变电站安全技术防范的研究应用

2022-12-18刘传哲张俊昌

现代工业经济和信息化 2022年8期

郝焱，刘传哲，王楠，张俊昌

（内蒙古电力（集团）有限责任公司包头供电分公司，内蒙古包头 014030）

引言

电力作为推动我国生产和生活的重要能源，需要将科学技术融入到电力系统的运行中，从而提高变电运行的可靠性。从本质上讲，电力系统运行稳定性是供电企业安全生产的重要基础。变电站运行人员在运行过程中需要调整和检修大量设备，从而降低各种事故发生的概率。同时，为避免自然因素威胁到电网运行安全，需要在电网运行中引入避雷技术，从而保证电网运行的稳定性。

1 安全技术管理工作

1.1 电缆敷设安全管理

本文以某变电站的扩建工程为例，提出在主变工程完工后，需要严格按照施工安全管理的要求，进行电缆的敷设。为了减少在敷设过程中出现的安全隐患，需要在电缆的金属头部加装绝缘套管，加强施工期间的安全管理，防止出现施工安全事故。期间建设单位还可以组建安全管理团队，加强施工管理，保证电缆的整体质量，保证工程的安全。在进行敷设前，应仔细参照接线图，进行二次接线的检查，以防止接线时出现接线错误。另外，为确保电缆头的接地效果，需要反复检查二次电缆头。普遍认为，二次电缆不能全部捆绑在一块，一旦捆绑不仅会影响到维护工作的效率，而且还要注意到柜体与设备的接线的牢固性[1]。

1.2 接线技术安全管理

在变电站的二次配线中，如果发生线路错节，不仅会造成短路、断路等问题，而且还会影响到电力的正常供电。屏蔽柜内的电缆需要经过调试，才能进行连接。为此，需要落实以下工作：采取有效的风险控制措施，例如组织施工人员学习、研究图纸，确保其能够在熟悉图纸的基础上展开建设，各部门之间还需要做好技术交流工作；加强配线作业的安全管理，规范作业人员的行为，在施工期间，加强安全技术监管与管理，以提升变电站的总体安全水平；完善二次线路的接线工作，认真地检查，找出施工中可能存在的问题，尤其是保护装置、电压回路的接线，如果接线不当，不仅会造成线路、设备烧毁，还会造成无法估量的损失[2]。

2 调试阶段的安全技术管理

2.1 电流回路升流试验

在进行升流试验之前，需要确保所有的电流回路都不会有开路的情况，因为电流互感器在进行升流测试时，会发生二次开路，造成电压过大，以此危害人身安全。为防止母差式保护装置的误动作，需要切断与母差式保护屏相连的电流线路，并进行短接，以免发生母差保护的误动作，从而引起安全事故[3]。

2.2 失灵启动回路传动

故障保护装置主要用于220 kV 以上的变电站，它的主要功能是保护整条线路的重要电路。对变电站来说，故障保护起动电路包括：断路器副保护故障起动接点、I、II 线隔离点、一二组A 相跳闸接点。本文以A 相短路起动故障为例，阐述该故障起动电路的驱动过程：合闸I 母刀、分闸II 母刀闸，此时1YQJ 闭合，而2YQJ 断开；将第一组保护A 相故障，使出口压力盘进入，并使断路器的副保护故障，启动功能压盘；将串联式断路器的次级保护和一组线路的保护电流环有效地串联起来，并通过相关的检测设备对A 相的故障进行仿真，以保证发生故障的电流大于断路器的辅助保护故障时的起动电流，这时，用万用表对01B和024 端进行测量，如果有嘟嘟的声音，就表示启动电路已完成。

3 变电站安全技术防范的保障策略

3.1 全方位配合开展设备状态检修

从设备状态检修的必要性出发，需要合理调整检修重点和检修范围，使设备运行协调优化。电力设备状态检测是一项风险较大、难度较大的工作，因此检修人员需要加强对电力设备状态检修技术的重视，在检修过程中应深入掌握状态检修技术，促使其自身在优化电力设备维修专业知识的基础上，降低电力设备故障出现的频率，同时对存在的风险进行有效地调控，降低设备故障发生的概率，从而提高设备运行的安全性和稳定性。加强对电力设备状态检修技术的认识，是推动电力企业可持续发展的重要基础，同时也能促使检修人员以专业态度和高度的责任心落实检修工作，进而促进电力设备安全运行。

3.2 加强变电操作员的技能培训与安全教育

变电操作员是确保电力系统正常运行的直接执行者，在运行过程中，需要监控和检查各种障碍物，需要专业技术和高度的责任心，从而提高电网运行的稳定性。当电力系统操作人员在操作过程中出现判断失误、操作失误等问题时，就会造成大规模停电，从而危及供电企业的生产安全[4]。因此，为了提高变电操作员的技术能力和安全意识，应从两方面着手：操作技能培训，重点加强岗位培训；加强安全意识教育。

3.3 切实优化防雷应对措施

为了提高电力系统的稳定运行，必须有效地避免自然因素对电网造成的破坏。雷击的危害具有季节性，尤其是夏季，因此，夏季供电负荷较大。因此，为了保证电力系统在夏季正常工作，必须重视雷击，采取新的方法和新技术，消除雷击的危害，从而保障人民的生命安全和生产安全。目前采用的防雷方法除了上述两种外，还有电离防雷装置、放射性同位素避雷针、高脉冲避雷针、激光防雷装置、半导体少长针消雷器等，这些都是新型防雷设备，相比于传统避雷针，避雷网的防雷效果要好很多，可以大大降低雷击造成的伤害，减少人员伤亡，保证生产的正常进行，因此得到了大力推广。

