变电站安全运行的重要性与故障分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 22 日 作者简介：宋婷婷（1983），女，汉族，贵州纳雍人，本科，工程师，研究方向为变电运行。-123-变电站安全运行的重要性与故障分析 宋婷婷 邓 涛 王家永 陈 瑜 贵州电网有限责任公司毕节供电局，贵州 毕节 551700 摘要：摘要：变电站作为一个关键的电力传输枢纽，在电力运输过程中发挥着重要的作用。变电站的安全运行不仅是电网安全运行的重大保障，也是电力持续供应传输的关键环节之一。为了更好地维护变电站的正常且平稳地运行，必须对其中可能出现的故障进行分析与研究，防范与未然。本文即是对变电站的安全运行其运行过程中的主要故障类型，故障产生的原因及相关的对策进行了详细的分析与研究。关键词：关键词：变电站；安全运行；重要性；故障分析 中图分类号：中图分类号：TM7 0 引言 电力资源作为人们日常生活和工作的重要基础，其发挥着不可或缺的作用，而变电站作为电力资源运输和分配的关键环节，其运行的安全性必须得到极大地保障。变电站的安全运行不仅有助于维持电力系统的稳定性，而且对于保障相关人员的安全与保护环境方面也有很重要的作用，因此研究变电站的安全运行、分析其中可能发生的故障十分重要。1 变电站主要运行的一次设备及其作用 变电站主要运行的一次设备包括断路器、隔离开关、接地开关、变压器、自动装置、电抗器和电容器、联络开关、电能计量装置等，不同的一次设备都有着其独特的作用1。其中，断路器用于控制和保护电力系统中的电路，能够在电路发生故障时快速切断电流；隔离开关用于切断电路并确保电路的安全维护，通常用于维修、检修和事故处理；接地开关用于将电气设备与大地连接，以提供电气系统的安全接地保护；变压器用于将电力系统中的电压从一级变换为另一级，以便传输和分配电能；自动装置包括保护继电器、自动调压装置等，其用于监测电力系统的参数并采取相应的控制措施；电抗器和电容器用于调节电力系统的无功功率，以提高系统的功率因数和稳定性；联络开关主要用于切换电源或系统之间的连接，以实现电力系统的运行、维护和调整；电能计量装置是用来测量和记录电力系统中的电能消耗，并用于电力计费和能源管理。2 变电站安全运行的重要性 变电站是电力系统中的关键设施，负责将高压电能转换为适用于用户的低压电能，变电站的安全运行至关重要，主要有以下几个原因。2.1 保障电力系统的稳定运行 变电站是电力系统中的重要设施，负责将高压电能转换为低压电能，以供给用户使用负责将电能从发电厂输送到用户，任何变电站的故障都可能对整个电力系统产生严重影响，甚至导致系统崩溃，因此，变电站的安全运行是维护电力系统稳定运行的重要保障。首先，变电站通过对电能的变压、变频、变流等操作，将高压电能转换为适合用户使用的低压电能。如果变电站发生故障或安全问题，可能会导致电力系统的不稳定，甚至引发电力系统的崩溃，所以说变电站的安全运行是保障电力系统稳定运行的基础。其次，变电站的安全运行有足以保障供电的可靠性。变电站是电力系统中的重要供电节点，负责将电能供给用户。变电站的安全运行能够保障供电的可靠性，避免因变电站故障导致用户停电。稳定的供电可以保障社会正常运行，避免经济损失和社会不安。最后，变电站作为电力系统的接入点，其安全运行直接关系到电网的安全。变电站通过对电能进行调控和保护，确保电网的安全运行，如果变电站出现问题，可能会导致电网的故障扩大，甚至引发电网的事故。总之，变电站的安全运行对于保障电力系统的正常稳定运行十分重要。中国科技期刊数据库 工业 A-124-2.2 保护人员安全 变电站是电力系统中的重要设施，负责输电、变电和配电等工作。其安全运行对于保护人员安全具有重要意义。首先，变电站是电力系统的核心节点，承担着大量的电能转换和分配工作2。如果变电站发生故障或事故，可能会导致电力系统的瘫痪，进而影响到供电质量和供电可靠性。这不仅会给社会生产和人民生活带来巨大的影响，还可能引发火灾、爆炸等安全事故，危及人员的生命安全。因此，保持变电站的安全运行，能够预防或最大程度地减少这些潜在风险，保护人员的安全。