变电站一次设备常见故障分析及排除技巧

作者：邱桂洪

来源：《科技传播》 2015年第19期

邱桂洪

广东电网有限责任公司中山供电局，广东中山 528400

摘 要 变电站一次设备涵盖了众多子设备，这些设备在运行中受到多方面影响时极易发生故障，需要电力维护人员及时予以排除，以保障电网正常运行。本文首先对变电站一次设备结构及作用进行概述，然后对其各主要设备的常见故障加以分析，最后总结故障排除技巧，以期为相关人员提供借鉴参考。

关键词 变电站；一次设备；故障分析；措施

中图分类号 TM4 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2015）148-0074-02

作者简介：邱桂，助理工程师，研究方向：变电站运行维护

变电站一次设备类型较多，其在运行中受制于多种因素，故障发生几率较大。探究变电站一次设备常见故障及相应的排除技巧有助于为电力企业节省运成本，提高变电站及电网运行的稳定性。

1 变电站一次设备的主要构成及其作用

变电站中的一次设备主要由变压器、隔离开关、电压互感器（PT）、电流互感器（CT）、GIS 电力设备、高压低压断路器及电容器等元件构成，其特点及作用各不相同[1]。变压器主要承担交换电能的作用，实现电网及用电设施之间电流、电压、阻抗的交换，进而起到电压维稳的效果；隔离开关作为一种隔离器件，主要负责对电网线路进行开断操作，开断依据为电网回路中的负荷电流大小；电压电流互感器具有变换功能，能够实现电压及电流的由大转小，从而对电网设备起到保护作用；高压低压断路器中采用了灭弧装置，当回路电流出现异常时，可以进行及时的承载及开断操作，以维持电流稳定。变电站电容器，在变电站耦合、调谐、滤波及电路控制中得到广泛应用，一方面承担为变电站供电设备放电及充电作用，另一方面又能够借助电容，达到抑制无功，起到提高变电站功率因数及电能利用效率的功效。

2 变电站一次设备的常见故障

2.1 变压器

变压器的常见故障主要有以下两点：第一，渗漏油。变压器渗漏油故障主要表现在其外侧附着有黑亮的油液，变压器渗漏油的产生原因一方面是变压器零件和变压器油箱间在焊接中质量不高，没有完好密封，在遭受到一定的外力荷载时，极易由于外力作用产生振动，进而引起油液渗漏；另一方面变压器内部的油体如发生热膨胀，也会加大渗漏几率。第二，温度异常。变压器温度异常的主要原因有以下几方面：1）变压器元件，如铁芯出现短路；2）涡流、漏磁等引起的设备发热；3）变压器的元件，如线圈的绝缘性降低，引起短路；4）变压器过载及超负荷运行，外加未加定期维修保养，致使其散热电阻性能下降。

2.2 隔离开关

隔离开关常见故障主要体现在开关接触不良、拒分合及卡涩上。变压器隔离开关如出现接触不良，如变压器接线部位及开关触头接触不合格，极易导致变压器接线位置出现温度异常现象。造成隔离开关接触不良的原因一方面是由于开关在制作及设计接触面时出现质量问题，另一方面是由于隔离开关的安装工艺不够规范，导致隔离开关与变压器接线部位出现接触不稳固等现象。隔离开关拒分合及卡涩故障一般会同时出现，主要原因是隔离开关转动轴锈蚀或动静触头出现过大摩擦所致，此外保养不力，人工不规操作等，也极易导致隔离开关出现拒分合及卡涩故障[2]。

2.3 高压低压断路器、电容器

高压低压断路器主要故障包括断路器错误操作、拒绝操作及运行异常等。断路器错误操作主要是由于电网电压瞬时过大，而断路器的合闸器件在操作门限设置上不精准，进而导致断路器误操作；当电路零线进行接地处理时，在地面接收电荷电流的过程中也能够引发断路器出现错误操作；断路器运行异常，主要是指断路器的跳闸，其产生原因主要是断路器的保护装置由于电路故障而产生错误判断。

变电站电容器的常见故障主要有开路损坏、短路、漏电、介质损耗增大、电容量减小等。其中，变电站电容器开路损坏形成的原因又有以下几方面：1）电容器脱焊及虚焊引发开路损坏；2）电容器出现漏液危害，致使电容器电容量减小，进而引起开路损坏；3）电容器引脚由于出现腐蚀而造成开路损坏。

2.4 电压互感器（PT），电流互感器（CT）电压互感器（PT）的常见故障主要是回路断线问题，故障产生的原因主要有以下几点：1）电压互感器二次侧出现短路，或二次侧没有严格参照操作规范进行切断处理，由此导致电压互感器励磁电流瞬间升高，最终引发PT 烧毁；2）电压互感器质量不高，在散热等方面不具备良好性能；3）电压互感器在运行过程中，其一次侧线圈中出现零序电流增大的情况，进而损坏电压互感器的绝缘装置；4）电压互感器系统线路中由于谐振电压、单相接地电压过高等，导致电压互感器出现故障。

