变电一次设备中的故障检测与维护探讨

龚石磊

（国网江西省电力有限公司九江供电公司，江西 九江 332000）

0 引言

变电站一次设备在电力系统发电、输电与配电的过程中，一次设备运行过程中所存在的各类安全隐患作为导致变电站非计划性停电的一类主要原因，而为保证变电站一次设备的使用效果，需要对运用过程中所存在的问题加以分析，明确电力系统的工作要求，优化变电站一次设备的使用效果。

1 变电站一次设备概述

现阶段的工作实施过程中，需要对智能变电站运行情况加以稳定把控，并定期对变电站一次设备的运行情况进行精准把控。变电站一次设备的检测与维修均作为重要工作内容，但针对一次设备进行全面监督管控的过程中，需要针对变电站检测设备存在的故障加以解决，按照规定要求开展定期检测维护。首先开展全面检测工作，利用前沿的设备与专业技术对具体的运行工况进行全面管理，分析故障情况，通过故障分析的方式，运用信息数据，将各类数据标准与参数进行综合对比分析，保证可以快速且高效地对故障进行判断，根据设备的具体运用情况制定出可行的检修方案，根据故障问题制定出针对性的预防解决措施，保证设备可以始终在稳定运转状态[1]。

2 变电站一次设备的主要内容及故障案例分析

2.1 变压器

变压器是变电所的核心设备之一，其主要作用是改变电压大小和传输电能。变压器常见的故障包括过热、漏油、短路等。过热故障主要是由于散热不良、负荷过大等原因导致；漏油故障主要是由于密封件损坏、油箱变形等原因导致；短路故障主要是由于绝缘损坏、导体短路等原因导致。2013 年7 月，某单位主变发生故障，导致变电站全站失电，对当地电网的稳定运行造成了严重影响。变型号为SSZ9-240000/220，额定容量为240000kVA，电压组合为（220±8）×1.25%/115/10.5kV。故障发生时，该主变负荷约为180000kVA。经过现场检查和初步分析，发现该事故的原因是#2 主变低压侧B相绕组出现故障。该故障导致B 相绕组烧毁，并波及到A、C 相绕组。同时，由于变压器内部油路堵塞，导致部分绕组过热，进而引发绝缘材料燃烧，释放大量有害气体，造成变压器内部压力急剧升高，最终导致变压器爆炸。通过对故障变压器的解体检查，发现B 相绕组在制造过程中存在一定的缺陷，如线匝排列不整齐、线匝之间绝缘层不够均匀等。这些缺陷导致绕组在运行过程中容易产生电场不均匀、局部过热等问题，最终引发故障。对故障变压器进行更换后，恢复正常运行状态。并且优化了变压器的运行环境，采取措施降低外部环境因素对变压器的影响。

2.2 断路器

断路器是变电所的重要设备之一，其主要作用是控制电路的通断状态。断路器常见的故障包括拒动、误动、漏气等。拒动故障主要是由于操作机构故障、控制回路故障等原因导致，误动故障主要是由于控制信号错误、保护装置误动等原因导致。漏气故障则是由于密封件损坏、气管破裂等原因导致。某单位变电站#1 断路器发生故障，导致变电站两条220kV 母线被迫停电，某单位的稳定运行造成了严重影响。该变电站#1 断路器型号为LW25-252，额定电压为252kV，额定电流为3150A。故障发生时，该断路器负荷约为18000kVA。经过现场检查和初步分析，发现该事故的原因是#1 断路器内部机构故障。该故障导致断路器无法正常分合闸，无法将故障线路从电网中切除，进而导致故障扩大，造成严重后果。设备本身的质量问题。通过对故障断路器的解体检查，发现其内部机构在制造过程中存在一定的缺陷，如部分零部件加工精度不够、材料质量不达标等。这些缺陷导致断路器在运行过程中容易产生卡涩、误动等问题，最终引发故障。根据对相关人员的询问和现场勘察结果，发现该断路器在运行过程中存在一定的维护不当问题。例如，没有定期对断路器进行巡视和检查，没有及时发现和处理断路器存在的缺陷；同时，在操作过程中没有严格按照操作规程进行，导致断路器受到过大的冲击力而损坏。这些因素都加速了断路器的故障发生。在更换断路器后，制定了预防性试验验检修工作制度，使用独立的出口回路，以此降低断路器故障带来的负面影响。

