封闭开关设备、开关柜等。低压配电成套设备主要有低压开关柜、配电盘、控制箱、开关箱等设备。

1.1 高低压配电装置

要结合不同的高低压配电装置结构及运行特点进行操作，考虑负荷性质和设备容量选择低压熔丝，在隔离开关的操作中要具有明显的断开点，且不得切断负荷和故障电流。同时，要根据负荷功率因数变化和电源电压的情况，合理确定运行中的电容器组投入或退出。在正常运行使用高压电器设备时，应当依照三相短路电流条件进行准确校验。在低压电容补偿器的运行过程中，要重点检查外壳的热度、膨胀等状况，避免因温度过高或膨胀产生的运行故障。

1.2 电力变压器装置

变压器装置主要用于转换交流电能，减少输送电过程的损耗，保证用户所需电压的供应。在电力变压器装置运行的过程中，通常会发出声响，这是变压器因电磁力而产生振动的声响，为了减少变压器装置运行中的过大噪声影响，可以采用降低磁通密度的方式，减少铁心硅钢片磁致伸缩，从而达到降低变压器装置运行噪声的目的。然而由此也会相应增加成本，为此可以适当添加缓冲件，如橡胶适形撑块，将其置于低压绕组和铁心之间，利用这种缓冲件的缓冲结构和性能，起到撑紧低压绕组和缓冲作用。另外，还要注重电力变压器的防雷，由于接地引下线接线不当或变压器避雷器装设不当，则会导致变压器出现雷击损坏的现象。

1.3 负荷接近上限联系方案

负荷上限为7000kVA(6000kVA、5000kVA)或3000kVA，我公司实际总负荷上限冬季约为5000kVA夏季约为6850kVA。因此夏季运行时可能需要进行负荷调整，调整原则：优先保证生产用电。实际负荷接近负荷上限时(正常状况下是7000kVA，强制限电时可能为6000kVA、5000kVA或3000kVA)：(1)首先通知生产调度并请示是否实施负荷调整措施，并与调度沟通当前情况下实施负荷调整措施后受影响的部门及区域。(2)生产部通知相应部门及区域做好停电及受影响(如温湿度)准备。(3)各部门做好准备后，生产调度通知动力车间实施负荷调整方案。负荷调整方案公司确保正常生产所需开启的设备电力负荷上限：

制丝车间所有设备(不包括101A所有空调)约900kVA。其中：

名称装机容量总功率叶线1206kW280kW梗线553kW130kW薄片216kW100kW搀配420kW30kW贮丝192kW15kW除尘160kW照明及其他140kW合计视在功率:900kVA有功功率:855kW

卷包车间所有设备(不包括101B所有空调)约1300kVA。其中：

名称型号数量(单位)单台功率总功率卷包机组ZD256台25kW150kW卷包机组ZD4513台30kW390kW成型机组KDF24台7kW28kW成型机组KDF331030kW装封机组40kW除尘机组4套110W440kW照明及其他180kW合计视在功率:1300kVA 有功功率:1258kW

动力中心(不包括制冷、空压)约200kVA。

制冷机组共4台，每运行一台约700kVA，极限状况下开4台总负荷为2800kVA。

空压机组共4台，其中3台40立方、1台20立方，每运行一台约295kVA(150kVA)，总负荷上限一般为590kVA(运行2台40立方空压机)。

101A区空调包括：储叶(1组)、预混(1组)、制丝(3组)、混丝(1组)，共6组，一般运行6组负荷约为200kVA。

101B空调包括：卷包车间(9组，一般运行5组)、储丝房(3组，一般运行2组)、掺配加香(2组)、辅料(1组)、高架(1组)、蒲片(1组)，共17组，一般运行12组负荷约为450kVA。

