变电运行故障及排除

内蒙古电力（集团）有限责任公司鄂尔多斯供电分公司 乔彩瑞

1 引言

随着人们物质生活水准的不断提升，电能的使用量也在不断上升。保证变电运行工作的正常开展对于人们的生产生活至关重要。然而，导致变电运行故障的原因多种多样，因此确保变电运行安全工作的难度系数较高。迄今为止，变电运行技术已经有所成就，但是仍然存在各方面的问题。

2 变压器的基本工作原理及结构

变压器的工作原理比较简单，主要是利用电磁感应定律将一种电压等级的交流电能转化为同频率的另一种电压等级的交流电能。变压器的基本结构有铁心、绕组、油箱及其他附件，通过原、副绕组线圈的匝数比实现电压等级的变化。目前，市面上变压器的种类比较繁多。不过所有变压器的基本工作原理都是电磁感应定律的应用。无论是在家庭用电中还是在工业生产用电中，变压器都是重要的变电工具之一。因此，了解变压器的结构和原理有助于变电运行故障的分析与维修。

3 变电运行故障的分析

变电运行是以变压器为基础的一种工作。因此，多数变电运行故障的产生都是变压器故障导致的。由于变压器的工作原理比较简单，所以变压器的故障原因主要是其内部结构质量问题导致的。目前常见的变压器故障主要有以下几类。

3.1 短路电流故障

变压器是用原、副绕组来进行电压调节的工作的，但是随着使用时间的不断推移包裹在绕组周围的绝缘层将会受到破坏，绝缘层的破坏为短路故障的产生埋下了隐患。变压器的使用过程就是一个不断消耗绝缘层的过程，因此从变压器的工作属性来看就注定了其是一个比较容易发生短路故障的机器。在短路故障发生的过程中变压器的原、副线圈会瞬间产生高于额定电流数十倍的短路电流。由焦耳定律（Q=I2RT）可得在短路瞬间会产生大量的热，这对于变压器内部尚存的绝缘层而言是一种致命性的打击。另外，巨大的短路电流甚至会出现直接将变压器击穿的情况，如此一来变压器的寿命会大大降低。

3.2 绕组变形故障

造成绕组变形故障的原因比较多，而绕组故障造成的危害也比较大。所以，如何避免绕组故障对于变电运行故障的排除而言至关重要。

最容易造成绕组变形故障的原因就是短路电流。当变压器受到短路电流的冲击时，变压器的继电保护就会随之相应。如果短路电流较小，继电保护能够起到保护作用，但是绕组会因此收到一定的变形弯曲。但是如果短路电流较大，那么短路电流就有可能造成绕组烧毁的情况。即便不发生较大的短路冲击，那么在长时间的短路冲击之下，绕组也会因为多次弯曲的不断累积形成一个较大的绕组变形。

外界影响也是导致绕组发生破坏的一个普遍原因。在运输和安装的过程中，变压器的绕组可能会在外界冲击力的作用下发生偏移。偏移就可能导致变电过程出现短路的情况。短路会进一步加剧绕组损坏的情况。因此，在变压器安装之前要进行检查，防止绕组发生偏移。另外，变压器再安装的时候应该让专业人员进行安装，防止因为安装问题导致后期变电运行出现故障。

变压器出口短路，出口短路产生的巨大短路冲击电流使绕组扭曲变形。变压器绕组变形检测正成为研究热点，也是必须突破的故障诊断技术。据资料介绍，可以用频谱法检测变压器绕组变形，但目前没有相应的判断标准和规范。在现有条件下，变压器绕组严重变形故障的诊断可以通过变压器空载试验、短路试验和阻抗测量来实现。当绕组变形时，变压器内部的磁路结构发生变化，空载电流和损耗、短路损耗和阻抗都会发生一定的变化。可以通过横向的逐相比较和纵向的历史数据进行判断。

