电力变电站运行的安全管理和故障排除探析

杨文杰

（国家电投集团江苏海上风力发电有限公司，江苏 盐城 224000）

电力变电站承担着输送和转换电能的关键任务，其基本结构包括主变压器、高压开关设备、低压开关设备等，并通过复杂的工艺流程实现对电能的调控和传输。为了保证供应系统稳定运行与用电安全，预防事故发生并减少人员伤亡及财产损失，以及提高能源利用效率降低环境污染，在日常运行中需要加强安全管理工作。这涉及加强安全器具管理、注意运维细节工作以及加强火灾事故防范等方面。此外，在日常运行中也会遇到各种类型的故障问题，如线路跳闸、主变压器三侧开关跳闸以及主变压器低压侧开关跳闸等。因此，针对不同类型的故障情况需要制定相应的排除方法来恢复正常供电。

1 电力变电站的基本结构和工作原理

1.1 变电站的组成部分及其功能

变电站是由多个组成部分构成的复杂系统，每个组件都承担着特定的功能，共同协作以实现电能输送和转换。以下是变电站常见的几个主要组成部分及其功能：

1.主变压器：主变压器是变电站中最重要的设备之一。它负责将高压输电线路输入的高压交流电能转换为适合配网使用的低压交流电能，并通过调整输出端子上的相应参数来满足不同用户需求。

2.高压开关设备：高压开关设备用于控制和保护供应系统中传输和分配线路上运行过程中出现故障或异常情况时进行切断、连接或跳闸操作。它们包括断路器、隔离开关等。

3.低压开关设备：低压开关设备用于对供应系统内各种终端用户进行接入、切换和保护操作。这些装置通常包括熔断器、空气断路器等。

4.控制与监测系统：控制与监测系统负责对整个变电站进行远程监视、数据采集以及自动化控制。它可以实时获取各种参数信息并根据需要执行相应的操作，以确保变电站的安全运行。

5.辅助设备：辅助设备包括配电变压器、电容器组、避雷针等。它们在供应系统中起到补充和支持作用，例如提供额外的功率因数校正或过滤功能。

1.2 变电站的工作原理和流程

变电站的工作原理和流程是确保电能从输送线路经过转换后稳定地供应给终端用户的关键。首先，高压输电线路将来自发电厂或其他变电站的高压交流电能输入变电站[1]。然后，主变压器对输入的高压交流电进行降压处理，并将其转换为适合配网使用的低压交流电。这样可以满足不同用户对于供应系统中所需功率和频率等参数要求。接下来，通过高、低压开关设备实现对输送和分配线路上运行过程中出现故障或异常情况时进行切断、连接或跳闸操作。这些开关设备起到控制和保护整个供应系统安全运行的重要作用。同时，在整个运行过程中，控制与监测系统负责远程监视、数据采集以及自动化控制。它可以实时获取各种参数信息并根据需要执行相应操作，以确保变电站正常且可靠地工作。最后，在辅助设备（如配网变压器、避雷针等）的支持下，完成对输出低压交流信号进一步调节和分配，并将其传递给终端用户进行使用。

2 变电站安全管理工作的重要性

2.1 保障供电系统稳定运行与用电安全

保障供电系统稳定运行与用电安全是变电站安全管理工作的重要目标。首先，供电系统的稳定运行对于社会经济发展至关重要。变电站作为供应系统的核心环节之一，其稳定运行直接影响到整个供电网络的可靠性和连续性。通过加强安全管理措施，可以有效预防设备故障、线路跳闸等问题，并及时采取措施进行修复和恢复正常供电。这样能够确保用户得到持续、可靠且高质量的用电服务[2]。其次，在保证供应系统稳定运行的基础上，也需要确保用户用电过程中的安全。合理规划和实施安全管理策略能够减少因设备故障或操作失误而导致人员伤亡或财产损失发生的风险。特别是在一些特殊场所（如医院、学校等），用电需求具有更高的可靠性要求。通过严格执行相关规范和标准以及加强日常巡检和维护工作，可以提高用电环境的安全性，并最大限度地避免潜在危险。此外，保障供电系统稳定运行与用电安全还能够提高用户的满意度和信任度。只有在稳定可靠的供电环境下，用户才能享受到高质量、便捷的用电服务，并对供应系统产生信心。

