110kV变电站运行常见故障及检修方法

中电建南方建设投资有限公司 黄建霖

1 引言

由于变电站继电保护的工作量较大，并且内容比较复杂，所以难免会出现故障问题，导致继电保护工作难以发挥出最佳作用，对变电站的运行和供电的安全性产生一定影响，因此需要针对故障问题进行深入分析。采取针对性的措施排除故障，将继电保护的优势发挥出来，提升变电站供电的稳定性和安全性。在电网应用的高等级变压器中，110kV 及以上变电站中的变压器的中性点全部都安装了单相隔离开关，其一端连接变电站的接地网，单相隔离开关的开合时间，以及断合操作的变更，要严格按照变压器的运行规程以及变电系统的要求执行。中性点的运行虽然是变压器工作的辅助装置，但是其对变压器会产生较大影响，因此要对中性点的运行要求充分掌握，并执行到位，为电网的稳定运行以及供电打下良好基础。

2 变电站功能概述

电力系统的关键组成部分就是变电站，变电站能调整输送电压、转换输送电流以及控制电力能源的流向，保障电力系统稳定运行。通常变电站都是由多种不同的设备组装而成，包含变压器、保护设备、开关以及电容器等部件。其中最核心的设备之一就是变压器，其可以实现升降电压以及变换电力等工作。开关可以对电流的通断以及电流分配进行控制，保护设备可以对电力系统运行的状态进行监测并且实现对电力系统的保护，避免出现故障。为了进一步提升变电站运行的稳定性，需要进行有效的保护和维修设备。定期对设备进行检修和维护能确保其稳定工作，并及时处理潜在问题。除此之外，在实时监测变电站运行的状态时，采用先进的自动化系统以及监控设备能达到事半功倍的效果，可以对监测到的异常情况及时采取具有针对性的处理措施，保障电力系统的安全可靠运行。

3 常见故障

在电力系统运行的过程中，因为变电站设备处于长期的高负荷运载状态，设备会出现比较严重的损耗，将变电站运行的稳定性降低。例如，变压器、防雷设备以及开关等部件，一旦发生故障，就会对整个电力系统运行的稳定性产生影响。

3.1 变压器故障

在实际运行的过程中，变压器如果发生故障就会对变电站整体运行的安全性与稳定性产生影响。在建设110kV 变电站的过程中，已经能有效规避变压器部分产生的故障，从而有效提升变压器运行的可靠性以及稳定性。但是在变压器实际运行的时候仍然会出现部分故障，例如，变压器短路，会直接影响变电站的运行状态。如果在110kV 变电站运行的过程中核心变压器出现故障，就会对整个变电站的运行状态产生影响，没有办法保障电力资源输出的稳定性和持续性。通过分析变压器产生故障的类型，主要的变压器故障是由于油浸式变压器内部零件出现故障而引发的。

最主要的油浸式变压器零件故障包含以下几种，首先就是油浸式变压器油箱套管因长时间工作出现损坏，使油浸式变压器内部的铁芯出现问题，引发油浸式变压器出现故障；其次为绕组故障及开关故障，这些故障会对油浸式变压器运行的稳定性产生影响。最后就是油浸式变压器的接地故障。最容易出现的故障就是绕组故障，在设备长期的高负荷运行状态下，运行的温度不断升高，但是设备的散热工作却不能及时进行，降低了设备运行的性能，对变压器整体运行的安全性及稳定性产生影响。当油温升高之后，也会对变压器正常工作产生较大的影响，使变压器内部绕组的温度超出正常值，无法稳定运行，引发绕组断线问题，降低了变电站运行过程中的稳定性和安全性。