3.3 电压过载故障

电压过载故障是指由于一些不当操作和外界因素的影响导致的变压器电压过高的情况。每一个变压器在生产出厂后都有各自的使用参数。如果使用者不按照使用参数，擅自将变压器接入高于使用额定电压时，变压器就可能会因为电压过大导致内部结构损坏的故障。对于三相四线制的变压器而言，一旦其内部的中性线出现断线的情况，那么该变压器的中性点将会发生偏移的现象，变压器的外在表现就是电压升高。输出项的电压升高一方面可能会损坏变压器自身的内部元件，另一方面输出项所接入的其他设备也会因此而受到一定的损坏。另外，使用者在接入大型供电电路当中时应考虑该电路是否会出现负载不平衡的现象。负载不平衡也是导致变压器出现电压过载故障的主要原因之一。

另外，变压器使用的外界环境的好坏也决定了变压器是否会经常出现电压过载的故障。在极端的天气状况之下，雷击也会使得变压器的电压过高进而导致内部元件的烧毁，或者内部结构直接损坏。这对于变压器而言都是致命性的打击。

3.4 电源故障

变电系统的正常运作需要稳定的外部供电电源。电源是整个变电系统开展工作的基础设备，一旦电源出现故障整个变电系统将无法运作。然而，电源作为变电系统重要组成部分之一，近年来其相关制造方面的技术也在不断取得进步。时至今日，由于电源故障导致变电运行故障的情况少之又少。但是，并不能排除这个导致变电运行故障的重要因素。在日常的维修检查当中，电源是不可忽视的重要对象。

3.5 跳闸现象

跳闸现象是变电运行故障中最为常见的一种。跳闸对于变电运行而言，本身就是一种保护措施。频繁的跳闸会严重导致变电运行的效率地下，难以满足外接输出设备的需求。要解决跳闸问题首先应该明确跳闸的原因，目前最为常见的跳闸形式有三种：误操作跳闸、越级跳闸以及母线跳闸。

误操作跳闸主要是因为变电工作人员在进行变电操作的过程中出现错误操作导致电路进入自我保护状态，进而出现开关跳闸的现象。

越级跳闸的原因多种多样，其中包括保护出口的开关拒跳、保护拒动、定值不匹配等。开关拒跳顾名思义是当变电运行电路需要进行自我保护跳闸时，由于内部部分元件出现故障导致跳闸动作无法及时完成。此时变电运行电路处于无法控制的情况之下，所以其内部元件和结构可能会产生大面积损坏。保护拒动是变电回路当中的电流出现了故障，导致出现跳闸故障。开关跳闸设有一定的保护值，设定值在变电运行设备出厂时已经固定。如果出厂的保护定值与实际工况不匹配时也会出现跳闸故障。

母线跳闸的可能原因是母线上所接入的互感器出现故障导致母线跳闸。母线跳闸极易引起短路、断路等常见电路故障。母线跳闸的引起原因较为复杂，所以在进行维修、检查工作时的步骤也比较繁琐。

4 变电运行故障的排除措施

4.1 提升相应元器件的质量

结合长期以来变电运行故障的原因分析，不难发现部分电器元件质量低下是造成故障频发的罪魁祸首。随着制造产业的不断发展和变电运行稳定性的不断提升，加快元器件质量发展已经走上了不可逆转的道路。另外，提升元器件质量对于延长变电系统寿命至关重要。而延长变电系统运行的寿命可以一定程度的减少资源的耗费。从可持续发展的观念上来讲，提升元器件的质量也是维护变电系统正常运行的重要举措。

4.2 定期对变电系统进行检修与保养

随着使用时间的延伸，变电系统内部的部分元件会出现老化。如果不及时进行检修，就为变电系统的故障埋下了种子。变电系统环环相扣，一旦故障出现造成的损失是不可估量的。所以，定期进行检修与保养，一方面可以保障变电系统工作在一个正常稳定的状态之下，另一方面也从源头上遏制了故障的发生。