4 以变压器为实例的安全防范技术

4.1 电力变压器运行中的问题

4.1.1 电力变压器运行油温过高

当变压器结构中的电磁线圈和变压器铁芯不断消耗和运行时，如果发生损坏，将产生热能。这种热能在变压器的连续运行中表现出上升的趋势。在这种发展趋势下，变压器的水温也会升高。当油温高时，水温的高温将被传递到热管散热器的区域。如果水温是相对长期的，在较高的情况下，则意味着变压器本身的运行很可能会产生故障和问题。这些的故障和问题，不仅主要表现在对变压器运行的危害中，而且还更可能主要表现在变压器的制冷系统带来的不良危害。

4.1.2 电力变压器铁芯绝缘受损

在安装变压器的整个过程中，相关工作人员疏忽，不小心丢失了金属异物，这导致变压器线圈产生了接地装置的一些故障。此外，当变压器铁芯恢复湿气时，将危害变压器线圈的绝缘强度，并损坏变压器组件。在变压器的生产过程中，有关工人未能按要求清除残留物，导致变压器线圈出现通断和短路故障，从而危及变压器的正常运行。

4.1.3 电力变压器套管故障严重

电力工程中变压器套管的故障很严重。这些故障通常分为两种类型：电流型热故障和工作电压型热故障。

首先，电力变压器的防水套管插接板和用于外部连接的电力线插接板之间的总接触面积不足，并且生产、加工、安装不符合要求。生产、加工、安装工艺要求表面光滑，平光光垫片密封圈，垫片与垫片之间有足够的间隙，铜铝原料的连接头必须经过独特的加工工艺进行加工。

其次，从导电棒上端引出的一部分导线与插入式管夹不能正确匹配，或者拧紧范围不足，这将导致两者之间的接触不良并增加回路电阻。回路电阻增加，当电流通过时，导致温度升高。高温导致表面加速空气氧化并产生空气氧化膜。空气氧化膜使回路电阻越来越高，温度也越来越高，最终形成一个恶性循环。

4.2 电力变压器故障预防技术措施

4.2.1 变压器运行前进行严格技术检修

1）油枕旁的油尺应完好，油参考点应与自然环境一致。如果剩余油量过高，变压器带载运行后水温会升高，剩余油量的增加会导致油液从油枕顶部的呼吸面罩连接管溢出；如果它太低，将在冬季或短期内在轻负载下停止。在运行期间，油位可能会降低到油位在量油尺上看不到的水平。

2）确保防水外壳，油表，排油泵等是否具有良好的密封性能，是否有漏油现象出现。

3）防爆管（吸入管）是否通畅，口罩的保湿剂是否有效，变压器的机箱接地系统是否可靠（对变压器有即时有效的维护作用）。

如果各项指标均已检查完毕，将温度高于100 ℃的酒精温度计插入变压器的测温表层，随时检查变压器的工作温度，然后将原材料炸开（满载）从变压器检查感应线圈。声音是否异常，准确准确测量二次线圈侧电压是否平衡。如果平衡，说明变压器比例正常，没有堵转短路故障，变压器能承受负载，一切正常。

4.2.2 配备安装接地避雷器

降低正转换工作电压。当雷电波到达变压器时，变压器的初级和次级绕组将受到附加工作电压的影响。根据变压器次级绕组的涌入电流，涌入电流的大小将与变压比一致。磁性感应的电动势，然后压力绕组中性线的工作电压升高。但是，由于初级绕组和次级绕组均连接至高压避雷器的接地装置，因此次级线圈绕组基于氧化锌压敏电阻接地装置，以确保两条接地线的电阻在一定范围内（大于4Ω），基本上可以降低40%。

接地线的电阻大小对防雷的实际效果有害。接地线的电阻对防雷的实际效果非常有害。如果变压器的体积超过100 kVA，则接地线电阻应规定为小于4Ω。如果接地线的电阻超过4Ω，释放的电流量（3 000 A；波头为1 的倾斜角波）将在接地线的电阻上产生非常高的工作电压。该工作电压将在低电压绕组和家用电器的低电压侧被磁感应，从而导致变压器和低压电器的损坏。为了降低某些具有高电阻土壤层的区域的接地线的电阻，通常使用的对策有：延伸水平接地体，扩大接地网面积；在接地坑内填充长效化学降阻剂。通过以上措施保证接地体电阻小于等于4 Ω。

4.2.3 电力变压器绝缘击穿事故预防措施

变压器在运输和储存过程中必须具有良好的密封性能，在整个安装和运行过程中必须采取一定的有效措施避免渗水；在安装过程中，必须注意高于油枕油位的组件，例如防水外壳。顶部的气密性，玻璃防爆膜，油枕的顶部和呼吸系统非常好。应当进行泄漏检测实验，并且每年都要进行融合维护。应检查此类组件的气密性。

应安装强油循环系统的变压器，以确保其自身与制冷系统各个位置之间的连接良好。密封垫圈应正确安装并保持完整。应解决制造中的缺陷，例如潜水汽油泵的皮革垫圈，进气阀杆的密封填料以及压差汽车继电器的连接管。更换皮垫时，应测试特性未知的皮垫原材料样品的耐酸碱性能。

悬挂变压器盖时，应避免损坏绝缘层。要特别注意内部绝缘层相对紧凑的变压器。不要让钟罩碰到电线和支撑架。因此，在吊起钟罩时，应考虑避免使用该设备。安装高压套管时，应注意不要扭曲电线，也不要过分拉扯电线，以免损坏电线的根部和电磁线圈的绝缘层。如果导线太长或太短，则应解决。防水外壳下的边缘橡胶外壳应根据工程图和制造商的说明进行安装。有必要防止电线碰到外壳，以使绝缘间隙不足。在维护和检查过程中，禁止踩踏电线的根部。