3.2 输电线故障

因为变电站输电线路工作的环境相对复杂，在受到多种不确定因素的影响下，就会频繁引发输电线路故障，在变电站配网系统整体的运行过程中，缺乏安全性和可靠性。为了有效避免这类故障，就要快速诊断发生故障的位置和产生故障的类型，并选用更具有针对性的故障处理方案，以保障输电线路的故障能够及时有效被解决。通过分析输电线路产生故障的类型，可以得知，主要的故障类型包含绝缘子故障、线路断裂以及短路等[1]。因为输电线路需要跨越较多的地区，一旦偏远地区引发线路故障，但是在短期内无法解决线路故障，就会对电力用户产生一定影响。因此在110kV 输电线路实际运行的过程中，应有效解决输电线路产生的故障，从而将110kV 变电站的运行水平全面提升。

3.3 母线系统故障

在变电站实际工作的过程中，母线系统故障出现的频次比较多，并直接对变电站总体工作的稳定性和安全性形成了影响。通过剖析110kV 变电站中的母线控制系统即可了解，母线的连接方式大多是圆形导线，并利用导线把电能资源送入不同的仪表设备和装置。在某些系统实际工作中，如果发生某些系统故障，将会对变电站的工作产生很大威胁。通过分析母线系统运行过程中的故障，在变电站日常运行的过程中，系统中电气设备出现问题是引发母线故障的关键，影响整个母线系统运行的安全性。在变电站的实际运行过程中，如果母线枢纽引发故障，会对变电站的正常运行产生极大影响，使变电站不能处于稳定的运行状态。

4 变电站变电检修的工作要点

4.1 设备故障的排查

在运行时变电站的一次电压经常处于正常范围，而二次电压的运行体系就比较复杂，目前我国的大部分变电站已经可以应用全光信号，这种信号回路对电压等级没有限制，但设备在配电时仍必须采用12V 直流电，因此少数变电站为了运行效果在为通信装置配电时会考虑使用220V 的单相交流电。因此变压器设备在实际工作时，通常设有3种以上的不同电压等级，大型的变电所在工作中更是设有7个以上不同的电压等级[2]。所以，应科学分析和处理在变压器设备工作过程中，所检测到的故障种类及其产生故障的临界数据，以便确定具体的电气设备故障排除方法。

4.2 变电检修的关键

对发热故障的处理方式。发热故障可以在根本上引发变电站运行故障，如果设备的温度超出正常值，则会影响正常运行，并且会导致电压产生变形引发安全问题。因此保障设备的质量，并正确安装设备能有效的改善设备发热问题。在对刀闸触头进行防氧化处理时可以选用紧固压力控制装置进行，通过对设备运行过程中的发热情况进行改善，采取有效的措施降低设备运行温度，为设备安全运行打下基础。针对变电站中不同设备的工作特点，可以按照设备使用的条件、方法，在进行设备的带电作业时，根据天气对设备状态进行判断。首先负责检修工作的人员要配备安装装备，并了解安全设备的使用方式[3]。其次，负责对设备进行检修的人要借助安全劳保和均压劳保保障个人的人身安全。最后，负责检测设备的人员在工作当天如果身体出现不适情况要及时终止检修工作，避免出现安全问题。

4.3 电网变电运维中的验电操作

在对变电站的运行状态维护的过程中，最重要的工作环节就是验电，在维护的过程中可以利用有效的方式排除电网运行过程中产生的故障，使电网维修有据可依。首先当变电站电网出现变电现象时，要对线路中的电压进行检测，避免在维修电路时出现电压泄漏的问题，保障故障检修人员的安全。其次，在故障检修过程中，可以对维修电路安装接地线，维持电网内电压稳定运行。检修人员在对电网线路进行检查时，需要根据检修要求配备安全保护设备，例如，绝缘手套以及绝缘棒。