其次，变电站是一个复杂的设备系统，涉及高压电、高温、高电流等危险因素。在变电站内工作的人员必须严格遵守安全操作规程，正确使用个人防护装备，并接受相关培训和考核。只有这样，才能在操作过程中有效地防范各种安全风险，减少人员伤亡事故的发生。另外，定期进行设备维护和检修，及时发现并消除潜在故障，也是保障人员安全的重要手段。最后，变电站的安全运行还需要保障设备的可靠性和稳定性。通过合理的运行管理和设备检测，可以及时发现设备的故障和隐患，并采取相应的修复和维护措施。这样能够确保变电站长期稳定运行，减少因设备故障引发的事故风险，保护人员的安全。2.3 防止电网故障 变电站是电力系统中容易发生故障的地方，如设备老化、电气短路、绝缘失效等，这些故障可能导致电网的瘫痪，影响用户的正常用电3。通过加强变电站的安全运行，可以及时发现并处理潜在的故障，防止故障扩大，并确保电网的可靠供电。变电站作为电网的核心设施，负责将电能从发电厂传输到用户。变电站的安全运行能够确保电网稳定供电，避免供电中断和停电等问题。变电站一般会监测电网中的故障情况，并及时发现和定位故障点，其安全运行能够保证故障检测的准确性和及时性，有助于快速修复故障，减少故障对电网的影响。变电站的保护系统能够监测电网中的异常情况，如过载、短路等，及时切断故障部分，保护电网设备的安全运行，因此变电站的安全运行能够确保保护系统的正常工作，提高电网的抗干扰能力，减少故障发生的可能性，这也是保障设备安全运行的重要举措。2.4 保护环境 变电站中可能存在油污染、噪音污染和电磁辐射等问题4，如果这些问题没有得到合理的控制和管理，可能对周围环境和居民健康产生负面影响。通过加强变电站的安全运行，可以减少对环境的污染和对居民的影响，保护生态环境和人民健康。变电站安全运行对保护环境起着重要的作用，具体表现如下：第一，预防事故发生。变电站是电力系统的重要组成部分，一旦发生事故，可能导致火灾、爆炸等严重后果，对周围环境造成污染。保障变电站的安全运行可以有效预防事故的发生，减少对环境的影响。第二，减少电力损耗。变电站在电力输送过程中扮演着重要角色，保持变电站设备的安全运行，可以减少电力的损耗。电力损耗会导致额外的能源消耗和环境污染，因此降低电力损耗有助于减少对环境的负面影响。第三，减少电磁辐射。变电站运行过程中会产生一定的电磁辐射。如果变电站设备存在故障或不安全的运行状态，可能会导致电磁辐射超标，对附近居民和生态环境造成潜在危害。因此保证变电站的安全运行，可以有效减少电磁辐射对环境的影响，避免出现因为电磁辐射造成的公共事件。第四，有助于节约资源。变电站安全运行可以延长设备的使用寿命，减少设备的损坏和报废，从而节约资源的消耗。节约资源不仅有利于环境保护，还有助于可持续发展。3 变电站运行过程中常见的故障及对策 3.1 输电线路故障 导线绝缘层破损、导线老化、松动或外力破坏、导线接触不良或设备故障等原因会引起线路两相或多相之间发生短路，造成线路出现短路故障，这是输电线路最常见的一种故障类型5。当出现这种故障时，可以先检查短路位置，修复或更换破损的绝缘层或设备，这样才可以确保导线接触良好。线路中的导线与地面或其他导体发生接触，导致电流通过其他路径回流至地面，这种故障被称为线路接地故障。中国科技期刊数据库 工业 A-125-这通常是由于绝缘层破损、设备故障或线路设计不合理等原因引起。面对这种故障必须要先检查出接地位置，修复或更换破损的绝缘层或设备，确保导线与地面或其他导体之间没有接触。线路承载的电流超过额定容量时，输电线路会发生过载故障，通常是由于负载过大、设备故障或电源不稳定等原因引起。其解决方法是降低负载，增加线路容量，修复或更换故障设备，稳定电源供应。线路绝缘介质表面的电晕放电引起的故障被称为闪络故障。这通常是由于绝缘介质老化、污秽或线路设计不合理等原因引起。其解决方法是对绝缘介质进行清洗，修复或更换老化或污秽的绝缘介质。线路中的电弧放电引起的故障被称为弧光故障，通常是由于设备故障、导线松动或线路设计不合理等原因引起。面对这种线路故障，可以对线路进行修复或更换故障设备，确保导线连接牢固，合理设计线路。