风电/光伏箱式变电站的运行状态分析

风电 /光伏箱式变电站的运行状态分析

李权

国家电投黑龙江分公司 黑龙江省哈尔滨市 150000

摘要：箱式变电站在电力体系中发挥重要作用，关于箱式变电站的运行状态分析工作自然不可忽视。本文首先分析监测箱式变电站运行状态时需要注意的事项，随后阐述检查箱式变电站状态的措施。

关键词：箱式变电站；运行状态；分析

引言：箱式变电站种类众多、结构复杂，监测箱式变电站运行状态是一项非常艰巨的任务，也是维系电力系统正常运转的重要保证。因此有必要分析监测变电站状态的关键点，为落实监测检查任务提供重要依据。

一、运行状态监测要点

1．高压侧电缆头。在箱式变电站的运行过程中，有可能发生高压侧电缆头被击穿的现象。事实上电缆头被击穿的现象还有可能发生在开关柜、架空电缆等其他位置。导致高压侧电缆头被击穿的原因有很多，例如在箱式变电站安装过程中没有执行正确的工艺，降低高压侧电缆头的性能；当前诸多电力企业在设备交接过程中通常采用直流耐压试验，增大电缆头被击穿的概率。

关于直流耐压实验对电缆头的损害效应已经众所周知，具体影响表现在电荷积累、额定电压超标等多个方面。进行直流耐压实验的过程伴随着电缆头内部的电荷积累效应，进而导致直流电场的作用被削弱，电场强度逐步脱离合理状态，最终导致绝缘缺陷。如果直流实验在明显高于额定电压的环境中进行，意味着电缆头的绝缘性能被显著削弱；这种绝缘性能的削弱可以被不断累积，导致电缆头被击穿。直流耐压实验对于正常电压分布状态产生影响，原先按照电容分布的电压转变为按照电阻分布，这种状态下获得的实验结果参考价值不足，实验人员无法掌握电缆头运行状态下的真实绝缘状况。另外疏于电缆绝缘层的维护则会导致放电通道的累积效应，加快电缆头老化、发生故障的速度。

电缆头制作质量也会影响其绝缘性能，利用指定的夹具使得电缆头受力截面呈现出标准的圆形状态。如果在制作电缆头的过程中没有固定到位，意味着受力截面形状不标准，电缆头的绝缘强度有可能会下降。很多电缆头被击穿的原因在于制作过程不规范，在脱离安全标准的情况下提升电缆头损坏的概率。电缆头一旦被击穿，要保留被击穿电缆头的样本并做后续分析，精准定位发生击穿现象的原因。

2．绝缘油温。箱式变电站的运行质量与绝缘油温度状态关系密切，变电站变压器的最佳工作状态对应一定的温度标准，在此基础上变压器的运行性能与绝缘油温度呈反比关系；如果绝缘油温度不断上升，意味着绝缘油的绝缘性能以及设备的绝缘寿命均处于下降状态。在监测绝缘油温时需要参考变压器运行规程参数标准，掌握每种冷却方式对应的最高顶层油温。绝缘油温监测体系需要考虑标准温度阈值，如果绝缘油温不在温度阈值范围内，绝缘油温监测体系发出报警信号；改进后的报警体系则能够判断当前绝缘油温是否接近标准阈值边缘，即便尚在阈值范围内，监测体系也可以发出信号，提醒工作人员加以重视。

3．内部凝露。箱式变电站的常见异常现象之一是带电设备闪络放电，进而降低安全系数，根本原因在于箱式变电站的内部凝露现象。导致内部凝露现象的条件有很多，箱式变电站所处外界环境的温度湿度条件以及内部结构都有可能引发凝露现象；另外箱式变电站负荷异常也是诱发原因之一。

内部凝露的根本机理在于所处环境温度在短时间内发生巨变，由于工作状态下的箱式变电站内部结构温度较高，当外界温度快速降低时，箱式变电站内部的大量高温空气则凝结在变电站外壳内壁并形成凝露。如果外部环境相对干燥，空气环境中水分含量较低，这种由于温差导致的凝露现象相对不明显；伴随着湿度的提升，内部凝露现象的特征愈发明显，由此可见内部凝露现象与温度变化幅度和湿度水平均呈正比关系。内部结构工作导致的温差也容易引发内部凝露现象，如果箱式变电站加热器持续处于加热状态，底部水汽在高温环境下发生上升运行运动，最终在箱式变电站顶部内壁形成凝露；箱式变电站处于超负荷工作状态也是原因之一。

由此可见引发内部凝露的多种原因，本质上都具有温差大的特征。因此在监测箱式变电站运行状态时需要加大对温度、湿度条件的监测力度，同时保证箱式变电站的通风孔处于正常状态，避免箱式变电站的工作环境出现温度短时间骤变的现象。

二、监测应对措施

1．日常检查。在检查箱式变电站电缆有绝缘性能时不能仅仅依靠油色谱数据，同时要掌握油样的耐压能力以及单位油样的含水量，精准判断电缆头绝缘性能的变化状态。利用色谱数据监测判断箱式变电站状态时，要注意周期和方法的选取，合理控制油样取样周期，采用比值法对色谱数据进行精准分析。检查工作中要落实风扇、冷却装置的工作性能，为提升冷却装置的工作寿命，应当设置启动关停冷却装置的标准温度值，提升开启关停冷却装置的合理性，避免无序开闭降低寿命。检查体系中要建立控制风机启动关停的自动化系统，准确监测箱式变电站环境温度，确定当前温度是否处于合理区间；如果当前温度已经超过上限，自动化系统发出信号开启风机，降低箱式变电站温度。

2．建设阶段检查。在箱式变电站建设阶段应当对电缆头、温度监测装置、设备选择情况进行全面检查，电缆头制作符合国家标准，保证高压侧电缆头物理状态正常。在验证高压侧电缆头时可以采用交流耐压实验方式，保证耐压实验结果稳定。油色谱试验中的用油必须要符合规程要求，坚决杜绝试验过程中的重复用油现象。建设阶段要注意温度计性能检查，确保温度计监测性能灵敏精准，超限报警性能良好。对于箱式变电站其他设备的选型也要全面检查，充分考虑不同环境的要求。

3．运行检查。如果箱式变电站发生跳闸现象，则需要检验并处理可能发生的凝露现象；对箱式变电站内部产生的凝露水滴进行收集清理，保证凝露水分全部排出。在箱式变电站内部加装排风扇，起到调节湿度、温度的效果。另外要落实定期巡检任务，及时清理产生的凝露。

结束语：箱式变电站的运行质量决定电力体系的运转效率，有关部门应当对箱式变电站的重要性和常见故障有明确的认识，通过落实运行状态分析任务，精准判断箱式变电站状态并处理异常现象，保证箱式变电站的工作性能。

参考文献：

[1]张纪会. 箱式变电站智能监控探讨分析[J]. 装备维修技术,2019,(02):143+64.

[2]陈丽,黄新波,吴孟魁,朱永灿,王海东. 箱式变电站温湿度在线监测关键技术研究[J]. 广东电力,2016,29(05):118-123.

[3]董明,徐江涛. 箱式变电站的智能监控设计[J]. 智能计算机与应用,2015,5(06):79-80.

[4]沈井松. 箱式变电站温湿度监测和故障上报装置研发[J]. 农村电工,2015,23(11):29.

[5]张越,刘贤兴,施凯. 一种新颖的箱式变电站故障诊断系统[J]. 信息技术,2015,(04):26-30.