10KV变电所设备常见故障及处理措施分析.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 21 日 作者简介：李伟（1991），男，陕西渭南人，毕业院校为中国矿业大学，本科，中级，电气工程师，研究方向为机电设备运行管理。-162-10KV 变电所设备常见故障及处理措施分析 李 伟 陕西能源煤炭铁路运销有限公司，陕西 榆林 719300 摘要：摘要：随着社会经济高质量发展，人们对电力系统提出更高要求，开始运用 10KV 变电所设备将高压电转化为日常生活所需电压。虽然该设备可以为人们生活提供便利，但是在使用中经常会出现各类故障，给电力输送系统带来不利影响，导致设备损坏和断电等现象频发。为了保障人们电力供应需求，相关部门应深究该设备常见故障，按照实情设计合理的处理措施，确保区域供电平稳。本文主要分析了 10KV 变电所设备常见故障及处理措施。关键词：关键词：10KV 变电所；设备常见故障；处理措施 中图分类号：中图分类号：TM63 0 引言 10KV 变电所是电力系统常见的变配电设备安装场所，变电所内的设备可以将高压电转化为日常生活所需电压，工作效能较强，能够有效满足区域供电需求。然而现今该设备在应用中，经常出现各类故障，给电子系统和区域供电造成影响。有关部门应结合常见故障探寻科学的处理对策，避免相关设备因故障而损坏，切实提高供电企业经济效益和社会效益。1 概念 变电所是指转变电压的场所，是电力系统中变换电压和电流、集中和分配的场所。为了确保电能质量和设备安全，在变电所中需要调整电压、控制潮流以及保护输配电线路和主要电工设备。从用途角度出发，可以将变电所分为电力变电所和牵引变电所。根据国家标准 GB50053-9410kV 以下变电所设计规范中的定义，提出变电所必须在 10 千伏以下交流电源经电力变压器变压后对用电设备供电。10KV 变电所又称配电所，包含变压器室、高压配电室、低压配电室和值班室。10KV 变电所是电力系统的中间环节，主要用来汇集电源、分配电力。2 10KV 变电所常用设备 2.1 负荷开关 该设备有明显的断开点，具有断流能力，可以带符合操作，不能直接断开短路电流，如果必须断开短路电流，需要依靠与该设备串接的高压熔短器进行。2.2 隔离开关 该设备是高压开关电器中常用的一种设备，结构简单，但是使用量大，近年常用于变电所、电厂设计等领域。2.3 刀闸 该设备具有无灭弧能力，可以在没有负荷电流的情况下分、合电路。该设备的具体作用分为四种，第一是分闸后，可以建设可靠性强的绝缘间隙，隔离需要检修的设备与电源，确保检修人员和设备安全。第二是能够根据电力运转需求，接换线路。第三是可以用于分、合线路中的小电流，如套管、母线、连接头和短电缆的充电电流，开关均压电容的电容电流，双母线接换时的环流以及电压化感器的励磁电流等。第四是能够按照供电实情，分、合一定容量变压器的空载励磁电流。此外，户外刀闸根据绝缘支柱结构分为单柱式、双柱式和三柱式，其中单柱式刀闸在架空母线下方，会直接将垂直空间用作端口的电器进行绝缘处理，能够有效减少占地面积，降低引接导线需求量，可以清晰分合闸状态。一般在超高压输电形势下，变电所会运用单柱式刀闸进行变电。2.4 高压断路器 该设备是变电所中重要的电力控制设备，具有灭弧特征。当供电系统平稳运转时，该设备可以切断和接通电路及各种电器设备的空载和负载电流；当供电系统出现故障时，该设备可以和继电保护配合，快速切断故障电流，减少损失。该设备的工作情况，与电力系统的安全运转息息相关。该设备的功能包含正常运转倒换运转方式，控制设备或线路接入电网或退出运行；当设备或线路发生故障时，可以快速切断故障中国科技期刊数据库 工业 A-163-回路，确保无故障部分平稳运转。同时，该设备既可以开断正常负荷电流，还能开端短路电流。1 3 10KV 变电所设备常见故障 3.1 电气设备故障 该故障以发热为主，由于 10KV 变电所承载着较大电量，在转换电压期间，对设备带来较高影响，使得设备经常发热。该设备的发热类型包含电损发热、电阻损耗发热、漏电发热和介质损耗发热等。该设备发热原因与设计不合理、电阻差异、电流泄露、变电所内部绝缘介质性能障碍等因素有关。一般情况下，轻度发热不会对电气设备造成影响，但是重度发热会损耗电气设备性能。