2.3 隔离开关

隔离开关是变电所的重要设备之一，其主要作用是在电路中形成明显的断开点，保证检修人员的安全。隔离开关常见的故障包括卡涩、接触不良等。卡涩故障主要是由于操作机构不良、接触部分变形等原因导致，而接触不良故障主要是由于接触部分氧化、接触部分松动等原因导致。以某公司220kV 变电站252kV GIS为例，在2023 年9 月1 日凌晨，在控副母对荣天2256带负荷试验后，恢复正常接线后，发现1 号母联三相电流不平衡，其中A、C 相为74A，B 相为14A。后经检查，母联电流二次回路未发现异常。通过自动化系统回看1号母联电流历史曲线，发现在8 月31 日晚，在正一母/副一母母差保护改造以后的回路镜像试验后，出现了母联三相电流不平衡的现象。经现场分析及X 射线检测，确认故障位置为荣仁2B58 间隔正母刀闸B 相（9#间隔DS91-B 隔离开关）内部。故障原因为DS91 隔离开关接到分闸命令后，DS91-B 相隔离开关未分闸。核查现场隔离开关配用电动弹簧操动机构，隔离开关为快动型隔离开关。在后续处理过程中，进一步检查发现绝缘拉杆和拐臂处于半脱落状态，拐臂紧固螺钉紧固标识发生位移，根据现场实际情况，现场对故障隔离开关进行了整相更换，后正常运行。在事后原因分析中，发现个别装配人员未严格按照装配工艺要求紧固力矩，在长期操作过程中，造成拐臂紧固螺钉松动，进而导致拐臂与绝缘拉杆之间传动失效。某单位开关配电动弹簧操动机构，为快动型隔离开关，相比于配电动机构的隔离开关其操作过程机械冲击较大，加剧了紧固力矩不到位螺钉的松动[2]。

3 变电站一次设备故障检测和维护措施

3.1 运行数据监测

运用变电站一次设备进行故障检测的过程中，需要在供电系统当中适当引入在线检测技术，将智能检测设备与检测传感器按照预期的规范性要求，集成安装在变电站一次设备的输出端，根据变电站的运行需求、将断路器等一次设备进行整合连接，通过检测设备与反馈装置收集设备的运行数据，并及时对运行检测数据的准确性进行判断，保证所获取的数据可以满足设备的故障预测需求，将以此设备的终端位置安装，可以对其主站与子站的各区域进行综合检测，并及时将相关数据反馈到计算机设备当中，根据数据存储的标准格式，将设备运行效果进一步提高。需要借助推理算法的运用。对所获取到的数据进行集中处理。而后按照不确定性要求判断带有关联性的数据变化情况[3]。

在线检测技术可以快速获取一次设备运行数据，为提高变电一次设备运行故障判断的精准性，需要在电力供电系统的作用下，同时对变压器、断路器与其他一次设备进行管理。通过在线监测设备对计算机与设备运行信息数据进行分析，判断设备自身的运转状态。在电力供电系统的运行过程中，一次设备可以通过起到接入电源、分配电流、均衡电压与保护继电设备的作用，在一次设备的运行过程中，较易受到来自作业环境、现场操作与负载量等方面因素的影响，而为避免此类故障反复出现的情况产生，要保障变电站电能输送的稳定性。并将变电一次设备的研究成果进行推广，保障变电一次设备的使用可以满足安全、持续与稳定等方面的工作要求，接货组相对完善的方案制定，实现人工与自动化技术相联动的技术运用模式，降低产生设备故障的可能性，提高其建设工作的规模化运用效果[4]。

3.2 变压器与断路器的故障检测和维护

变压器本身在变电一次设备中便属于一类关键性的组成部分，其自身的运行状态会直接对变电站的运行情况造成影响，因此在进行变压器故障检修的过程中，工作人员需要秉持严谨认真的工作态度开展相关工作，并保证可以对各类故障问题进行快速解决，目前发现变压器使用过程中所产生的故障主要由内外部故障共同作用造成，因此在具体的工作开展过程中，需要保证电压的稳定性，并避免因电压稳定性较差而导致瓦斯保护工作无法顺利完成的情况出现。变压器铁芯在变电站中也属于故障高发区域，在变压器铁芯接地电流检测数值上升过程中，需要给予变压器使用情况一定的重视。分析其铁芯是否存在局部过热等故障，并在不同的接地点之间形成闭合回路，若铁芯的接地电流过高，则可以通过变压器的油色谱分析其是否存在高温范围过热性故障，并检查是否存在接地回路环流等特征。应急措施在变压器铁芯接地回路中串接限流电阻，可以将运行中故障等问题加以解决，并分析其外部环境干扰因素，若其使用过程中存在此类问题，将导致变压器的运行环境受到严重损害，在变压器检修工作的实施过程中，需要保证检修人员对变压器的使用情况拥有全面了解，而后需要针对检修工作实施过程中可能存在的问题加以防范，避免因绝缘劣化等原因而导致设备故障频发的情况出现。此外其使用过程中也可以对局部放电的部位进行定位，进而达到提高使用效果目标[5]。

