试论变电站高压电气设备的故障分析与维护

摘要：本文通过变电站高压电气设备典型故障分析,介绍了变电站主要高压电气设备的维护和现代化监测管理手段，为同行共勉。

关键词：变电站；高压电气设备； 中图分类号：TF351.5+4；文献标识码：A ；文章编号：

变电站高压电气设备运行与管理的主要任务是对电力设备的安全运行、经济运行、优化管理和维护管理工作。当今社会变电站对民生、经济、国防、农业、防洪、抗旱等各方面起到巨大而不可或缺的作用因此,变电站高压电气设备的安全运行、经济运行优化管理以及维护就显得尤为重要。

一、高压电气设备典型故障分析1、主变压器典型故障

（1）绕组的主绝缘和匝间绝缘故障。长期过负荷运行、散热条件差或使用年限长，使绕组绝缘老化脆裂；变压器多次受到短路冲击，绕组受力变形，产生绝缘缺陷；变压器油中进水使绝缘强度降低，造成绝缘击穿；在雷击过电压作用下绝缘击穿。

（2）变压器套管故障。套管瓷质不良、沙眼或裂纹，套管渗油或积垢太多等造成闪络或爆炸。

（3）铁心绝缘故障。硅钢片紧固不好,漆膜破坏产生涡流而局部过热；夹紧铁心的穿心螺丝、圧铁等部件绝缘损坏发生过热现象；变压器内残留有铁屑或焊渣,使铁芯两点或多点接地。

2、高压电机典型故障

电机绝缘电阻低，绕组绝缘击穿接地或引出线故障。电机绝缘受潮，导致绝缘电阻值不符合规程要求；电机超期服役或长期过载运行，绝缘材料老化；电机引线长期处于热环境，绝缘层酥脆、老化；引出线由于震动接触不良甚至断裂导致弧光放电。

（2）电机定子槽锲松动，端部绑扎不良故障。电机启动和运行时的震动，线圈相对产生位移，电机电磁声大，出现放电现象。

3、高压断路器柜典型故障

（1）拒动、误动故障。操作机构卡涩、部件变形、位移或损坏，分合闸铁芯松动、卡涩、轴销松脱等操作机构和传动机构的机械故障；二次接线接触不良、端子松动、分合闸线圈由于机构卡涩烧损、辅助开关切换不灵、操作电源、合闸接触器、微动开关等电气控制类故障。

（2）绝缘故障。绝缘相对地闪络击穿、相间闪络击穿、雷击过电压闪络击穿、套管、CT闪络、爆炸和瓷瓶裂纹等。

4、保护装置典型故障

（1）保护装置本体故障。继电器线圈损坏、定值紊乱；微机保护装置内部硬件损坏或软件出现问题。

（2）保护装置误动或拒动。电流电压回路的一次设备故障造成电流、电压等取样不准确；环境潮湿造成二次线路绝缘值下降或短路；保护定值设置、级间配置不合理；接线错误等。

二、设备定期检查维护

1、迎峰度夏高温保电前检查保养

（1）年度电气设备预防性试验及继电保护校验电气设备预防性试验是发现电气设备的隐患、预防发生事故的最有效手段，把故障消灭在萌芽状态，防止变电站设备进一步劣化及变电站设备事故的发生。预防试验的依据是国家《电力设备预防性试验规程》、行业的有关标准、规范及设计资料。在预防试验中预试结果对判定电气设备能否持续稳定安全运行起着不可替代的作用，根据综合分析,提出合理的变电站设备维修和零部件更换计划，不断总结经验，完善维修标准，保持变电站设备性能稳定，延长变电站设备寿命。应对设备做出判断结论:合格、不合格或对设备的怀疑。

（2）设备全面检查保养

①变压器。外观清洁，零部件完整，油位正常，所有密封处无渗漏，冷却系统运行正常，变压器引线拉力适当、接触良好，套管清洁无裂纹，呼吸器畅通，防爆薄膜完整，瓦斯继电器完好，各项预防性试验数据（绕组直流电阻绝缘电阻、吸收比、交流耐压、变比、空载电流、空载损耗、短路阻抗、负载损耗、绝缘油试验、接地电阻等）合格。原则上每年汛前安排1次小修，主要项目为：处理已发现的缺陷，清扫外绝缘和检查导电接头；清扫油箱和附件，必要时进行补漆；检修油位计，调整油位；检修冷却装置；检修安全保护装置；检修油保护装置；检修测温装置；检查接地系统。大修一般5~10年安排1次，除小修的内容外，重点是吊罩（芯）检查器身；变压器油处理或换油，做变压器油的耐压试验；清洗油箱内外及其附件，必要时对外表喷漆；检查更换密封胶垫，消除各密封点渗、漏油等。

