变电站电气运行常见故障及对策分析

变电站电气运行常见故障及对策分析

郭庆

黄河鑫业有限公司     青海西宁     810000

摘要：本文主要探讨了变电站电气运行中常见的隔离开关、母线和电容器故障，分析了它们的原因，并提出了解决这些故障的具体措施。通过定期检查和维护、温度控制、强化绝缘检查等措施，可以提高设备的可靠性，确保变电站的安全运行。

关键词：变电站；电气运行；故障；隔离开关；母线

引言：

随着电力系统规模的不断扩大和电力负荷的增加，变电站在电力系统中起着至关重要的作用。然而，在变电站的电气运行过程中，常常会出现各种故障，如隔离开关故障、母线故障和电容器故障。这些故障的发生可能严重影响电力系统的正常运行，因此，及时解决这些故障，保证变电站的安全稳定运行，显得尤为重要。

一、变电站电气运行故障与原因

（一）隔离开关故障

隔离开关是变电站电力系统中常用的重要设备，用于分隔和隔离高压电器设备，以确保电力系统的安全运行。然而，隔离开关在运行过程中可能会出现故障，主要原因包括以下几点：

1. 设计和制造缺陷：隔离开关的设计和制造不合理，例如材料质量差、结构设计不合理等因素，会导致开关弹簧失灵、触头磨损、接触不良等故障。

2.回路过热故障。由于隔离开关使用期限变得越来越长，使得主要零件出现老化，采用静触指弹簧弹性变化分析，压力不够则会造成纸张与触头变坏，或者其夹力使得触头的接触面积过小[1]。那么对系统进行通电，则由于电流过大造成线路被严重烧毁，到点回路的触头银镀层和接触面有污损，则会造成合闸不到位，从而引起电路回路故障。

3. 环境因素：变电站环境中存在很多因素可能对隔离开关造成故障影响。例如，灰尘、湿度、震动、温度变化等因素可能导致开关接触不良、触头氧化等问题。

4. 外部因素：变电站附近的外部因素，如雷击、电力突变等，可能对隔离开关产生不可预测的影响，导致设备失效。

（二）变电站母线故障以及原因

变电站的母线是电力系统中重要的输电通道，负责将电能从发电厂传输到各个负荷端。然而，变电站母线在运行过程中可能会出现故障，主要的原因包括以下几点：

1. 设备老化和磨损：随着变电站设备的使用时间增长，母线导体、接头和连接件等元件可能会出现老化和磨损。这会导致电阻增加，接触不良，甚至引发短路和火灾等故障。

2. 负荷过载：当变电站的负荷超过母线的额定承载能力时，母线可能会出现过载故障。过载会造成母线温升过高，导致设备损坏或熔断。

3. 操作失误：操作人员在操作变电站过程中的失误也是导致母线故障的原因之一。例如，错误地切换开关、错误连接或断开导线等操作错误可能导致母线短路、接触不良等问题。

4. 环境因素：变电站周围的环境条件，如高温、潮湿、腐蚀性气体等，可能对母线及其连接件造成腐蚀和损坏。这些环境因素会影响母线导电性能，增加接触电阻，导致故障的发生。

