110kV 变电站主变故障的诊断与处理

110kV 变电站主变故障的诊断与处理

沈超

杭州凯达电力建设有限公司 浙江杭州 311100

摘要：110kV变电站作为城市电力网中重要组成部分，主变压器运行状态决定了变电站是否可以正常运行。本文针对110kV变电站常见的故障类型及其成因进行说明，并对故障类型诊断和处理进行了分析讨论，希望对城市电力网建设起到积极作用。

关键词：110kV变电站；故障类型；主变压器；故障诊断

1 前言

110kV变电站作为城市电力网中重要组成部分，其运行实况需具有十分强的综合性，涵括了诸多高技术性设备及部件。变电站的核心——主变压器能否安全直接决定了变电站是否可以正常运行。因此，城市电力企业会在变电站中对主变压器采取各种保护措施，来保证变电站的正常运行。然而，主变压器在运行过程中不可避免受到各种的影响而有可能发生各种故障，一旦不能及时处理会演变为事故，对城市供电造成很大影响。鉴于以上，本文针对110kV变电站常见的故障情况的诊断和处理进行了综合讨论，希望可以对城市电力网建设起到积极作用。

2 110kV变电站主变压器故障类型

一般而言，主变压器都会装配主变保护装置，以实现实时监测主变运行状况及保护主变功能，使设备可以安全运行。实际运行中，有诸多外部因素或是变电站内部运行状况的变化会导致主变压器发生故障，并由故障导致整个供电网络的安全运行状态的改变，如供电系统被瓦解。变压器故障类型较多，一般可大致分为一类故障和二类故障。一类故障指的是变压器在运行过程中出现的故障必须通过停电检修才可以做到消除；二类故障指的是通过计划检修或者是预防性试验可以发现并在检修期可消除的故障。通常来说，一类故障和二类故障的处理方式不同，前者应从主变压器的设计、制造、运行等方面进行排查故障并改进运行状况，而二类故障则是应通过加强监测维护来避免故障的恶化。下面，针对于目前已有的几个常见的故障类型，举例说明其故障成因。

（1）瓦斯保护动作引发主变跳闸。瓦斯保护的运行,需要检测变压器内部产生或者分解出气体触发。在变压器内部元件短路时，会释放大量热量而大幅提高温度，进而导致变压器内的油分被分解产生的气体触发瓦斯保护动作。如果铁芯内发生故障，变压器的油面则会下降或是泄露，如果未能处理及时，则可能导致变压器将油喷泄出并诱发着火事故，严重甚至会导致爆炸。此外，如果瓦斯未能及时触发，使得主变压器内气体积聚或有载分接开关油面下降时，会造成重瓦斯保护动作。

（2）差动保护动作引发主变跳闸。差动保护指的是保护两端电流互感器的故障。正常运行情况下，差动电流的电流值为零，而当两端电流互感之间的电流矢量差超过预设上限时，差动保护装置会将故障点的电流断开，完成“差动保护动作”。通常，差动保护动作敏感，只要电流互感器内部出现一次设备突然短路、瓷件闪络时就会发生。

（3）后备保护动作引发主变跳闸

常见的后备保护动作处单侧外还有三同时保护动作。主变三侧的一相过流会引发单侧后备保护动作，因此造成越级跳闸、母线差动保护拒动等事故。而进一步分析单侧跳闸原因，应对二次侧和一次设备实施诊断故障，再跟进具体故障结果有效调整。倘若三侧在同一时间段过流，每一侧的开关则在同一时间发生跳闸。三相开关跳闸的原因探究比较容易，通常为变压器主变内部开关拒动，如主变主保护短路而主保护拒动。

3主变故障诊断及故障调试处理

3.1 主变故障诊断

变电站技术人员想要对变电器故障类型作出更清晰透彻的判断，需对变电器实际运行状况及异常运行状态进行分析考察，对故障类型排除确定。具体的诊断方式可以细化为预防性电气实验，特征气体对比检验以及人工智能分析。预防性电气实验指运用监测实验等方法，对变压器内可能促发的一切故障进行预防控制，主要的任务点包括油中溶解气体色谱解析验证、绝缘油实验、绕组绝缘电阻吸收比等。特征气体对比检验法，指的是根据变压器内部油分产生或分解出的不同类型气体的特征不同，对相关故障进行类型认证。这些气体主要包括C₂H₆、CO、C ₂H₄等。在一些必要情况，还可以通过将混合气体中主要成分提取出，确定各组分含量比值来对故障类型加以判定，具体方法如IEC 三、四比值法等。人工智能分析方法，指的是人工智能技术联合计算机及行业专家实践经验等，模拟操作人类思维体系，可以实现灵活检验变压器实际运行状态及遗留的故障等，来保证通过最新技术手段检修调试主变器。这种诊断模式主要有模糊诊断、免疫演算、专家系统演算等。此外，变压器故障诊断主要有两种方式，一是定期检测，是在变压器新装或是检修之后来装配的，主要是对功能性进行对比检验；二是连续监控，如智能变电站的在线监测技术，是对油中溶气、油性能指标等指标进行监测。

2.2 主变故障调试处理

故障类型进行诊断后，在诊断结果的辅助之下削减或是消除变电站主变压器的故障问题，具体的方法包括现场维护和系统化检修两种。现场维护指的是面对具体的故障问题，如因为负载过大而导致变压器过热时，现场首先需要做的是将负载降低，并采取强化散热能效的处置方法来将变压器温度降下来。只有当现场维护和障碍消除措施难以起效用时，则必须通过全面化检修来对特定设备检查维修。通常，检修方式分为大、小规模维修，前者需要通过吊芯检测调试，而后者则不需要将设备拆解维修。然而，小规模计划检修因为检测技术不够完善、检修深度不够、检修目标不确定等问题而使得最终检修未必满意。如今，在在线监测技术的广泛普及下，小规模维修可以根据平常监测数据对变压器特定点位进行维修。

4 结语

经过多年发展，我国电力网络发展迅速，供电系统可靠率已经提升至99%，配套的供电服务水平也是显著提升。然而，相比西方发达国家供电系统的供电可靠程度及服务水平仍存在不小差距，因此，对于变压站中主变压器中存在的故障应有完善的故障诊断及维修调试规程，将主变器稳定运行水平不断提高。本文对110kV变电站常见的故障情况的诊断和处理的讨论希望对相关的工作人员有参考借鉴价值。

参考文献

[1] 万涛，张媛媛，杨栋，等. 110kV变电站主变故障的诊断与处理分析[J].价值工程,2017:87-88.

[2] 李靖.110kV变电站主变故障分析[J].河北工程技术高等专科学校学报, 2010,18（2）:89-95.