2 3.2 电流互感故障 该故障是因设备内电流互感器打开二次回路后，出现放电声响，并伴有震动感，电流回路端极易受到高温灼烧散出焦糊味，电流表也会同时感受到故障干扰从而出现异常显示。这些现象都可以反映出电流互感器二次回路存有开路问题，从而导致电流出现不平衡情况，继电保护装置会因此出现误动或者柜动。同时，出现该故障后，设备铁芯饱和会导致设备温度骤升，使得电流互感装置烧坏，或者高电压外漏给人们生命安全带来不利影响，并且设备内其他零件也会烧损。3.3 电容故障 该故障分为并联电容器故障和串联电容器故障。常见故障包含外壳膨胀、渗油、漏油、温度升高、声音异常、装置爆炸等。4 10KV 变电所常见故障出现原因 4.1 变压器铁芯温度过高 变压器在开展工作期间，一旦遇到内部温度过高现象，则会出现铁损问题，从而对变压器内部结构造成不利影响。出现这类问题的根本原因在于变压器启动程序缺乏规范性，或者变压器设计不合理，导致变压器在工作中出现铁芯温度极易升高的现象，从而给铁的熔点造成干扰，降低铁的质量。当工作人员未能及时处理这类故障时，不仅会出现漏磁现象，还会使得变压器无法平稳运转。4.2 电阻损耗严重 一般情况下，电力系统在运转期间会产生部分电流，这些电流会带来电阻。随着电力系统应用时间增长，则会使得电阻阻值变高，使其超过系统所能承担的电阻最大值，从而使得电阻出现较多热量，给电气元件带来损坏。一旦电阻损耗严重，还会带来重大电气事故，影响电力系统健康运行。4.3 断路漏电引发故障 在电力系统运行中，当电压分布不均，或者某个部位出现断路现象时，则会使得整个线路出现电流增大或者发热等现象。现今部分电力企业会选择避雷装置或者绝缘保护设备，减少漏电情况出现机率。但是在电力系统运行中，一旦这些保护措施受到损坏，则会导致整个系统电路出现短路现象，导致电力系统各部分电流或电压升高，从而引发一系列故障。3 4.4 传输介质受损引发故障 当外在绝缘保护材料出现问题，则会无形中增大传输介质损坏机率，从而在运转期间出现较大能耗，出现各项故障频发现象。同时，当传输介质中的固体胶原料质量未能达到使用标准时，或者在使用期间出现不同程度腐化，或者应用液体绝缘保护材料性能较差等，都会给电力系统带来各类故障。5 10KV 变电所设备常见故障处理措施 5.1 电气设备故障处理措施 工作人员需要做好日常检查工作，定期严查相关设备和零件是否损坏，一旦发现问题，应选择专业仪器设备进行深入检查，总结问题，按照实际情况设计相应维护或者替换措施，保障设备的安全性，避免相关故障发生机率。同时，加强维修。工作人员应在产品进入电网系统前期，认真检查所有器件质量是否达标，并将各类器件质量、型号以及其他信息汇总起来，整理成表格，在后期按照表格提供的信息以及器件实情，运用合适的方式进行维修。在维修期间，工作人员应对相关器件进行磨平处理，运用导电膏对相关部件进行防氧化处理，提高相关部件的抵抗能力，减少后期损坏次数。由于电器设备结构复杂，零件较多，工作人员在检查和维修期间，可以按照实际工作需求，选择红外检测技术开展工作，提升故障检测结果的准确性，为电力系统供电奠定良好基础。4 5.2 电流互感故障处理措施 工作人员要想有效处理该故障，应在电流互感装中国科技期刊数据库 工业 A-164-置最近的试验端子中，对电流互感装置进行二次短路处理，并检查开路点是否正常。在短接二次回路期间，工作人员应做好操作防护，并安排操作人员和监护人员参与其中，保护自身与他人安全，并与带电设备保持安全距离。为了提高操作安全性，工作人员可以做好绝缘防护，在操作期间，禁止在电流互感装置和短路点的回路上进行操作，一旦出现无法处理的故障，应及时上报领导，由领导组织其他人员负责处理，通过转移设备负荷或者将电流互感装置二次短路的方式，切断高压侧电源，而后有序开展相关处理工作。5.3 电容故障处理措施 工作人员应从断路器和断路器两侧的隔离开关入手，将相关开关放下，检验电力，并装设接地线。由于该类故障会导致引线装置出现不良接触、内部断线或者熔断熔丝等问题，使得部分电荷无法全部释放出来。因此，工作人员在触碰故障电容器前期，应做好绝缘保护措施，将电容器两级短路短接并接之后，开展拆卸工作。当工作人员在处理该类故障中遇到双星形接线电容器组的中性线和串联多个电容器的串联线时，可以通过单独放电的方式进行处理。当工作人员遇到的电容器外壳渗油，并且情况不严重时，可以将相关设备除锈后进行抗氧化处理。当电容器出现异响时，可以对相关装置进行停运处理，此后更换电容器，确保设备能够平稳运行。