（三）电容器故障以及原因

电容器是变电站中常见的一种电力补偿设备，用于改善电力系统的功率因数和电压质量。然而，电容器在运行过程中也会发生故障。

1. 电容器老化和失效：随着电容器的使用时间增长，其内部的介质会老化和退化，导致电容器性能下降。此外，过高的电压、过大的电流等因素也可能导致电容器失效。

2. 电容器过电压：在电网电压异常变化或突变瞬间，电容器可能会受到过电压冲击。过电压会导致电容器内部绝缘击穿，引发故障。

3. 温度过高：电容器工作时产生的热量如果不能有效散发，会导致电容器温度过高，进而影响其性能和寿命。长时间高温会导致电容器内部元件的老化、损坏甚至灼烧。

4. 过电流冲击：电容器在切换、开关过程中可能会受到过大的电流冲击，增大内部电阻、损伤电容器的内部结构。

二、变电站电气运行过程中常见故障的解决措施

（一）隔离开关故障的解决措施

隔离开关是变电站电气系统中的重要设备，其正常运行对于维持电网的安全和稳定至关重要。定期检查可以发现隔离开关存在的潜在问题，及时进行维护和修复。维护工作包括清洁、紧固螺栓、防腐涂层处理等，以确保隔离开关的正常运行[2]。合格的操作员应具备丰富的经验和专业知识，能够熟练操作隔离开关，并正确判断运行过程中可能出现的故障。开展培训活动，提高操作人员的技术水平和风险意识，减少由于操作不当引起的故障。通过使用故障指示器、温度传感器等监测装置，可以实时监测隔离开关的运行状态和参数，在出现异常情况时及时报警并采取相应措施。定期进行检测，如绝缘电阻测试、机械特性测试等，可以发现隐患，并及时进行修复或更换。

备用设备的设置可以在主设备故障时快速切换，确保变电站的连续供电。此外，备用设备也是为了避免因单点故障引起的系统中断和电力损失。定期制定维护计划，按时进行检查和保养，及时更换老化部件和设备，减少故障的发生。注重预防性维护对于延长隔离开关的使用寿命和提高可靠性非常重要。

（二）变电站母线故障的解决措施

1. 定期检查和维护：定期对母线进行检查和维护，如检查连接处是否松动，检测导电材料的热敷紧度，确保母线连接可靠，降低接触电阻。

2. 清洁操作环境：保持变电站母线周围环境的清洁，定期清除灰尘、杂物等，防止堆积导致绝缘情况不佳，同时减少外界因素对母线的影响。

3. 热隔离和冷却措施：在变电站中，采用热隔离材料固定母线，避免母线与其他部件的热交换，减少温度升高。此外，对于高负荷运行的母线，可考虑采用冷却装置进行降温处理，提高系统的稳定性。

4. 检测和分析：采用红外线热像仪、超声波检测等技术手段，对母线进行周期性的检测和分析，发现潜在故障点，及时采取修复措施，避免故障进一步扩大。

5. 定期更换部件：根据变电站母线的使用寿命和实际情况，定期更换老化、损坏的部件，确保母线的正常运行。

（三）电容器故障的解决措施

1.定期检查和维护电容器是预防故障的重要步骤。定期检查可以发现电容器内部的潜在问题，如接触不良、绝缘老化等，并及时采取维护措施。维护工作包括清洁电容器、检查连接紧固度、防腐处理等，以确保电容器的正常运行。

2.加强电容器的绝缘监测工作。通过使用绝缘电阻测试仪等设备，定期检测电容器的绝缘状态，及时发现绝缘老化或绝缘击穿现象，并进行修复或更换[3]。同时，还要重视对电容器周围环境的监测，避免电容器受到潮湿、高温等不良环境影响。

3.应加强电容器的过电压保护和安全装置的使用。过电压保护装置可以提前感知电容器所处的电压状态，避免因电压过高引起电容器的损坏。同时，合理配置过电压保护装置，保证其可靠性和灵敏度。另外，还要使用安全装置，如过流保护装置、温度保护装置等，以及及时处理电容器的异常运行状态。

4.加强操作员的培训和技术指导也是重要的措施。操作员应具备充分的电容器知识，并熟悉电容器的运行要求和安全操作规程。通过培训和技术指导，提高操作员的技术水平和责任意识，减少因操作不当引发的故障。

5.建立健全的电容器故障诊断和记录机制。对于发生故障的电容器，应进行详细的故障诊断和分析，并将结果进行记录。通过对故障的统计和分析，可以找出故障的原因及其规律，为今后的预防性维护提供依据。

结语：

本文针对变电站电气运行中常见的隔离开关、母线和电容器故障进行了分析，并提出了解决这些故障的具体措施。通过定期检查和维护、温度控制、强化绝缘检查等措施，可以提高设备的可靠性，预防故障的发生，并及时解决故障，确保变电站的安全稳定运行。变电站运维人员应密切关注电气设备的运行情况，及时采取措施，提高电力系统的可靠性和安全性。

参考文献：

[1]尹鹏.220 kV变电站电气运行常见故障及对策探讨[J].工业技术创新,2017,04(03):112-114.

[2]朱如桂,王红伟.变电站电气运行常见故障及对策分析[J].低碳世界,2015(32):18-19.

[3]崔柳.分析变电站调度自动化运行中常见的故障及其对策[J].民营科技,2010(06):127+4.