探讨35kV变电站设备常见故障及维护

2018-04-16国家新闻出版广电总局七二三台边庆辉

电子世界 2018年4期

国家新闻出版广电总局七二三台边庆辉

在电网中各发射台的变电站是属于自主维护的大型专业系统，通常采用35千伏等级。但就现阶段而言，各发射台变电站在设备维护上还有很多问题存在，容易引发事故，导致大面积停播，从而严重威胁安全播出工作。对35千伏变电站设备常见故障进行系统总结，针对性确定维护措施，对减少电力事故，提升发射台电力运行的稳定性非常必要。

一、变电站的重要性

一般发射台在建成变电站后，在实际工作的过程中升级和改造系统开展得少之又少。在变电站运转的时候，仍使用传统的仪器和设备，造成变电站在运行中容易产生很多的运行消耗，经常发生各种问题和灵敏度失灵，将变电站的安全性降低，使变电站的可靠性受到了影响，最终因电力设备故障造成了对广播播出的影响[1]。其次，在维护变电站的运行上也有一定的问题存在，在维护变电站的过程中，由于部分老旧的原因较大的影响了变电站的维护工作，其中老旧方法、计划经济、传统意识严重影响了变电站的运行维护，导致变电站的维护水平长时间不能提高。

二、35KV变电站设备常见问题分析

（一）低压配电控制及综保干扰故障

在35kV变电设备当中，低压配电控制及综保是容易受电磁干扰故障的主要部位，干扰原因主要有：中短波电磁波、雷电、工频及高频磁场、刀闸及断路器开合操作以及系统内部各部分器件之间带来的干扰等。从电磁干扰的耦合方式分析，低压配电控制、电站综保系统对外的端口以及机箱都很容易引入电磁干扰，处理不好回带来各种控制和显示故障。

（二）室内干式站用变压器故障

近年来广电发射台系统变电站改造工程大多采用了室内箱式干式站变，室内干式站变有体积小、占用空间小、重量轻、低损耗、内置美观等特点，但在近十年的使用中也暴露了一些问题，此类站变因一般安装到柜体内，受空间所限一般体积较小，相同电压等级前提下，外部阻燃性材料绝缘受空间所限设计冗余较少，空间小散热不好，长期高温同时造成了绝缘老化，不少使用单位都出现过站变使用过程中绝缘击穿甚至着火的故障，有时还会造成长时间停电事故。另外，由于站变柜内空间较小，站变柜内间距较小，同时柜内电场强度复杂，一定气候条件时会产生凝露，发生闪络后果也非常严重。

（三）综保系统总控和综合保护通讯故障

35kV变电站当中的综保系统有些部分距离高压很近，而且通讯电缆线会通过高压电缆附近的端子，再加上发射机房中短波信号辐射，通讯回路电磁环境会非常复杂，极易产生控制信息传输丢失、控制超时以及功能失败等相关故障。此类故障会使总控装置不能收到相关的停止运作的指令或警报控制。这些现象都说明总控制装置和综自保护系统的通信环节发生了故障。由于总控制装置与综合保护系统的信息丢失，导致指示、操作失灵，进而也就导致通信故障。

（四）变电站高压电缆故障

变电站设备中电缆故障是比较常见的故障之一，比如电缆铺设施工、电缆头制作、维护打压、电缆负荷、电缆沟设计、使用时间以及电缆的安装和质量不达标等都是高压电缆使用维护的重要环节，需要正确掌握操作和使用维护方法，任何环节出现问题，轻则影响电缆使用寿命，重者造成电缆击穿甚至短路接地起火事故，进而严重影响电力正常运行，甚至造成停电事故。

三、35kV变电站常见设备故障的维修策略

（一）低压配电控制及综保干扰的维修策略

（1）对于中短波电磁波、强电拉合闸电火花、高频电源等产生的辐射干扰，我们一般采取加强屏蔽并可靠接地的方法。1）微机保护装置和综保控制系统在电站安全运行中起着非常重要的作用，同时它又处在电台电磁环境较为严重的环境中，再加上以上操作和器件产生的电磁干扰，我台在设备安装之初就专门在二次及综保机箱增加铺设了较薄的铜皮，并将之可靠接地，尽可能减少公共地阻抗引来的干扰。靠提高屏蔽来降低电磁波的干扰。2）加强开关量的输入输出隔离以及模拟量的隔离。在变电站系统还没有接收到开光量指令的时候，将系统信号接收端和开光量的信息输出端安装光电隔离装置，还可以在中间安装通信滤波，以两级光电隔离来隔离开关量的输出回路，从而使电磁干扰得到有效地隔离。针对模拟量隔离的方法：变电站中综保系统采集模拟量的同时，需要通过电压与电流交感设施来实现，然而电流与电压设施都分别安装在高压回路中，如果需要进行模拟，就需要对保护系统进行变压处理后方可进行。于是就可以利用隔离变压器，通过合理调节变压指数，并增加一层能够隔离磁场的屏蔽保护层，达到有效降低高频信号干扰变电站低压配电和综保装置的目的，确保系统运行更加可靠。