②高压电机。外观完好、无锈蚀，引线连接可靠，启动设备完好，冷却装置完好无渗漏，螺栓紧固，接地可靠，轴承检查加油。各项预防性试验数据（绕组直流电阻、绝缘电阻、吸收比、交流耐压及空载电流、空载损耗、接地电阻等）合格。

③高压开关柜。开关触头接触良好，可适当涂抹导电膏；操作机构及预防机构完好、动作可靠；各部件动作灵活，无磨损、变形、卡涩。各项预防性试验合格。高压开关柜每年汛前进行一次保养小修,主要是清除灰尘、油污、紧固导线接头；修理或更换有故障的零部件；隔离开关、断路器修整接触点、检修传动机构,并用油（中性凡士林）传动机构的摩擦部分；少油断路器必要时应加油或换油。少油断路器每两年安排1次大修，在汛前完成。

（3）制定反事故预案并演习

每年汛前对变电站电气反事故预案进行认真修订，并组织班组进行反事故演练，使每个值班人员都具备事故进行快速正确处理的能力。

2、迎峰度夏高温保电运行管理（1）变压器的运行管理

变压器通电前,应重点检查进出接线是否正确,油位是否符合要求,接地是否良好等。如果变压器通电前停用时间超过24h,应检测绝缘电阻。在变压器在运行中,要定时巡视检查.主要包括:

①运行变压器的声响情况。声音沉重则对应过负荷；有尖锐声、音调变高则对应过电压；声音大且伴有杂音则对应铁心未夹紧；有爆裂声则对应绕组绝缘有击穿可能。

②变压器各密封件和焊缝无渗漏油现象.

③电压、电流、负荷检查,电压、电流值、三相电压不平衡值、各相电流偏差、过负荷等应符合要求.

（2）高压电机运行管理

①起动前检查

重点对三相电压、绝缘电阻、外壳接地、电机保护装置、启动设备、转子转动（无不正常的摩擦、卡阻、窜轴或异常的声响）、紧固螺丝等进行检查。

②合闸时观察

合闸时应对电机转动、转向、电压、电流波动是否转动进行观察，如通电后，启动电流长时间不下降或同步电机无法牵入同步，有异常声响，应立即断电待排除故障后方能重新试运行。

③运行中监视

监视电流、电压是否正常,不平衡值是否在允许范围内；有无温度过高、异常响声和剧烈振动等情况；出现异常或突发事故发生（如漏电,转速突然下降,发生剧烈振动,有异常大的声响，过热冒烟，或电器接点打火冒烟）时，均应立即切断电源停止运行。运行中的电机应按要求进行定时巡回检查。

（3）高压开关柜的运行管理

检查仪表指示是否正确，电流、电压是否平衡，指示信号是否正确；隔离开关、断路器等的状态、位置是否正确；接头有无过热、烧红现象；互感器、隔离开关有无异常响声；各部位有无冒烟、放电现象；每天夜班要进行灭灯检查或利用半导体收音机检测高压部分是否存在放电现象。油断路器的油位、油色是否正常等。一旦发现异常,应立即采取措施予以排除，严禁带病工作。运行中的高压开关柜应按要求进行定时巡回检查。

（4）保护装置的运行管理

检查继电器、微机保护装置定值是否正确；继电器接点位置是否正确；二次回路接线牢固可靠；实际运行仪表显示值与微机保护装置测量值是否一致；微机保护装置屏显示是否正常等。严禁在保护装置故障情况下设备投入运行。

3、 迎峰度夏高温保电后设备检修

根据迎峰度夏高温保电设备运行情况和设备检修周期制定合理的年度维修计划。维修工程实施过程中严格依照检修及验收相关规程。

三、引入现代化监测管理手段

随着设备制造工艺的进步和传感技术、计算机技术的发展，引入先进的设备状态检测与诊断系统可大大提高变电站设备管理水平。通过红外测温，在线实时采集数据，采用实时表格、历史表格、趋势曲线等直观方式显示，并对实时数据进行诊断，设立故障诊断的查询及报警功能。设备监测项目可根据现有经济技术手段，进行灵活选择。

总之：社会发展，国民经济的不断增长，对变电站高压电气设备管理与维护水平的要求也不断提高.电气设备维护保养不仅要总结经验,更要不断地完善与创新，以提高运行效益。

参考文献:

[1]武汉水利电力大学.SL255－2000泵站技术管理规程［S］.北京:中国水利水电出版社，2000.

[2]王晓莺.变压器故障与监测[M].北京:机械工业出版社,2005.

[3]李海 高压电机常见故障的现场检修办法 电工技术 2008（6）