3.2 变压器故障 变压器出现故障的类型主要有温升过高、绝缘损坏、短路、转矩不足、火灾和油泄漏等。下面详细介绍这些故障类型产生的原因及解决办法。第一，变压器温升过高。出现这种情况的主要原因可能是变压器负载过大、通风不良、冷却系统故障等。可以采用降低负载、改善通风条件、修复或更换冷却系统等来降低变压器的温度。第二，变压器绝缘损坏。这可能是绝缘材料老化、受潮、过载等原因而造成的。通过更换绝缘材料、排除潮湿环境、降低负载等方法可以有效降低变压器绝缘损坏的概率。第三，变压器短路。变压器出现短路的情况可能是绕组绝缘击穿、绕组短路、接线错误等原因。因此需要进行绕组绝缘修复、更换绕组、检查并纠正接线错误等相关的操作来解决这种故障。第四，变压器转矩不足。这可能是机械部件磨损、润滑不良等原因造成的问题。解决方法包括更换磨损部件、加强润滑、调整或更换传动装置等。第五，火灾：可能是变压器过载、短路、绝缘损坏等原因导致的。解决方法包括及时切断电源、用灭火器材进行灭火、修复或更换损坏部分等。第六，变压器油泄漏。这可能是绝缘油密封不良、油箱破损等原因而造成的。解决方法包括修复油封、更换密封件、修复或更换油箱等。3.3 开关设备故障 开关设备的长时间使用会导致设备内部部件老化、磨损、损坏，进而造成设备出现故障；在安装过程中未正确连接、固定设备，也会导致设备出现故障；温度、湿度、腐蚀等外界因素对于设备的安全运行起着关键的作用；电流过大、电压异常、电弧等会引起设备出现电气故障；不按照操作规程进行操作也会导致设备损坏。定期对开关设备进行检修，更换老化、损坏的部件。改善变电站内部环境，控制温湿度、防止腐蚀等是确保开关设备安全运行的重要保障措施。安装过流、过压等保护装置，及时切断故障电路，采用先进的开关设备，提高设备的可靠性和稳定性，对操作人员进行培训，提高其操作技能和意识也是提升设备安全运行的重要举措。3.4 保护装置故障 电源故障、通信故障、故障信号误判、电气故障、软件故障、外部干扰等是保护装置常出现的故障类型。第一，电源故障。电源故障可能是由于供电线路或电源设备的故障引起的。检查电源线路和电源设备，修复或更换故障部件是解决这种故障最有效的方法。第二，通信故障。通信故障可能是由于通信线路故障、通信设备故障或通信协议错误引起的。解决方法是检查通信线路和通信设备，修复或更换故障部件，并调整通信协议设置。第三，故障信号误判。故障信号误判可能是由于保护装置本身的故障、参数设置错误或误操作引起的。解决方法是检查保护装置的状态和参数设置，修复或更换故障部件，并进行正确的操作。第四，电气故障。电气故障可能是由于设备老化、材料破损、接触不良或短路等原因引起的。解决方法是检查设备的状态，修复或更换故障部件，并进行必要的维护和保养。第五，软件故障。软件故障可能是由于保护装置的软件程序错误、运行环境异常或数据传输错误引起的。解决方法是检查软件程序和运行环境，修复或更新软件，确保数据传输的准确性和完整性。第六，外部干扰也会造成保护设备出现故障。外部干扰可能是由于雷电、电磁干扰或人为因素引起的。中国科技期刊数据库 工业 A-126-解决方法是加装防雷装置、隔离干扰源，并加强对保护装置的保护和监控。4 总结 总之，变电站的安全运行是电力系统稳定性、供电持续性与稳定性等的重要保障。为了有效避免变电站设备出现故障，关键是进行全面的检查、维修和保养，并确保设备的正常运行和可靠性。加强人员培训，提高操作人员的技能水平，避免操作不当引起的故障。另外，应建立健全的保护装置和监控系统，及时发现故障并采取相应的措施。参考文献 1米园丽.变电站一次设备安全运行及故障解决措施J.矿业装备,2021(06):190-191.2袁雄峰,魏芳.浅析电力变电站运行的安全管理和故障排除J.内蒙古煤炭经济,2021(19):79-80.3潘盛亿.电力变电站运行安全管理及故障排除J.电气时代,2021(09):70-71.4李冬阳.变电站变电运行故障的成因分析处理及安全对策J.科技创新导报,2019(34):185-186.5剧淑红.煤矿变电站运行的安全管理及故障处理解析J.机械管理开发,2017(03):141-142.