分析变电站设备运行常见故障的成因及防策
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摘 要：变电站作为电网系统中的一个重要构成部分，囊括了大量设备，由于一些客观因素的存在，设备在运行中会出现一些故障。常见故障包括设备的自身故障、气候环境影响、管理制度问题等，导致重要设备的故障率上升。基于对当前常见故障原因的分析，该文提出了针对这些故障的防治策略，提高变电站的运行稳定性，让其能够在电网系统中发挥重要作用。
关键词：变电站 设备运行故障 故障防治策略
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2019）06（a）-0049-02
变电站中最核心的设备为变压器，同时还具备大量的线缆、控制设备、绝缘子设备，由于变电站通常为露天运行，在自然环境的作用下容易出现运行故障。在变电站的运行中，需要根据故障的引发原因，制定相应的故障防治策略，提高整个设备的运行稳定性及对电网的控制质量。
1 变电站设备运行常见故障
在变电站运行中，由于参与运行的设备数量多，所以发生设备运行故障的几率较高，当前常见的故障类型如下。
1.1 变压器故障
变压器作为变电站中最精密的设备，很多因素会导致变压器的运行稳定性下降，严重时会导致变压器无法运行，导致整个变电站中的设备无法稳定工作。
变压器系统的常见故障首先为变压器温度不正常升高，导致变压器的铜损与铁损提高，输出点的功率与设计参数不同，降低了供配电效率。在变压器中，含有散热油，当这类油料的品质下降时，散热效率会大幅下降，导致变压器中的散热均匀性较差，当这种现象长期存在时，会导致变压器无法运行[1]。
其次为变压器的断路和短路问题，这类故障会导致变压器被烧坏，严重时会导致整个变电站无法运行。故障成因为线路在运行中被外界环境腐蚀，常见的腐蚀性因素为水分，意味着变压器系统中的空气干燥设施损坏。
最后为变压器的综合性故障，包括变压器渗漏、外接线短路和断路等，对于这类问题，引发因素很多，通常意味着需要完成对变压器的全面拆卸和检查，才能够发现故障引发原因。
1.2 线路故障
变电站中含有大量线路，运行中会由于一些原因出现故障。常见故障包括线路短路、线路断路等，同时一些辅助设施也会在一定环境下出现故障。
针对线路的短路故障来说，常见引发因素为自然环境侵蚀，尤其是对于接地短路故障来说，在自然条件的作用下，变电站中线缆的绝缘层失效，当空气的绝缘性下降时，线缆中的电压会击穿线路的绝缘层和空气，出现短路故障。
对于线路中的断路故障来说，通常情况下发生几率低于短路故障。断路故障的常见引发原因为线缆自身质量问题，当线缆的直径均匀性不足，或者线芯的紧密度较低时，该区域的温度持续升高，会熔断线路。另外在大风等恶劣天气作用下，悬挂性线缆的受力增加，容易导致线缆内部的线缆芯断裂。
1.3 监测系统故障
在变电站运行中，会设置多种监控设备来提高变电站的运行安全性，常用设备有两种，其中一种为针对线路、变压器和配电箱柜等设施的传感器，能够将设备的信号转变为电信号，将获取的信息提交到信号分析和控制系统中，通过对相关数据的比较，分析被测对象是否存在问题[2]。
由于这类传感器长期运行，在自然环境的作用下，传感器的故障发生几率大幅提高，出现这种现象时，数据分析系统无法获得相关数据，无法及时找到变电站的运行隐患。
对于数据分析中枢系统来说，通常不会发生损坏问题，但是从最终的作用效果来看，通信系统内的故障较多，包括通信线缆断裂、通信设备损坏及电磁干扰等问题。
1.4 绝缘子故障
绝缘子为变电站中必不可少的设备，其包括陶瓷绝缘子、玻璃绝缘子和橡胶绝缘子，绝缘子发生的故障，除了由于自身参数引起外，其他因素也会降低绝缘子的运行稳定性。
自然因素对橡胶绝缘子的损坏效果最为严重，而自身重量及整体结构方面也会引起故障，陶瓷绝缘子受到这两个因素的影响效果最大。从实际应用效果来看，玻璃绝缘子的性能最佳，同时由于多为透明结构，容易落实故障检测工作。但是很多变电站整体应用陶瓷绝缘子，在自然环境的作用下就容易出现故障。