电流互感器（CT）常见故障主要是声音异常及温度升高。造成声音异常的原因有：1）电流互感器处于高负荷运行状态；2）电流互感器运行时间较长，其绝缘装置出现质量下降或老化，导致设备出现漏电；3）电流互感器由于刷漆环节不规范引起电晕。电流互感器温度发热主要原因是电压互感器二次侧出现开路现象、没有紧固住其引线端口、电容接地不规范等，从而造成电流互感器出现温度骤升。

3 结合案例，分析变压器一次设备常见故障的排除技巧

3.1 变压器主设备的故障排除技巧

某变电站一台110kV，31.5MVA 的变压器出现了温度异常及断路事故，造成主变压器的开关跳开，经过检查，发现变压器出现高压绕组温度过热，变形严重的现象，且变压器的底座伴有锈蚀。工作人员经过分析研究，该变压器遭受了短路冲击，在变压器的绕组元件上也出现了松散现象，外加变压器的垫块出现位移，导致变压器的绕组失去了稳定性。

在这起变压器常见故障的排除上，首先，工作人员对变压器的元件加以清洁，并对变压器线路绝缘性加以检测，对老化线路加以更换。与此同时，采用欧姆计对变压器绕组开路情况进行了检查，对变压器的内绕组加装了拉紧装置，确保绕组结构的完整性，并着重对其端部进行了绝缘设置，同时紧固了相应的夹件。其次，对本变电站的其他变压器设备，适时开展短路试验，提高变压器设备的在抗短路冲击上的能力。最后，借助于变压器运行声音、油温、气味等方面的判定，工作人员也及时发现并解决了其他变压器的故障隐患。

3.2 隔离开关、高压低压断路器故障排除技巧

某变电站工作人员在检查Ⅱ组母线侧II 刀时，发现刀闸开关没有处于合闸位置上，工作人员在进行解锁及遥合时，其仍无法到位，刀闸口伴有漏电，由于工作人员慌乱中误操作了I 刀，造成220kV 母差动作，最终造成了供电故障。在这一案例中，工作人员没有按照相关的操作章程进行故障处理，其应对开关元件与变电站设备接线接触部位的稳固性加以重点检查，如进行开合时存在卡滞现象，要对其开关接头进行检查，必要时进行更换。此外，工作人员也应对隔离开关灭弧罩定期加以检查，对其中残存的残渣加以清理，及时更换灭弧罩。在断路器故障排除中，可综合采用各种措施方法，如元件牢固性测验、设备负荷监测、零线接地线路连接检测等。

3.3 电容器故障排除技巧

某变电站配备的2 台电容器柜在运行时，出现了触头烧坏的现象，当更换容量较大的接触器时，仍存在烧毁现象。工作人员进行放电回路接线实验，并辅助使用了万用表对故障电容器进行排查，发现故障原因是由于该电容器在放电电路的接线上不够合理。通过将2 台电容器分装放电电阻的方式，减轻了触点的压力，避免了类似事故发生。一般而言，在电容器故障排除中，主要借助于万用表对电容质量及运行加以检测，把万用表的功能开关设置在测试档位上，在CX 插座内将被测电容插入，然后对电容量进行检测，查看其误差是否满足相应的数据范围。如各档位的电容量数据及其误差符合要求，则说明电容器运行较为正常。

3.4 电压互感器（PT），电流互感器（CT）故障排除技巧

某变电站，工作人员发现其电流互感器出现二次侧电流较小的情况，工作人员在故障排除中侧重对二次侧接线及短路情况加以检查，发现CT 出现导线绝缘层遭受损害，经由受损导线而引起电流故障，在此过程中伴随大量热量，最终造成CT 短路及烧毁。工作人员配备了检修配套装置，如绝缘垫，绝缘手套，然后对其开路相别、组别及接线加以查明，然后将烧毁导线

进行剪除，采用正确的接线方式连接CT 的接线端子，有效排除了这一故障。在PT 故障处理上，工作人员要在做好倒闸操作的基础上，采用断路器切断电压互感器，如电压互感器出现谐振，要将其谐振条件破坏，使电压互感器停息[3]。

4 结论

变电站一次设备在运行中其故障较为多发，工作人员应对相应设备部件的故障原因，表现及排除措施加以熟练掌握，围绕变电站一次设备运行的重要环节，制定完善的操作、巡检标准，从而保障变电站一次设备能够充分发挥其性能，提高电网运行质量。

参考文献

[1]卢远飞.变电站一次设备常见故障分析[J].机电信息，2014（12）：64-65.

[2]姚莉，张燕.变电站一次设备安全运行及故障分析[J].民营科技，2014（1）：55.

[3]刘磊，刘群.变电站一次设备安全运行与检修措施讨论[J].大观，2014（12）：212.