变电站电气安装调试中的故障与处理策略探讨

中国能源建设集团华中电力试验研究院有限公司 邓萧洵

1 变电站电气安装调试的要求

1.1 强化准备工作

电气设备作为变电站的重要组成部分，对电力系统整体运行安全具有重要影响。因此，进行变电站电气安装调试要认真做好前期准备工作，严格电气设备选购、质量标准型号的源头把关，做好设备开箱验收、型号功能校对等工作。相关管理人员要从实际需要出发，认真制定安装调试计划书，在施工图纸的指导下严格落实规范标准内容，以项目部为主要实施单位，将日常安装管理规范与施工设计图纸向全体参建人员进行交底[1]。

在做好施工前的各项准备工作设备到达现场后进行认真核验，确保实物相符的情况下组织管理人员，施工技术人员按照订货合同要求，履行入库保管和使用领用手续。开展电气安装调试准备工作，要明确规定施工人员的工作内容、岗位职责、交接班时间，减少因为管理原因、工艺水平、流程影响，导致施工质量保障措施不到位，安装调试质量下降的现象。

1.2 重视高压试验

电力系统建设中变电站的作用和影响无处不在，特别是在高压、特高压、低压配电混合应用场所，要将高压试验作为保障设备正常运行的重中之重。施工单位要组织相关技术人员，认真研读变电站高压试验控制报告，按照任务说明书、施工组织设计指导书的要求，准确把握高压试验的内容，熟悉变电站内部结构构造，对安装过程做到全面把握、心中有数。

其中，涉及开关柜母线安装环节时，调试人员要严格按照规范要求，待安装完毕后方可将变压器进口桥与母线断电分开，确保所有母线均属于断开状态。在实施配电箱内安装时，要以连接设备以及内部元件绝缘性安全、没有杂物影响为前提，方可进行电压、电阻、电流测试。测试人员要按照安全规定以及应急防范的要求，正确穿戴高压测试防护服装、按照标准开启增压过程缓行保护装置，以实现对母线耐压值检验的精确测定，增加观察过程中数据记录的频次，确保调试符合耐压值的规定要求。

1.3 保护调试

保护调试作为电力系统防范高危风险、实施安全作业的重要技术程序，既是保证变电站安装过程继电保护安全性的一项措施，也是体现以人为本、推进系统本质安全的重要举措。加强变电站安全保护调试，要依托自动化技术和先进检测设备，对系统发生故障以及出现运行异常报警等极端情况，要在施工中心统一调度指挥下、现场工作人员迅速做出拉闸断电等主动排查故障手段，为消除安全隐患、避免事故扩大提供保障。开展变电站安装调试要发挥现代化技术，借助网络智能化集成化继电保护优势，将保护测试置于安全可靠的状态之下，实现变电站电气安装保护测试的绝对安全。

2 变电站电气安装调试中的常见故障

变电站电气安装调试中存在的故障类型较多，常见的类型如图1所示，下文进行具体分析。

图1 变电站电气安装调试中的常见故障

2.1 配电箱故障

配电箱故障是变电站电气安装调试中常见问题之一。鉴于变电站运行安全对电网全系统安全的重要作用，必须加强对其使用、维护、检修等工作。解决变电箱事故、多发复杂类型矛盾，要抓住接地导线虚接错接反接等常见故障环节，在充分调查研究、开场现场摸底演练的基础上，执行标准的施工规范，为彻底解决操作不规范、技术不过硬，导致的配电箱与机体基础支撑地面存在缝隙、安装箱体不能抵达指定位置的弊端创造条件。

同时，对配电箱安装过程中开口处经常出现焊接裂口、配电箱外部造成损害等问题，要经过采取有效的封闭解决措施，解决配电箱风吹日晒、雨淋潮湿、漆皮脱落等问题。落实配电箱防水防潮以及内部保护措施，要确保配电箱处在通风顺畅、位置合理、使用方便的工作状态，避免由于安装位置不合理造成使用空间受限，日后维护检修没有作业空间、打不开箱门无法进行系统修复、更换元件等工作不便[2]。