2.2 预防事故发生，减少人员伤亡和财产损失

通过加强安全管理工作，可以有效预防事故发生，减少人员伤亡和财产损失。首先，变电站作为供应系统中的关键环节，其运行涉及高压设备和大量电能传输。如果安全管理不到位，可能会导致严重的事故发生，造成人员伤亡和财产损失。通过加强安全培训、制定操作规程以及建立紧急响应机制等措施可以有效降低事故风险，并提前识别潜在危险因素。其次，在日常运维过程中，对设备进行定期检查、维护和保养也是预防事故发生的重要手段。通过合理规划巡检计划、使用可靠性评估技术等方法可以及时发现并解决潜在问题，在设备出现故障之前采取相应措施进行修复或更换。此外，在实施安全管理工作时还需要注重火灾防范措施。由于变电站内存在大量高温、高压设备以及易燃物质，火灾风险较高。通过设置消防器材、建立完善的消防通道与逃生通道、加强火灾应急演练等措施可以有效预防和控制火灾事故的发生，减少人员伤亡和财产损失。

2.3 提高能源利用效率，降低环境污染

通过加强安全管理工作，可以有效提高能源利用效率，降低环境污染。首先，通过加强安全管理措施和日常维护工作，可以减少设备故障和线路跳闸等问题的发生[3]。这有助于提高供电系统的稳定性和可靠性，并确保能源传输过程中的损耗最小化，有效地减少了能源浪费现象，提高了整体能源利用效率。其次，在变电站运行过程中采取节约型操作策略也是提高能源利用效率的关键。例如合理调整主变压器输出参数、优化配网结构以及使用智能监测与控制系统等手段都可以实现对供应系统进行精细化管理，并最大限度地降低不必要的功耗。

3 变电站日常安全管理工作

3.1 加强安全器具管理

加强安全器具管理是变电站日常安全管理工作的重要方面。首先，对于各种安全器具（如绝缘手套、绝缘靴等）进行定期检查和测试，确保其性能符合标准要求，并及时更换损坏或过期的器具，可以有效降低操作人员在高压环境下受到电击伤害的风险。其次，在使用过程中，严格执行个人防护措施也是关键。培训操作人员要正确佩戴和使用各类个人防护装备，并建立健全相关制度与规范，以确保每位操作人员都能意识到自身责任并主动采取相应措施来保障自己的安全。此外，在存放和管理安全器具时需要注意分类整理、定期清洁消毒等工作。同时建立完善的记录系统，包括领用登记、检测结果记录等信息，以便追溯和跟踪每一件安全器具的使用情况。

3.2 注意运维细节工作

注意运维细节工作是变电站日常安全管理工作的重要方面。首先，定期进行设备巡检和维护保养，确保设备正常运行并及时发现潜在问题。这包括清洁设备、紧固螺栓、润滑部件等，并记录巡检结果以便后续跟踪。其次，在操作过程中严格遵守相关规范和标准，特别是对于高压操作环境下的安全措施[4]。例如正确使用隔离开关、合理设置接地装置等，以防止意外触电事故的发生。此外，加强对人员培训与技能提升也是非常重要的一项工作。通过定期组织培训课程和演习活动来提高操作人员对于安全知识和应急处理能力的掌握水平，并建立健全相应考核机制以确保每位操作人员都具备必要的专业素质。

3.3 加强火灾事故防范

加强火灾事故防范是变电站日常安全管理工作的重要方面。首先，建立完善的消防设施和系统，包括自动火灾报警系统、消防水源与喷淋系统等，并定期进行检测和维护保养。此外，设置明确的消防通道与逃生通道，并确保其畅通无障碍。其次，在操作过程中严格遵守相关规范和标准，特别是对于易燃物质的存放与使用。合理划分危险区域并采取相应措施来限制可燃物品进入高压区域，并加强监督以杜绝违规行为。此外，开展定期演习活动以提高人员对于火灾应急处理能力也非常重要。通过模拟真实场景进行演练可以让操作人员了解正确的逃生路线、使用灭火器具等技巧，并及时发现并纠正不足之处。