5.4 全面巡检每道工序 工作人员在对电力系统进行全面巡检时，为了防止出现巡检漏洞，应事先设计一套巡检方案，在方案中明确巡检内容、范围、步骤以及方法等，将巡检具体化。然后工作人员可以按照巡检方案，有序开展巡检工作。在巡检期间，认真检查每道工序是否存在安全隐患，尤其要注意巡查变压器是否存在温度过高的情况。一旦发现变压器温度超过规定标准，工作人员应及时采取降温措施进行处理。同时，工作人员还应在巡检中，注重检查电力系统是否存在漏电情况，如果发现漏电现象，可以在主要应用设备上方，增设漏电保护装置，防止后期在运营中出现大量漏电问题。5.5 加强维护管控力度 为了确保相关设备能够长时间使用，提高设备安全性和稳定性，工作人员应加强维护管控力度。第一，在挑选应用金属器材时，应尽量选择导电性能和传导效果良好的器材，保障相关器材能够充分满足变电设备设计需求。再者，工作人员应禁止将劣质器材运用到电力系统中来，从根源剔除安全隐患，为系统平稳运转创造良好基础。5第二，工作人员应定期对线路接触点进行精细化处理，提高线路接触点的光滑性。近年我国要求线路接触点不能出现不平滑或者不光滑的问题。当有关设备出现接触不良的情况时，工作人员应按照国家标准，对线路接触点进行打磨处理，提高线路接触点的光滑平整性。第三，加大氧化现象防治处理力度。由于电力系统长期暴露在外部环境中，极易受到空气中的氧气和水蒸气等因素影响，出现氧化腐蚀等情况，一旦处理不当，则会使得各类故障频发。工作人员应按照当地环境，选择合适的试剂进行抗氧化处理。5.6 提高传输介质保护力度 传输介质对相关设备具有重要影响。完善的传输介质保护措施，不仅可以提高相关设备使用寿命，还能减少故障出现。工作人员应提高传输介质保护力度，在日常工作期间将出现老化或者腐化的零件进行替换处理，并在相关设备周边安装散热装置，如吹风机或者散热器等，改善传输介质现场环境，强化传输介质保护效果。5.7 设计权责制度 为了确保处理效果达标，防止同类故障多次反复出现，有关部门应按照工作人员表现以及故障处理需求，设计权责制度。有关部门可以在制度中，科学划分不同区域的线路和设备，避免出现空管区，并为每个区域分配专业的工作人员，要求工作人员定期完成相关线路和设备管理工作，做好数据统计工作。一旦有关区域在后期出现故障，有关部门可以按照权责制度，找到相关责任人，结合制度要求引导其有序处理工作问题，使每位工作人员都能在制度规范下，尽职尽责参与到故障处理中来，切实提升故障处理质量。5.8 建设一体化数据库 由于有关设备在不同时期出现的故障不同，并且使用寿命、性质以及型号等存在较大差异。要想切实提高处理质量，有关部门应建设一体化数据库，在数据库中设置配电数据库和处理数据库。在配电数据库中，可以运用现代化技术绘制不同区域的线路布设，借助影像设施将其以动态画面的形式存储下来，并将中国科技期刊数据库 工业 A-165-不同时间段，如用电高峰期以及低峰期的配电信息、系统运转信息等汇总起来，按照类型成立成不同表格，存储到该数据库中，为后期工作人员开展处理工作创造良好条件。另外，在处理数据库中，有关部门可以设计不同故障的处理报表，运用信息化技术将其引入到该数据库中，要求工作人员在日常开展处理工作时，将处理时间、处理内容、处理结果以及处理经验等全部汇总到表格中来。这样工作人员可以在后期进行复盘时，及时总结自身在处理中存在的不足，从而不断强化处理能力。6 结语 综上，10KV 变电所在电力系统中处于关键组成部分，对维系电力系统平稳运转的基础。有关部门及其工作人员应在日常工作中，加强 10KV 变电所设备故障处理，按照现状做好处理措施，确保处理效果达标，力求通过严密防护，逐渐提高 10KV 变电所设备的安全性和实用性。参考文献 1张昌益.10kV 配电设备故障查找和处理方法J.通信电源技术,2019,36(12):145-147.2刘克伟.10kV 配电线路故障原因分析及应对措施J.电子技术与软件工程,2018(24):209.3 王 宇 晨,熊 嘉 城,苑 龙 祥,沈 杰 鑫.10kV 以 下 配 电 线 路 的 运 行 维 护 及 检 修 探 究 J.通 信 电 源 技术,2018,35(12):245-246.4宋路兵.10 千伏配电线路常见故障原因及预防J.科技风,2018(35):177.5孙宏.浅谈 10kV 及以下配电线路的运行维护及检修J.科技风,2018(35):197.