科研办公楼(不包括技术中心、信息中心等)约200kVA,技术中心约100kVA，信息中心约80kVA；工业垃圾站及库区约250kVA；雨水泵站约50kVA。

上述设备负荷共计约7120kVA。

2 电力系统中高低压配电设备常见故障

2.1 变压器故障

变压器运行故障是重点关注的管理内容，要区分变压器出现故障的类型、性质和故障功率，如：显性故障或隐性故障、油性故障或固体绝缘故障、热性故障或电性故障等，获悉变压器故障严重程度及发展趋势，以此制定针对性的故障处置措施。变压器短路故障通常是指内部相与相之间的短路、引线或绕组间对地短路等，对此可以采用更换绕组的方式进行解决，严重时要对变压器进行返厂修复。变压器渗漏故障会导致设备外观及性能的改变，通常发生于低压侧套管、阀门、取油样阀等部位，故障原因大多是因局部出现硬化或没有达到密封效果，对此要进行针对性的处理。放电也会对变压器的绝缘产生破坏影响，因放电而产生的氧化氯、臭氧、热量等活性气体会使变压器局部出现绝缘腐蚀的现象，最终引发热击穿。为此，要重点检查变压器绝缘材质和电场集中的部位，包括绕组匝间、高压绕组静电屏出线、高电压引线等。电力系统中变压器的铁芯必须有一点接地，避免出现铁芯悬浮电位而损伤铁芯的现象。然而，铁芯多点接地会因不均匀电位的环流而使局部出现过热，影响变压器的正常运行。

2.2 高压断路器故障

高压断路器主要对电力系统起着控制和保护的双重功能，包括有开断部分、操动部分、传动部分和绝缘部分，下图所示为断路器操作机构型号。

断路器操作机构型号图

由于高压断路器固定密封处的衬垫老化、漏装弹簧、纵向伤痕等原因，导致断路器出现渗漏机油的故障。真空断路器内部密封性能较差，使真空泡内的真空度下降，而导致真空泡出现漏气故障。断路器中的电磁操作机构因多种原因而出现合闸铁芯不启动或辅助开关触点接触不良的故障，如：合闸操作回路断线或熔丝熔断、合闸接触器绕圈烧坏、合闸铁芯卡死。

2.3 低压电容补偿器故障

低压补偿电容器起火爆炸是严重的常见故障，主要是由于内部聚丙烯塑料薄膜高温热老化而被击穿出现的短路故障。低压补偿电容器塑料外壳膨胀是俗称的“鼓肚”现象，是低压补偿电容器工作压力大而出现的形变，也是设备起火出现故障的前兆。

3 高低压配电设备的运行维护管理分析

3.1 注重高低压配电设备的日常维护

相关管理人员要严格依照高低压配电设备的操作流程进行操作，及时准确地记录高低压配电设备的运行数据，并对日常运行数据进行有效分析和研究，把握高低压配电设备运行负荷量，及时发现高低压配电设备存在的安全隐患。

首先，相关人员要做好高低压配电设备的日常清洁工作，擦拭高低压配电设备的外表面、仪表等，并加强日常环境卫生的整洁，确保高低压配电设备稳定摆放、整洁有序。

其次，维护人员还要利用自己的专业知识和工作经验，做好高低压配电设备的维护保养工作，依靠“看”“闻”“听”的不同方法，观察和发现高低压配电设备运行状态，如果电力变压器设备运行时出现的“嗡嗡”声响过于沉重或刺耳，则要注意观察该设备是否处于高压状态。还可以通过“看”的方法检查设备的温度，对于电力变压器来说，其油层温度通常应当在85～95℃的区间，如果设备出现故障则会使其油层温度呈上升趋势。并可以引入红外线测温仪，检查电力高低压装置的温度状况。

3.2 加强高低压配电设备的定期维护

高低压配电设备的定期维护尤其重要。要引入预防性维护的理念和方法，采用先进技术和系统，加强高低压配电设备的定期维护和管理。以高低压配电柜装置为例，要定期做好高低压配电柜装置的预防运行维护，采用高纯度的酒精擦拭高低压配电柜的瓷瓶和端子等绝缘部位，并适当添加润滑油。在对高低压配电设备电力变压器装置的定期预防维护过程中，要仔细检查电力变压器装置的电气连接部位，确保其稳固连接。并注重电力变压器装置触头的检查，确保触头定位准确性和转动的灵活性。另外，还要检查电力变压器装置的接地问题，确保接地系统安全可靠。断路器(自动空气开关)的定期预防性维修要做好清洁、润滑等工作，包括清洁工作表面、润滑各传动机构、清除灭弧罩内的碳化物或金属颗粒等，测量断路器(自动空气开关)绝缘电阻，使之在10MΩ以上。要检查手动、电动闭合与断开是否可靠，异常情况要对其进行修复处理，并检查接头部位是否出现过热或灼伤的现象，要将其拧紧并进行修复处理。

