供電系統常見設備故障分析與處理

周煒

【摘 要】變壓器、斷路器及繼電器等主要電力設備對電力系統安全穩定地運行起著極為重要地作用，它們的正常運行是對電力系統安全可靠、優質、經濟運行的重要保證，必須最大限度地防止和減少電力系統中主要設備的故障和事故發生。隨著近年來電力安全的不斷投入，以往的檢驗標準已逐漸不適應系統的發展，因此我們需要尋求更加完善的檢驗方法積累更豐富的故障診斷和解決經驗，系統、全面、準確地進行電力維護檢驗，才能確保整個電力系統的安全。

【關鍵字】變壓器 斷路器 繼電器 電力故障分析處理

不管是什么，在日常使用中都會出現一些常見的故障，電力系統中關鍵設備承擔著電壓變換、電能分配和傳輸、分流、短路保護，并提供電力服務和控制。由于設備長期運行，故障和事故總不可能避免，且引發故障和事故又出于眾多方面的原因。如外力的破壞和影響，不可抗拒的自然災害，安裝、檢修、維護中存在的問題和制造過程中遺留的設備缺陷等事故隱患，特別是設備長期運行后造成的絕緣老化、材質劣化及預期壽命的影響，已成為發生故障的主要因素。同時，部分工作人員業務素質不高、技術水平不夠或違章作業等，都會造成事故或導致事故的擴大，從而危及電力系統的安全運行。我根據多年的工作經驗，綜述了電力系統主要設備在電力供應中常見的故障，同時提出了處理和防護的相應措施。

一、變壓器常見故障及處理

油浸電力變壓器的故障常被分為內部故障和外部故障兩種。內部故障為變壓器油箱內發生的各種故障，其主要類型有：繞組的線匝之間發生的匝問短路、各相繞組之間發生的相問短路、繞組或引出線通過外殼發生的接地故障等。外部故障為變壓器油箱外部絕緣套管及其引出線上發生的各種故障，其主要類型有：引出線之間發生相問故障等而引起變壓器內部故障或繞組變形、絕緣套管閃絡或破碎而發生的短路等。而對變壓器本身影響最嚴重、目前發生機率最高的是變壓器出口短路故障。變壓器短路故障主要指變壓器出口短路，以及內部引線或繞組間對地短路、及相與相之間發生的短路而導致的故障。變壓器正常運行中由于受出口短路故障的影響，遭受損壞的情況較為嚴重。

為降低短路事故率，一是應采取選用能順利通過短路試驗的變壓器并合理確定變壓器的容量，合理選擇變壓器的短路阻抗。二是提高電力線路的絕緣水平，特別是提高變壓器出線一定距離的絕緣水平，同時提高線路安全走廊和安全距離要求的標準，降低近區故障影響和危害，包括重視電纜的安裝檢修質量（因電纜頭爆炸大多相當于母線短路；對重要變電站的中、低壓母線，考慮全封閉，以防小動物侵害；提高對開關質量的要求，防止發生拒分等。三是要核算短路電流，并限制短路電流的危害。如采取裝備用電源自投裝置后開環運行，以減少短路時的電流和簡化保護配置；對故障率高的非重要出線，可考慮退出重合閘保護；提高速切保護性能，壓縮保護時間；220kV 及以上電壓等級的變壓器盡量不直接帶l0kV 的地區電力負荷等。四是提高運行管理水平，防止誤操作造成的短路沖擊；要加強變壓器的適時監測和檢修，及時發現變壓器的變形強度，保證變壓器的安全運行。

二、配電柜常見故障及處理

變壓器進線相序錯誤、斷路器未儲能以及電容器不能自動投切等問題都是配電柜的常見故障，針對這些常見故障我們一起來總結一些配電柜的常見故障及解決措施：

合閘按鈕接觸不良，解決方法是更好一個新的合閘按鈕；控制回路的熔芯燒壞，解決辦法是首先看一下控制回路是否正常無短路現象，如果沒有問題及時更好一個新的熔芯；斷路器未儲能，解決方法是檢查電動機控制電源電壓并且保證電源電壓大于或等于；合閘電磁鐵已燒壞，解決方法是及時更換新的合閘電磁鐵；進線柜主開關不能分閘可能是由于分閘線圈燒壞，解決方法更換分閘線圈；主計量無功表反轉或不轉；電容補償功率因數偏高或超前，解決方法是調整電容補償至；變壓器進線相序錯誤，解決方法重新調整相序；電流取樣信號線未接，解決方法：接好電流取樣信號線；只有找到配電柜發生故障的根源才知道應該采取何種解決措施。

三、繼電器常見故障及處理

一是電流互感飽和故障。電流互感器的飽和對電力系統繼電保護的影響是非常之大。隨著配電系統設備終端負荷的不斷增容，如果發生短路，則短路電流會很大。如果是系統在靠近終端設備區的位置發生短路時，電流可能會達到或者接近電流互感器單次額定電流的100倍以上。在常態短路情況下，越大電流互感器誤差是隨著一次短路電流倍數增大而增大，當電流速斷保護使靈敏度降低時就可能阻止動作。在線路短路時，由于電流互感器的電流出現了飽和，而再次感應的二次電流小或者接近于零，也會導致定時限過流保護裝置無法展開動作。當在配電系統的出口線過流保護拒絕動作時而導致配電所進口線保護動作了，則會使整個配電系統出現斷電的狀況。

二是開關保護設備的選擇不當。開關保護設備的選擇是非常重要的一項工作，現在的多數配電都在高負荷密集的地區建立起開關站，也就是采用變電所—開關站—配電變壓器的供電輸電的模式。在未實現繼電保護自動化的開關站內，我們應當更多地采用負荷開關或與其組合的繼電器設備系統作為開關保護的設備。

常見的繼電保護故障的處理方法有對比法、短接法以及替換法。通過對正常設備和非正常設備的相關技術參數對比，找出不正常設備的故障點。這個方法主要用于檢查接線錯誤、定值校驗過程中測試值與預想值有比較大差異的故障。在進行改造和設備更換之后二次接線不能正確恢復時，可參照同類設備的接線。并在繼電器定值校驗時，如果發現某一只繼電器測試值與整定值相差得比較遠，此時，不可以輕易做出判斷，判斷該繼電器特性不好，應當調整繼電器上的刻度值，可用同只表計去測量其他相同回路同類繼電器進行比較。用完好的元件代替被認定有故障的元件，來判斷它的好與壞，可以快速縮小故障的查找范圍?；蛘邔⒒芈纺骋欢位蛞徊糠钟枚探泳€短接，來進行判斷故障是否存在短接線范圍內或者其他地方，這樣來確定故障范圍。此法主要是用在電磁鎖失靈、電流回路開路、切換繼電器不動作、判斷控制等轉換開關的接點是否完好。

隨著電力系統的快速發展，電力設備的保護技術也會面臨新的挑戰和機遇，其將沿著計算機化、網絡化，保護、控制、測量、數據通信一體化和人工智能化的發展方向去發展。我們將不斷學習和總結電力常規設備的故障診斷技術和有效處理方法，推動新技術的引進、應用，為我國電力技術的進步做出應有的貢獻。

參考文獻：

[1]吳曉梅，鄒森元.電力系統繼電保護典型保障分析[M].中國電力出版社，2001.

[2]王曉鶯.變壓器故障與監測.2004.