2 变电站设备运行常见故障的防治方法
2.1 巡检规则制定
在变电站运行中，需要工作人员完成日常巡检工作，虽然当前电力企业已经针对变电站建成了相关的巡检规定，但是该项工作指导体系，更多的是应用综述性方法实现对工作人员的监管，取得的巡检效果自然无法满足工作需求。
在今后的规则制定和优化中，一方面，要对现有的工作体系进行细化，例如，对于变压器检查项目内容，要求工作人员首先通过控制系统读取变压器的各类运行参数，再到安全区域内，通过听声的方式进一步分析变压器的运行状态，当确定变压器无运行故障隐患时，记录巡检结果，并将数据上傳到管理系统的数据库中。
另一方面，我国当前正在推进电力系统的设备优化和革新工作，变电站中的新型设备比重逐渐升高，在巡检规则制定中，需要注明这类新型设备的巡检工作落实方法。
2.2 新型设备替换
在电力系统中，已经开发出了大量的新型设备，并取得了很好的应用效果，在今后变电站的运行和发展中，需要重视对这类新型设备的应用。 在设备替换中，要完全按照设备的相关要求完成安装，例如，对于新型变压器免维护呼吸器来说，我国当前对该项技术的研发处于国际领先地位。在安装中，需要将呼吸器的出气孔与变压器的进气口有效对接，同时为了防止出现漏气问题，在这两个接口中需要設置橡胶垫圈，提高变压器和呼吸器之间的气密性。另外由于新的呼吸中设置了加热装置、自动控制系统、称重装置[3]、内循环系统等内容，导致整个设备的重量和结构复杂度提高，所以在设备的吊装中，需要保证吊装速度的稳定性，防止由于加减速运动破坏了该设备的内部结构。
另外，还需要分析对这类新型设备的替换必要性，可以通过建成模型、描述模型的方法，完成具体的分析工作。例如，对于线缆短路问题来说，建模中需要分析该故障的引发因素，包括线缆自身质量、当地空气温度、空气湿度、风力情况及绝缘子类型等，完成故障因素分析后，应用专家评测法，完成对这类因素的评分工作，建成影响因素的权重分析，最终发现绝缘子类型的权重较高，该变电站通过对当前该设备的检查，发现陶瓷绝缘子的应用数量占绝缘子总量80%以上，所以需要立即落实绝缘子替换工作。
2.3 网络系统建设
在变电站各类设备运行中，出现故障时运行参数会发生变化，为了能够实现对各类设备运行状态的精确检测，可以通过建成检测网络的方式达成这一目的。
检测网络设计中，首先需要完成对各类传感器的选型工作，要根据线路发挥的功能选择正确的传感器，例如对于配电箱柜来说，选用的传感器包括温度传感器、烟雾传感器及核心设备的运行参数传感器;对于变压器的配电端，应用传感器为电压传感器，这类传感器将信号传回到数据分析系统。
其次为通信系统的建设，考虑到变电站中的电磁干扰效果较为明显，所以可以应用光纤通信技术完成通信，防止电磁干扰对通信系统带来的负面影响。
最后为控制系统的构建，控制系统可发挥两项功能，其一为对系统中各类参数的比较和分析，当发现测量的参数与设定的标准值差距过大时，可确定相关线路出现故障，一方面该系统通过对相关开关运行状态的控制，隔离故障电路，另一方面在控制系统中显示故障信息，及时发出警报。
3 结语
综上所述，在变电站运行中，常见的设备故障包括变压器故障、线路故障、监控系统故障和绝缘子故障，这些故障类型会降低整个系统的运行质量，严重时会导致整个变电站无法运行。要落实设备故障的防治工作，可以通过建设检测网络、制定巡检规则和替换新型设备等措施达成目的。
参考文献
[1] 曾志.变电站设备的日常维修技术与故障预防措施[J].科技经济导刊，2018，26（25）：46，48.
[2] 王秦城.35kV变电站设备常见故障及维护[J].硅谷，2015，8（3）：236，259.
[3] 李英.变电站设备状态评估与检修管理模式研究[D].华北电力大学，2014.
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