探讨变电站220kV主变压器消弧线圈的运行维护与故障处理

探讨变电站 220kV主变压器消弧线圈的运行维护与故障处理

杨磊

鄂尔多斯电业局 内蒙古鄂尔多斯市 017000

摘要：随着经济发展，用电量逐年上升，电力系统的压力随之增加，消弧线圈在变电站的运行中具有重要的作用和地位。消弧线圈在小电流接地系统中起补偿作用，以此起到消除接地点电弧的作用。主变压器在整个电力系统中占据十分重要的地位，主变运行中很可能发生消弧线圈故障，影响供电可靠性和供电安全性，必须在掌握消弧线圈运行原理基础上进行强化运维管理，及时解除故障。

关键词：变电站 ；220 kV 主变压器消弧线圈 ；运行维护

电力系统中性点接地方式是一个非常综合的技术问题，它与电网电压等级、电网结构、绝缘水平、供电可靠性、继电保护、电磁干扰、人身安全都有很大的关系。我国220kV配电网主要采用中性点不接地和经消弧线圈接地方式，80年代中后期为适应城区电网的迅速发展，特别是电缆的大量采用后，导致电容电流大幅增加，超出了消弧线圈的补偿容量，于是出现了配电网中性点经小电阻接地方式。该运行方式先后在许多大城市采用。经多年的运行实践，各地普通认为小电阻接地方式比消弧线圈接地方式的过电压水平要低，能更好的抑制弧光接地过电压。

一、变压器中性点经消弧线圈接地存在的问题

随着我国工业、农业的高速发展，变电站中低压侧电网的结构有了非常大的变化，在变电站中低压侧尤其是低压侧出线线路中电缆所占的比例愈来愈大，所以，变电站主变压器中性点经过消弧线圈接地的运行方式逐渐显现出不少弊端。其中一个最重要的问题就是变电站低压侧迅速增大的电容电流，使得消弧线圈已经很难在一定的脱谐度下过补偿运行。究其原因为：对于调节范围较小的消弧线圈，已经不能适应变电站现有的负荷及出线规模。部分主变低压侧出线接地电容电流包含有高次谐波电流，它的比例能够达到5％～15％，虽然能够把工频接地电流计算得非常精确，然而对于5％～15％谐波电流值终究是不能补偿的。所以，以电缆为主的变压器低压侧出线网络，在出现单相接地故障时，它的接地残流比较大，那么，接于主变中性点的消弧线圈即使运行于过补偿的状态也常常不能满足需要。电力电缆馈线在发生单相接地故障时，大部分是自身绝缘缺陷造成的击穿，所以以电力电缆为主的配电网发生单相接地故障时多为永久性故障。在系统有永久性单相接地故障发生后，因为中性点经消弧线圈接地的系统为非直接接地系统，对故障点的判断存在一定的难度，所以不能及时地判别是哪条线路发生了故障。由于需要拉闸进行搜索接地线路，这样既失去了不使用户断电的优势也使得电气设备要承受过电压较长的时间，将会威胁到电气设备的绝缘。

二、主变压器消弧线圈的运行原理

消弧线圈属于常规化的电感线圈，广泛地应用于接地系统，一旦系统发生短路，电流超高，放电间隙对应的电压值也将飞速上升，将消弧线圈配设于主变压器中性点，则能有效抑制高电压，控制因为电弧造成的供电线受损，达到消弧的目标。目前，消弧线圈已经成为接地线设置于电网系统，通过选择高效、科学的运维手段来维持消弧线圈的平稳工作，也能有效地防范雷击事故。因为消弧线圈容积小，实际检修中常被忽视，从而导致消弧线圈故障扩大化，因此必须加强对消弧线圈的运维管理，掌握故障处理方法，由此才能判断主变压器有无异常问题。基于已有的运维经验得出，只有全面掌握了消弧线圈的运行原理，才能科学高效地解除其故障。

三、变电站220 kV主变压器消弧线圈的运行维护

1、消弧线圈常规监测。随着消弧线圈的持续运转，检修与运维人员必须围绕线圈的电容、电流等实施监测，同时，消弧线圈档位及其上方的工作温度也都要加大监测力度。如果选择了充油式消弧线圈，也需要重点检查油位置是否处于规定的范围，检查油颜色合格与否、透明与否，是否存在变黑、变色现象，也要围绕消弧线圈自身加以检查，明确有无渗漏现象。

2、消弧线圈接地维护。消弧线圈实际工作中需要面对接地与不接地问题，对此必须做出妥善处理。如果没有接地问题，实际运行中则无声音，其隔离开关也能紧密接触发挥其隔离功能，此时检测接地指示灯，查看其是熄灭模式还是点亮模式，进而测试设备所传输的信号有无异常，消弧线圈的工作档位合规与否，局部残流也应处于常规标准范围。相反，如果消弧线圈实际工作中出现了接地问题，运维检修者就应围绕消弧线圈的工作现场仔细监测油温，明确油温极限值是否在95℃以上，补偿度是否处于合规范围，同时也要检查线圈实际运转中有无异常声响，以及阻尼电阻温度合格与否，运维检修者也需重点关注消弧线圈接地运行总时长，一定要控制在标牌上规定的时长，若时间超出规定，则需要及时切断故障线路。

四、变电站220 kV主变压器消弧线圈故障处理

1、断路器切断保护。实际工作中的消弧线圈，可能出现多种问题，对此必须采取科学的方法来防范，其中借助断路器进行切断保护是有效的故障处理方法，具体针对的问题为 ：防爆门出现受损痕迹、防爆门上出现喷油现象，系统工作过程中出现了漏油现象，随着漏油也出现了异常声响，套管使用过程中表面难免出现裂痕、受损等问题，难免会造成放电故障以及接地现象 ；消弧线圈出现烟雾、明火等问题。以上问题出现后都需要检修人员及时调动断路器，切断线路从而达到保护的目的，或者停止消弧线圈的运行。

2、消弧线圈停运。随着消弧线圈的运行，检修者若发现被检测的线圈温度超标，超出了合格标准，或者超越了规定限度，或者在检修过程中分解的开关设备出现了接触松动现象，随着检修进行发现接地引线折断、接触松动等故障，检测到隔离开关无法发挥有效作用，失去隔离功能时则需要停止消弧线圈，从而保护消弧线圈的安全。

3、接地故障的处理。当配网系统出现接地故障，特别是接地失常时，运维检修者的正确做法是按照规定的程序进行检查，监测消弧线圈的油温，而非停止消弧线圈运转。当发现油温超过95°时，则需要运维人员及时采取相关对策、防范单相接地故障，如果所采取措施未出现显著效果，无法妥善处理单相接地故障，则必须切断线路，而且要停运消弧线圈。接地故障处理的关键是精准定位故障，在此基础上找到科学的解决方案。如果消弧线圈某相出现接地故障，剩余两相接地设备电压值非正常高升，则将影响主变的常规运转，进而带来两相接地短路问题。在这种情形下必须积极质检最新安装设备有无漏气问题，可以通过串联的方式来转移电源，并更新已经出现故障的设备。

当今，电力负荷特性发生了明显的改变，用户对电能质量提出了新的、更高的要求，中压系统和大型发电机的接地方式问题逐渐突显，同时世界范围内长期存在的继电保护等技术难题相继攻克，这就为更好地选择接地方式创造了有利条件。主变的日常运维与故障处理对整个电力系统十分关键，必须强化对消弧线圈油温的动态检查与监测，明确中性点周围的电压值，分析线圈四周是否存在白烟、异响等，强化接地管理，并更新受损的设备，从而积极地防范故障，维持主变的高效运行。

参考文献：

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