在电力系统中，断路器故障始终作为一项关键性的运用内容而存在，目前看来断路器出现故障的可能性仍相对较高，断路器的常规运转过程中，起动故障属于一种主要的故障类型，机械与电气故障作为导致此故障产生的一类主要原因而存在。相比之下，产生机械故障的可能性相对较高，通常状态下设备的使用过程中出现机械故障主要因操作系统在跳闸回路电源电压较低的情况下出现启动问题而造成，而为预防此类故障出现，首先需要保证预防性试验检修工作可以合理开展，分析断路器的分合线圈位置始终处于合理状态下，预防断路器出现漏洞现象，在对其结构进行检查的过程中，需要对分合闸线圈的位置情况进行检查，避免出现断路器拒动等问题，使用独立的出口回路对切断器动作的可靠情况进行判断，提高断路器使用的可靠性。最后需要通过失灵保护等方式，保证各类重要设备均可以得到良好的使用，减少对电力系统运行造成影响的设备使用。工作人员在发现问题后也需要对产生问题的原因以及问题的种类进行判断，确保后续的工作开展可以拥有良好的基础保障。在对其加以优化控制的同时，需要分析故障处理的要求，通过合理的保护措施避免气体跳闸线圈出现损坏的问题出现。

3.3 定期进行检修与维护

检测人员在检测工作的开展过程中，需要对变电一次设备进行登记标注，并按照相关规定开展状态评价工作，根据变电一次设备的结构与实际的工况对变电一次设备的使用情况进行调整，将其等级结构进行清晰地划分，明确不同等级设备使用过程中可能出现的问题内容，保证检测工作可以在合理的周期状态下维持稳定的运转，在组织实施设备定期检修维护的过程中，需要保证各阶段的工作重点均可以在一次设备运行工况上有所体现，目前变电一次设备中关键的变压器与断路器均设有相关的密度继电器与温度计，并借助压力表对设备的运行状态进行检测，保证变电一次设备的工作情况可以满足设备的使用需求，若仅使用此类辅助设备将导致其使用效果无法满足预期的工作要求。因此为保证检修与维护等工作可以快速完成，需要辨别变电运行故障是否会受到管理制度方面因素的影响，而后通过完善的管理工作制度对员工的工作行为加以引导，并对事故产生的原因进行深入判断与分析，提高管理工作的实施效果。

3.4 部分问题解决措施

隔离开关在变电站的运行过程中会分别出现接触不良与接触面过热等问题，此类问题的出现会导致隔离开关在使用后发生磨损等问题，导致与原有的接触距离不足，并导致隔离开关在大电流环境的作用下出现损坏的可能性进一步提高，因此为保证变电站运行的稳定性，需要对此类问题加以解决。供电企业工作人员需要对各类设备的运行状态实时监测，并明确设备状态检修工作开展对于电网系统使用所可能造成的影响，在检修工作开展的过程中，需要对检修的效果进行定期评价，评价工作可以实时完成，在一年的周期内，对检修工作的运行效果进行判断，确保状态检修工作可以维持稳定且高效开展，变电站在电网系统中作为重要组成部分而存在。因此变电站一次设备的运行过程中，会对电力系统的运行效果造成直接影响，为保证变电站工作开展的合理性与变电站一次设备运行的稳定性，需要通过对运行情况的判断，提高变电站一次设备运转的稳定性与变电站一次设备的工作效率，提高电力企业的电力供给质量，保证我国电力事业可以实现可持续发展。在后续阶段的工作开展过程中，需要分析其温度值是否超过隔离开关的运行温度，并根据此方面问题产生的原因探索所需要采用的处理方案。在变电站一次设备的使用过程中，需要对其输电、配电等情况加以分析，了解具体的设备使用要求，优化设备控制效果。

4 结语

综上所述，现阶段我国为满足我国电力系统的运行要求，需要将变电站一次设备故障检测维护工作作为重点内容，提高运行数据监测效果。明确变压器与断路器的运用要求，开展定期检修维护工作，在分析隔离开关使用的情况后，将隔离开关加以优化，保证变电站一次设备的使用要求。