浅谈变电站设备的常见故障及处理方法

李冰

摘 要：变电站是电网系统的基础组织单位，在运行中发生异常现象或者事故会代来其大的危害，本文就变电站GIS组合电器设备的各种异常现象及故障进行分析并提出了相应的处理方法。

关键词：变电站；GIS；异常及故障处理

变电站是电力系统的基础组织单位，在运行中会发生各种异常现象或事故，而这些异常现象或事故很可能给电力系统以及工农业生产等带来巨大的危害，此时，能够正确及时处理各种异常运行或事故，是变电站运行值班人员一项重要的基本职责[1]。本文就变电站GIS组合电器设备的一些异常运行及故障进行分析并提出了相应的处理方法。此外，电气设备的热效应是引发变电站多种故障和异常的重要原因，及早发现过热并排除，可以大大减少电力系统的故障与事故，提高供电的可靠性，保证正常供电。本文以最新的技术红外热成像检测作为手段，变电站为背景，浅要地分析了电气设备发热故障与对策，为检修、运行、维护提供了有益的借鉴。

一、GIS组合电器设备的异常及故障处理方法

1.GIS断路器故障处理方法

（1）GIS断路器拒绝合闸处理：

1）若是断路器操作电源断电，运行人员应检查断路器操作电源是否空开或熔丝，如果发现是操作电源空开或熔丝熔断，运行人员应试合空开或更换熔丝，还应检查汇控柜内的开关“远方-就地”选择开关是否在远方位置；

2）若是控制回路问题，应重点检查控制回路易出现故障的位置，如同期回路、控制开关、合闸线圈、分相操作箱内继电器等，对于二次回路问题，一般应通知专业人员进行处理；

3）若汇控柜内“远方-就地”控制把手置于就地位置或接点接触不良，则可将“远方-就地”控制把手置远方位置或将把手重复操作两次，若接点回路仍不通，应通知专业人员进行处理；

4）如果是弹簧机构未储能，应检查其电源是否完好，若属于机构问题应通知专业人员处理；

5）若是断路器SF6压力降低而闭锁开关，运行人员应断开断路器操作电源空开，申请停用重合闸，通知专业人员处理；

6）如若是故障造成断路器不能投运时，运行人员应汇报调度将断路器隔离（断开断路器两侧隔离开关）待专业人员处理。

（2）GIS断路器拒绝分闸处理：

1）若是分闸电源断电，运行人员应检查断路器操作电源是否空开或熔丝，如果发现是操作电源空开或熔丝熔断，运行人员应试合空开或更换熔丝，还应检查汇控柜内的开关“远方-就地”选择开关确在远方位置；

2）若是控制回路存在故障，应重点检查分闸线圈、分相操作箱继电器、断路器控制把手，在确定故障后应通知专业人员进行处理；

3）若是断路器辅助接点转换不良，应通知专业人员进行处理；

4）若是汇控柜内“远方-就地”把手位置在就地位置，应将把手放在对应的位置，若是把手辅助接点接触不良，应通知专业人员进行处理；

5）如果是弹簧机构未储能，应检查其电源是否完好，若属于机构问题应通知专业人员处理；

6）若是断路器SF6压力降低闭锁开关，运行人员应断开断路器操作电源空开，申请停用重合闸，汇报调度，通知专业人员处理；

7）当故障造成断路器不能分闸时，运行人员应立即汇报调度，经调度同意用母联串代故障断路器，即将非故障出线断路器倒换至另一母线，用母联断路器切除故障断路器；并将故障断路器接的那段母线转检修，通知专业人员处理。

2.GIS断路器操作机构异常处理方法

（1）GIS断路器液压操作机构异常处理：

发生液压机构无油位或漏油严重导致断路器分合闸闭锁时，运行人员应切断其电机电源，立即汇报调度，经调度同意用母联开关串代故障断路器，即将非故障出线断路器倒换至另一母线，用母联断路器切除故障断路器；将故障断路器接的那段母线转检修，通知专业人员处理。

（2）GIS设备隔离开关操作机构异常处理：

1）正常操作GIS设备隔离开关时，如遇无法电动操作，运行人员应检查控制回路电压或电机电压查看是否过低或失压，如属于过低或失压时应立即恢复，并检查热继电器是否动作，如果热继电器动作应按动热继电器复位按钮。无法电动操作时应进行手动操作，操作前应先断开操作电源。

2）若连手动也无法操作时，当母线侧隔离开关无法操作时应马上汇报调度，经调度同意，立即将非故障出线断路器倒换至另一母线，将其故障隔离开关所接母线转检修，并将其开关也转检修，然后通知检修人员进行处理；线路侧隔离开关无法操作时马上汇报调度，经调度同意，在保证开关确已断开的情况下，断开母线侧隔离开关，将本侧停电并转检修（对侧应将线路转检修），然后通知检修人员进行处理。