5 110kV 变电站设备故障预测及检修方法

5.1 变压器的故障预测与检修

第一，预测变压器故障。变压器是组成整个变电站的关键部分，工作人员在检查和维修变电设备的时候，要重点关注变压器故障，可能对变压器正常运行产生影响的原因有很多，内在以及外在因素都可能引起变压器的运行故障。外在因素主要是变压器受到自然环境中电场强度变化的影响，降低设备自身的绝缘性能，引起设备发生裂化。说明变压器在正常运行时出现故障主要的原因就是运行过程中设备的温度过高，超出正常温度范围。变压器的内在故障形成因素主要是部分线路短路或者少数配件老化，影响变压器的稳定运行[4]。

第二，变压器检修方式。通过绝缘状态下检测变压器因异常放电发出的声音，可以了解对变压器运行产生的影响因素。检测变压器内部的油中气体，如果变压器处于正常运行的状态，对异常放电放电情况进行检测，判断断路器的工作状态。如果要对变压器绝缘问题进行深入的检查，就要对变压器的绝缘值含水量和老化试验情况进行研究。检测整个变压器的支流绝缘状态可以判断其工作状态，如出现故障，应及时拆卸变压器对其维修。并且对变压器进行严格日常检查，观察引线状态，避免因引线出现问题而造成的变压器故障。应通过外在因素和内在因素两个方面对变压器的故障进行预测，排除任何可能引起变压器故障的隐患，保证变压器能正常稳定地运行。接着根据常见的变压器故障，制定针对性的检修方案，即使发生故障，也能在短时间内找到最佳的检修方法，并采取针对性的处理措施。

5.2 断路器故障的预测与检修

第一，对断路器的故障进行预测。断路器可以实现对电能的控制和保护，其对变电站的安全稳定运行具有重要的意义和作用。断路器出现故障的大部分因素都是控制系统出现老化或者故障，长时间的持续工作，会降低断路器的性能，引发老化故障。而控制系统发生故障的主要原因是部分电子元件以及回路有故障现象，引发断路器失去功能。变电站的行动系统出现故障，会严重影响断路器的操纵功能和传动功能，但是因为内在因素和外界环境对其造成的共同影响，会使行动系统出现故障问题，最终影响断路器的工作状态，使其无法正常工作。

第二，断路器检修的方式。对其进行定期检查，了解可能会导致断路器出现故障的位置，最低额定电压判断断路器的原件是存在故障。对工作回路中负责导电的电阻进行重点检修，对断路器触头进行观察，了解其工作状态，并对灭弧室的真空程度进行检测，判断变电站断路器是否处于正常的工作状态。处理断路器的局部放电情况，对设备性能有所了解，找出断路器元件间中存在的接触问题和隐患。

5.3 金属氧化物避雷器故障预测与检修

第一，检测金属氧化物避雷器是否出现故障。引起避雷器出现故障的主要原因就是尘土和雨水长期堆积造成的污染，或者是因为避雷器的长时间工作，部分零件出现的老化情况导致其发生故障。避雷器属于外部装置，假如避雷器在工作的过程中外部环境不能满足条件，就会引起避雷器在运行过程中受潮，绝缘性能降低。其次，因雷电而引起避雷装置的内部电流过高，如果超过避雷装置内部系统所接受的能量，就会导致避雷装置故障，更严重的情况还能导致爆炸事件[5]。

第二，检测金属氧化物避雷器的主要方法。检测避雷装置内部件的受潮情况时，首先要对内部受潮的状况进行掌握，也可采用绝缘电流检测的方法检修避雷装置内受潮状况。对泄漏电流进行监测，掌握发片受潮的情况。还可以通过检测装置，对金属氧化物避雷器实际的运行状况有所了解。

6 结语

变电站是整个电力系统的关键组成部分，如果在正常供电时出现电力故障，则整个电网供电的质量都会受到较大的影响。本文分析了10kV 变电站的中性点的运行方式，并提出了针对性的故障检修方式。在实际运行和管理变电站的过程中，不断改进变电站故障防控管理制度，优化故障应急处理方案，有效地规避可能出现的设备故障，保证电力系统的稳定运行，将变电站故障防控工作的优势充分发挥出来。