2.2 穿管线铺设故障

变电站安装调试设备所处的地点功能作用和使用环境不同，要求穿越铺设与管线预埋等基础工作，必须在严格的施工保证措施下方能进行。通常情况下由于变电站安装准备工作不充分，对设备器材性能缺乏了解，导致电气安装调试结果不理想。一方面由于没有在配电箱与变电设备线管之间进行合理的间距设置，电缆裸露部分过长或过短，导致配电箱与暗管交叉辐射出现纠缠、碰撞、电磁干扰，为日后使用埋下隐患。

另一方面，施工人员不能严格按照图纸要求进行管道埋深挖掘作业，造成预留空间不足，给管道穿越布线辐射造成影响，同样由于电缆交叉埋深不够以及穿线翻转，也会造成管线敷设与设计不相符。嵌入式电缆管道安装施工进程滞后，忽视电气设备的关键作用，没有充分考虑路面压力对管线造成的影响，对管线所处复杂环境的防水防渗防腐措施不力，人为增加管线专用弯头、钢管之间的衔接空隙，导致管道铺设位置与施工图纸设计走向不符，产生水平或垂直方向的偏差，严重影响日后管理线的正常使用。

2.3 二次回路与继电保护故障

电气安装调试过程常见的问题还包括二次回路和继电保护故障等。其中，常见的问题是在二次回路电缆监测调试前，设计标准与制作水平可靠性不高，达不到绝缘设计总体要求，导致二次回路与继电保护在日后使用中，电缆本身防潮防水防渗性能严重降低。电缆敷设过程中人为增加缆线与二次回路之间的碰撞，造成电缆外围摩擦损伤。安装电缆接头存在绝缘电阻不达标等问题，加剧了二次回路调试中电压增高、产生跳闸、线圈过热、烧毁设备等风险。

2.4 接地故障

变电站电气安装接地与电力系统防雷接地通常情况下一并进行。接地作为变电站的重要组成部分，直接影响着电力系统的整体安全性。特别是在变电站电气实际安装过程中，由于埋地保护等不合理影响造成接地导线电阻过大或过小，产生与电气设备保护装置不匹配，当遇到雷雨天气，或其他外界放电等因素影响时瞬间释放电流就会降低，一方面影响了接地系统对电力系统变电站的保护能力，另一方面对变电器本身构成严重威胁。同时，由于接地材料质量不过关，不完全符合设计要求，削弱了接地功能作用，难以起到防止雷击、电磁干扰的应有作用。

2.5 变压器故障

变压器故障是变电站工作当中经常遇到的问题。如上文所述，电力变压器在配电输电量逐渐增加、电力设备作用日益增大的情况下，相关技术人员对变压器电气设备、变压器功能处置技术不过硬、执行计划标准不到位，造成变压器设计型号与变压器实际规格发生冲突。设计人员由于在操作之前没有对现场进行查勘，不能精准制定与现实使用相契合的位置关系，导致变压器中的高低压电设备调试和安装的位置方向不一致。

同时，安装人员没有对安装前各种组件进行查实检验，造成投入使用后才发现变压器管道和地下管线穿越障碍，甚至出现漏水进水等严重问题，不仅增加了重修返修的费用，还要对接口预埋位置进行返工，突破了管道敷设开挖等基建工程预算工作量。变压器铁芯安装出现偏离，加大了中心线路改造、配置母线纠偏等工作难度，导致变压器运行过程中噪声较大。变压器电缆标签与实际的输出功率标准不相符，防湿防潮措施缺失，加剧了变压器产生故障的可能性。