3.GIS组合电器设备遇到SF6气压降低故障时的处理方法：

1）当运行人员发现GIS组合电器设备SF6气体降低至报警值时应上报运行检修部，由检修人员对其补气；

2）当运行人员发现GIS组合电器设备SF6气体降低至闭锁值时应立即应将操作电源拉开，并锁定操动机构，在手动操作把手上挂禁止操作的标示牌，立即报告调度，根据命令，采取措施将故障开关隔离；汇报部门通知运行检修部门进行处理。

4.GIS组合电器设备如遇SF6发生严重漏气故障时的处理方法：

1）应立即斷开该开关的操作电源，在手动操作把手上挂“禁止操作”的标示牌；

2）汇报调度，根据调度命令，采取措施将故障开关隔离；

3）在接近设备时要谨慎，尽量选择从“上风”接近设备，必要时要戴防毒面具、穿防护服。

5.GIS组合电器设备发生意外爆炸处理：

SF6设备发生意外爆炸事故，事故处理人员接近设备要谨慎，对户外设备，尽量选择从上风接近设备。当处理SF6气体大量外泄时，进行紧急处理时的注意事项：

1）人员进入户外设备10m内，必须穿防护服、戴防护手套及防毒面具；

2）在室外应站在上风处进行工作。

二、常见热故障原因解析

1.变压器内部热故障的诊断

對于那些比较接近设备外壳，或传热途径较为简单、直接的部位发生过热故障时，还是很有可能利用热像诊断的，可以结合油色谱的分析结果，有针对性地对变压器整体进行温度分布的检测。根据热像检测结果可分部位分析，从上到下进行，先从套管及其引出线接头到升高座、三相分接开关、箱体各个部位及散热器等。进行初步诊断后，可根据情况处理，必要时可停运放油，进入变压器内部观察以准确定位故障；也可以采用吊罩后进行空载和短路试验，并用热像再检测的方法进行进一步确诊。

2.变压器套管缺陷诊断

变压器套管的内部缺陷一般有三类，一类是因其绝缘不良而使tgδ增大，其热像显示本体温度高于正常相；第二类是套管内部接触不良，造成接触电阻过大而过热，引起将军帽局部发热；第三类是因套管泄露或者注油时气未排尽而造成的缺油现象，其热像显示是在无油处温度偏低，且可显示缺油界面。

3.断路器动静触头接触不良的诊断

断路器动静触头接触不良的故障，其热像特征显示为顶帽下部温度Td最高，下法兰的温度Tf次之，瓷套温度Tc最低；在进行相间比较时，若温度比正常相相差高10K的应判断为有缺陷。

4.隔离开关的动静触头接触不良诊断

隔离开关动静触头接触不良的热像特征是刀口温度高。判定无缺陷的标准是通过相间比较，温差不应大于2K。

5.电容型电压互感器内部故障诊断

电容型电压互感器的内部故障包括电容器内部缺陷和中间变压器内部缺陷。他们正常的热像特征是三相温升与温差都不大，本题温度分布均匀，不应有局部过热现象。其内部故障的诊断采用相间比较，即相间温差（对于35kV及以上设备）不应超过2K。

6.电流互感器内部故障诊断

电流互感器的内部故障主要是内部连接接触不良和绝缘介质缺陷两类。当设备正常时，热像特征是三相温升温差均很小，当不考虑外部风力对流冷却的作用时，对于35kV及以上的设备，其整体最大相间温差只在1.3K左右，而实际运行的户外设备，由于微风对流经常存在，故相间温差更微小。故在诊断电流互感器内部是否存在绝缘缺陷时，采用相间比较法；若内部连接接触不良时，可能引起温升，导致其相应的局部表面过热，可达数十度，考虑到互感器顶帽内外部温差可能达30～45K，所以判断电流互感器内部连接不良的最高外部温度值应在55℃以下。

7.避雷器故障诊断

避雷器一般是金属氧化物避雷器，在正常运行时他们都有轻微发热的元器件，是氧化锌元件本身。

尽管因电压等级不同，串联元件数目不同，且各种元件结构相异，但他们的热像特征还是有共同之处的。在正常运行时，它们的发热量都不大，特别在户外自然冷却条件下，避雷器本体温升很小，比周围环境温度高得很少，其热场分布均匀，同一相设备的温度相当均匀，或呈现上下两端温度稍偏低，而中部稍高的现象，但总的最大温差仅在1K范围内，相间的温差也很小。

参考文献：

[1]李方永.电力变压器的常见故障分析[J]. 中国高新技术企业. 2010（27）

[2]张赪.变电所设计中常见问题分析[J].工程建设与设计.2007.04[3]张珂.浅谈变电站电气设备维修[J]. 中小企业管理与科技（上旬刊）. 2011（02）