4.3 尝试制定变电系统的全生命周期管理制度

一个系统从出厂到服务于人类的生产生活再到最后的报废回收，应该有一套明确的管理制度。变电系统影响范围较广且影响力较大，所以全生命周期式的管理更适合变电系统的发展。

首先，在变电系统组成的源头也就是组成变电系统的各个机器生产上就要严格质量的把控。如此以来，组成变电系统的质量就有了保障。其次，在变电系统服务于人们的过程当中时，需要安排专业人员进行检查，避免因操作不当而导致变电系统出现故障。另外，当出现故障后应第一时间进行抢修，进而确保变电系统能够正常的运行。最后，每一次保养、维护、检修拆除的报废元器件，应组织厂家进行统一回收。这样全生命周期的模式，不仅能够保证变电系统的稳定工作，同时还降低了变电系统的生产成本。由此可见，完整且符合生产应用要求的管理制度对于变电系统的运行举足轻重。

4.4 提升变电运行相关工作人员的专业素养

变电系统工作是一个对于个人专业素养要求极高的工作。如果工作人员缺乏专业知识，那么当故障来临时，变电系统将无法及时得到正确的处理方式，进而导致变电系统的二次损坏。更甚者工作人员的误操作还会导致触电、火灾等意外事故的发生。相反如果相关从业者具有深厚的专业素养和丰富的从业经验，那么通过从业者的操作可以避免很多故障的产生。从长远发展的角度来看，拥有专业知识的从业者更容易发现变电系统运行过程当中的问题，进而推动变电运行的发展与进步。

5 排除变电运行故障的重要意义

企业要形成自己的生产能力，最重要的物质基础就是设备。应该让设备在生活和生产过程中最大限度地发挥自己的作用。在实际操作过程中，应注重预防，有计划的维护、保养和使用相结合。设备故障类型多，专业性强，问题特别复杂。无论是单位还是个人，都要不断加强和提高自己的排障技能，把损失降到最低。员工能力的提高要从以下两个方面入手：一是扎实的专业知识。信息在不断变化，知识也在不断更新，平时要多学习，多交流，参加专业讲座，了解先进技术，提高理论知识，通过实践中的故障排除提高能力。二是要有良好的职业道德。当设备出现问题时，不要盲目判断，要善于及时沟通。对有缺陷的设备应及时修理和报告，并做好记录。

5.1 有助于提升变电运行稳定性

如今，电能的使用已经渗透到了各行各业的生产发展当中。变电系统的故障的减少就意味着其稳定性的提升。稳定性的提升带来的事生产效率的提升。另外，电能的使用与人们的日常生活息息相关，变电运行稳定性的提升也在一定程度上提升了人们的生活质量。

5.2 减少意外事故的发生

随着电能使用频率的逐步提升，大型变电系统的数量也急剧增加。随之而来的是各种各样的变电运行故障，由于变电规模大，一旦出现故障引发意外事故的可能性也相应的提升。而维护变电运行质量的提升，就可以很大程度的减少意外事故的发生。

5.3 提升变电运行安全性

用电安全市场被人们提起，这足以说明人们对于电还十分畏惧的，同时也从侧面证明了电的威力巨大。及时维护变电运行故障就可以很好的改变提升变电运行的安全性。对于工作人员而言，变电运行安全性的高低直接影响了其人身健康是否有所保障。

变电运行工作与人们的日常生活息息相关，电力传输是供电系统的重要组成部分。近年来，由于基础设施建设的加快和安全供电的需要，埋地电力电缆越来越广泛地应用于城乡和工矿企业的电力设施中。如果没有测试设备，人工查找电缆故障点，不仅浪费人力物力，还会造成不可估量的停电损失。因此，电力电缆故障测试已成为多年来困扰供电部门正常供电的重要问题之一。

通过加强维护变电运行的措施能够有效地提升变电运行的稳定性与安全性。只有从变电元器件的生产到变电站的管理再到变电站机器的后期维修与保养全方位做出改变，才能有效地提升变电运行的效率。在维护措施与管理措施的不断升级之下，变电运行故障将会越来越少。