3 变压器电气安装调试故障的处理策略

3.1 优化配电箱的安装管理

电力系统变电站安装调试要将配电箱安装质量控制放在突出位置，以形成科学安装管理制度为基础，实施前要对项目部及所有施工人员进行安装操作流程及相应标准规范培训，明确供电实际要求，避免出现配电箱底箱开裂、缆线与箱体接线反接错接等的情况，保障配电箱接地导体符合设计要求。优化电气设备安装过作业程序，按照电气设备工艺流程有序开展设备电容电阻等指标测试，避免出现配电箱安装质量与设计图纸不符合的情况，及时监测查找安装中出现的隐患问题，通过动态数据监测、性能测试、修复破损，避免质量安全隐患[3]。

3.2 提高管道预埋水平

安装测试要以管道预埋辐射符合埋深要求为前提，使之成为提高电气测试工作的重中之重。要将防水防渗作为预埋管道中常见问题的解决措施，通过加强地勘调查工作，了解当地地质条件和常年降水情况，使管道预埋工作符合现实要求。通过加强专业技术培训，使所有参建人员清楚了解现场管道预埋技术，掌握相关工作要求。

预埋管线过程要执行严格的埋深标准及护坡管理要求，精准掌握管道与管沟弯管尺寸，管径大小之间的关系，使管道埋深误差控制在合理的设计范围之内。要借助先进的弯管机、管道接口机等管道处理工艺，取代传统焊接处理弯头存在的加渣、孔洞等质量通病。要加大管道埋深防护的控制力度，禁止使用薄铜管和轻铜管，要严格按照PVC 管道使用规范标准，在管道图壁厚尺寸、铜管控制线盒等材料选用，要突出防水防渗防腐等指标要求。

3.3 优化线缆管铺设管理

变电站电气安装、管线辐射要从明管道、暗管道两种不同设计方案的实际出发，保证在不同环境下、不同工作状态下均能保持正常运行。对于同沟多管并排辐射的管道，要根据配电箱重量、日后维修能否正常打开箱门作为工作标准，合理设置配电箱底座与沟底缝隙大小，保证配电箱内管口、外线连接及缆线不易弯曲。配电箱与输电线连接要采取整体性原则，采取“小水泥块”隔离办法，减少管道在隐蔽性防渗性方面的安全隐患，彻底消除同一位置重复铺设管线、交叉铺设管线等施工乱象。

3.4 提升防雷接地管理

加强变电站电气安装防雷控制，必须坚持严格的强制性规范标准。在设备购置、进场、检验以及使用阶段，要在质量保证书、合同规划书以及施工设计图纸的指导下，合理进行电力设备安装。变电运行设备以及管道的相关调查和测试安装人员，要围绕加强防雷质量，科学设置防雷角钢钢管等辅助材料，确保防雷引线不受外力影响，减少传统工艺对防雷工作的影响。施工人员要经过严格的技术培训，具备工作标准能力后方可进行防雷工作的相关工作。

3.5 实现安装细节管理

变电站电气安装调试是一个多工种协调、质量要求严苛的综合性管理过程。要实施科学的精细化管理、抓住安装调试过程细节，方能实现质量保障。要以科学的管理制度为依托，遵循严格的调试规则，通过广泛宣传质量方针、加强前期准备工作，使所有参与变电站安装调试建设人员，全面了解变电站各项构造、设备运输基本情况，了解基本施工规范要求。

在对变电站安全具有直接影响的电缆绝缘防护、交直流电源互换，以及二次线路保护各项方面，必须满足安装细节管理针对性、特殊性的需求。开展电力电缆调试，寻找破坏电力系统平衡的影响因素，做好耐压试验等各项工作，消除电缆泄漏直流电不达标，电缆分段检测数据不准确等技术通病。开展继电保护装置元件的调试，排除端子排以及压板出现的波动、插件位置不完整，造成电流电压的线性开回路故障，通过精准测试提高变电站校验的准确性，为合理确定检验范围、形成高质量的定值检验报告夯实基础。