4 变电站日常故障类型分析

4.1 线路跳闸故障

线路跳闸故障是变电站日常运行中常见的故障类型之一。这种故障通常发生在输电线路的某一段，导致该段线路无法正常供电。线路跳闸的原因有很多，包括设备老化、环境因素、人为操作失误等。设备老化是导致线路跳闸的主要原因之一。随着运行时间的增长，输电线路的各个部分会出现磨损、老化现象，从而降低其承载能力。当超过设备的承载极限时，就会导致线路跳闸。

4.2 主变压器三侧开关跳闸故障

主变压器三侧开关跳闸故障是一种常见的问题。这种故障通常发生在主变压器的三个引出线（分别连接到不同的母线）上，导致该引出线无法正常供电。主变压器三侧开关跳闸的原因有很多，包括设备老化、接触不良、过载等。接触不良也是导致主变压器三侧开关跳闸的一个重要原因。由于长期使用和环境因素的影响，主变压器的引出线与母线之间的接触可能会出现松动或腐蚀现象，导致电流无法正常通过，进而引发跳闸[5]。

4.3 主变压器低压侧开关跳闸故障

主变压器低压侧开关跳闸故障是一种常见的问题。这种故障通常发生在主变压器的低压侧开关上，导致该侧无法正常供电。过载也是导致主变压器三侧开关跳闸的一个常见因素。如果变电站的负荷超过了主变压器的额定容量，就会导致电流过大，使得主变压器的三侧开关承受不住而跳闸。

5 变电站日常故障排除方法

5.1 线路跳闸故障排除方法

为了快速恢复供电并减少停电时间，需要采取适当的排除方法。首先，检查保护装置是否动作。保护装置是防止线路跳闸的关键设备，当检测到异常情况时会自动切断电源。检查保护装置的动作记录和报警信息，确定跳闸原因，并根据需要进行修复或更换。其次，检查线路连接处是否松动或腐蚀。线路连接处是电流传输的关键部位，如果连接处松动或腐蚀严重，会导致电流无法正常通过，引发跳闸。使用绝缘工具仔细检查每个连接点，并及时紧固或更换受损部件。最后，定期进行线路巡检和维护。线路巡检可以及时发现线路的老化、磨损等问题，并采取相应的维护措施。定期对输电线路进行清洗、除锈、防腐等处理，可以延长线路的使用寿命，减少跳闸的可能性。

5.2 主变压器跳闸故障排除方法

首先，要检查保护装置是否动作，检查主变压器的冷却系统。主变压器在运行过程中会产生大量热量，如果冷却系统失效或工作不正常，会导致温度过高而引发跳闸。需要检查冷却系统的水泵、风扇等部件是否正常运转，并确保冷却水流量和温度符合要求。其次，检查低压侧的接线端子。接线端子接触不良或松动可能导致电流无法正常通过，从而引发跳闸[6]。使用绝缘工具仔细检查每个接线端子的紧固情况，并及时处理松动或腐蚀的部件。最后，检查低压侧开关本身的状况。主变压器低压侧开关可能会出现老化、损坏等问题，导致跳闸。定期对开关进行检修和维护，确保其正常工作状态。

6 结语

综上所述，电力变电站运行的安全管理和故障排除是确保供电系统稳定运行和用电安全的关键。通过对变电站基本结构和工作原理进行了解，并加强日常安全管理工作，可以有效预防事故发生、减少人员伤亡和财产损失，并提高能源利用效率，降低环境污染。在面对各种故障类型时，及时采取相应的排除方法可以恢复供电系统正常运行并确保其稳定性与安全性。因此，在实际操作中需要注重设备维护、操作规范以及建立完善的检修制度等方面来提升整个变电站的运行水平。只有不断加强安全意识培养、技术更新以及紧密配合相关部门，才能更好地推动变电站运营向着更为可靠、高效且可持续发展方向迈进。