（2）雷电造成的干扰，一方面一次系统通过可靠的接地能够释放雷电高压的影响，但雷电对二次以及综保系统仍然产生电磁干扰，因此在开展接地处理的过程中，还要同时对多条接电线实施，而且要保证调整引流处理的有效性，通过以上可以有效降低当瞬时电流引入到地面上时而出现的电位差。总之，对设备加强接地处理能有效提升整个系统所具备的兼容性，并有效抑制电磁干扰。

（二）室内干式站用变压器故障处理对策

（1）因35kV柜内站变空间问题的先天不足，在对站变选型时一定要把好质量关，尽可能选择历史悠久、大品牌、口碑好的厂家和型号，尽可能地选择干式站变复合绝缘材料的厚度高的产品。选型时还要结合柜体尺寸充分考虑所选型号在柜内的安全距离，为了解决干变铁心和低压绕组为主的散热大的问题，建议进行干变风冷温控装置的技术改造，通过外加风冷、温控的配套装置，就可以同时解决长期散热不良导致绝缘降低隐患以及凝露问题。为确保万无一失，建议柜内增加温度报警装置。

（2）鉴于35kV柜内干式站变运行的不确定性，根据我台经验，在做好以上防护技改同时，应充分做好详尽的事故预案，还可以在超温报警基础上，再增加高温跳闸装置，以避免站变温度过高造成击穿甚至燃烧，扩大事故，同时变电站要在高压室外值班室添置防毒面具，以备万一着火应急处理使用，千万不可将防毒面具放到高压室内，造成着火后无法进入拿取；另外还需检查高压室较高位置有无排烟风机，并且排烟控制开关也要设置在高压室以外，便于发生火灾后操作。

（三）综保系统总控和综合保护通讯故障处理对策

（1）为减少总控和综合保护通讯故障，通讯回路必须和其它端口一样具备较高级别的抗干扰能力，一般可以在通讯端口加入光耦隔离，磁珠吸收消化干扰能量，快速保护器件钳制等措施，光耦通过两侧的光信号能够完全隔断两侧的地环路，彻底避免了两端地电位不同造成的干扰。

（2）确保35KV变电站综保通讯中总线与太网网络。为了能够有效的接入到测控装置当中，并确保通信工程的通畅，需将以太网网络予以总控转换与规划。通常情况下，主要会采取以下方式解决通信故障：1）配置辅助设施，在每个保护室均安装一套NSC300总控装置，并同以太网进行连接，从而对报文丢失情况进行有效处理；2）根据情况更换相关装置。将保护室的保护装置进行更换，同时将NSC300总控装置与太网网络予以连接；3）将传输线路改为光缆传输。在总控装置与保护室间改用光缆通信，并在总控装置当中接入RS45光纤规约转换器[2]。通过以上措施均能够有效的消除相关通信故障。

（四）变电站高压电缆故障维修策略

1.错误的打压习惯造成电缆内部绝缘受伤，使用中击穿

高压电缆日常维护打压试验方法不妥，频次过多，直流打压、交流打压使用方法不正确，造成电缆不必要的伤害。高压电缆日常维护应避免频繁打压测试电缆的可靠性，除非排除故障、检验电缆参数外，尽可能避免直流耐压及漏电流检测，重做电缆头后可以做交流耐压实验。传统的直流打压有以下不足：

（1）电缆进行直流打压，在直流电压下会产生“记忆”效应，积累单极性残余电荷。电缆假如在未完全释放直流残余电荷之前投入使用，工频电压峰值上会叠加直流偏压，使电缆上的电压值超过其额定电压，导致电缆绝缘击穿的危险。

（2）试验电压有时会偏高，这种高电压会损伤电缆绝缘，使正常电缆绝缘产生缺陷，另外，定期性的预防性试验会使电缆反复受到高压作用，使绝缘受到积累影响。

2.过高的接地电缆电阻值造成的故障

在高压电站使用中，有时为了解决感应电压高的问题，一般会将两个接地处设置在交联电缆上，达到对电缆保护作用，减少接地电阻值。而由于电缆接头的金属屏蔽不具备较强的功能，于是在实际工作中，会增加电缆的接地电阻值。而过大的阻值就会形成高电压，电缆绝缘保护套绝缘老化后就很容易被击穿。可以在电缆接头位置增添金属。采取这样的方式是为了提升金属所具备的屏蔽效果，这样在其屏蔽效果增强之后，就能够有效避免接地点电阻值出现过高的情况，进而预防电缆线路出现故障。