3.3 母线运行维护

电气系统中不同电压配电装置的母线在运行过程中会因为多种因素产生机械故障，因此为了能够有效保证母线的安全运行，值班人员应当制定严格的巡检规定，通过多次的检查，确保母线不会出现发热、松动等其他现象。尤其对于搭接的母线要进行特殊观察，避免出现由于温度过高等原因发生的母线故障损失。过程中可以通过观察涂漆变色或运用专业仪器测试等方式对母线进行特殊检验，确保其安全稳定的运行。

3.4 隔离开关的维护

电力系统中的隔离开关是为了能够在高压电停产之后迅速形成绝缘间隙，从而保证在电器维修时能够有效隔离电路，保证检验人员的人身安全。此相关维修人员在对设备进行维护时，应当按照相关标准对隔离开关进行定期与不定期结合的检查，一旦发现电流过大，应当立即检查合闸状态，确保其接触严密，无发热现象。若出现发热等异常现象，应及时采取有效的措施进行处理，立即进行检修，确保隔离开关的运行稳定性。

3.5 电抗器运行

用电量较大的发电厂或电力系统在进行电气设备运行时，由于短路电流的数值较大，从而选取较为轻便的电抗器进行使用。在确保安全的状态下，对电抗器进行有效的维护，确保电抗器周围的清洁，保证其安装牢固，各部位接头等均无发热现象，进行及时检修，确保运行状态。

3.6 电力电容的维护

为了能在电力系统运行中有效减少线路的损耗，改善电力系统的供电质量，提升电网运行的安全稳定性，应当在电力系统中配备一定的电力电容。值班人员在对高压配电设备进行检修时，应当注意电容器箱的运行状态，确保不会出现过热破损、喷油等现象，确保接地线的牢固性，才能保证电力电容的安全稳定运行，从而推进电网整体的供电稳定。

3.7 高压断路器维护

为了能够有效解决电力系统在运行过程中电流节流的问题，通过安装熔断器能够高压配电设备无限流。在对高压断路器进行维护时，应当检查高压断路器的油桶及套筒、瓦斯排气管、传动装置、分闸位置、指示器、小车式断路器等不同位置的装置能够保持正常运行，完好无损，没有出现其他异常情况，数值在规定范围内。

3.8 提升维护人员专业素养

随着社会大众对电力的依靠程度越来越高，人们对于电能的安全性能也提出了更高的要求，因此对高低压配电设备进行有效的检查，能够保证整体电力系统的运转正常。其进行检修维护时，需要对相应的工作人员进行有效的培训，不断增长其专业知识，使其能够在安全条件下进行配电设施的维修与养护。通过定期展开培训等方式，工作人员对电力系统中运行的每一个环节进行准确把握，及时发现问题并迅速解决问题。由于高低压配电设备包含的机械设备及相关内容十分广泛，因此，在进行维护过程中，需要严格按照相应的标准进行检查，并通过不定期的维护保证整体设备的安全稳定运行。对其关键点进行准确把控，迅速发现存在安全隐患，及时处理解决，提升专业人员素养，才能保证电能的持续稳定输送。高低压设备的相关操作要经过严格的培训，由专业人员获得相应的证件后，才能进入对应的岗位中。电力人员在进行配电操作时，不可按照自身意愿随意处置，要严格按照配电设备的规范进行处理，对相关设备的运行状态进行全面深入的了解。严格按照说明进行详细的检查，结合相应的计算机技术等，增强对配电设施的检测效率，了解设备的实时运行状态，才能有效减少运行当中故障的产生。

结语

总之，电力系统中高低压配电设备安全可靠运行是关注焦点，要重点分析高低压配电设备的运行特点，对常见故障进行针对性的分析，并加强对高低压配电设备的日常维护和定期预防性维护，减少高低压配电设备故障发生的概率。