110kV變電站電壓互感器常見故障與處理對策

學術論文徐輝 2018-12-28 11:24:10
    發電廠內的變電站是把發電機發出的電能進行升壓,之后輸送到高壓電網中。我國的電力行業產能不斷增加,市場需求日益加大,人們對影響供電質量的電網系統的建設要求也越來越高。110kV變電站是電網系統中的關鍵組成部分,變電站涉及的各項技術和設備也在不斷進行優化和升級,以滿足變電站能夠正常、安全穩定地供電的要求。變電站中的電壓互感器是最重要的組成設備,該設備的運行狀態決定著110kV變電站運行的質量。以下主要分析了變電站運行中電壓互感器的幾種常見故障。
    1 110kV變電站運行中電壓互感器常見故障分析
    1.1 電磁單元出現故障
    電磁單元是電壓互感器的組成設備之一,其本身由中間變壓器、補償電壓器、阻尼器等多個部件組成,因此相對敏感和脆弱,其中任意一個部件出現問題都會影響整個單元的功能,進而導致電壓互感器出現故障。導致電磁單元出現問題最常見的兩個原因是電壓互感器的運行環境和電磁單元的質量問題。當運行環境相對潮濕時,電磁單元容易受潮影響繞組阻性,導致設備受損,影響電壓互感器的正常運行。電磁單元的質量存在問題,則其容易被損壞,導致電壓互感器出現故障。因此在采購電磁單元時要注意其生產水平的高低、運輸過程和安裝過程的穩定性,保證電磁單元的質量。
    1.2 電容器出現故障
    電容器是“裝電的容器”,是由兩塊金屬電極之間夾一層絕緣的電介質組成的。110kV變電站由于電容器故障無法正常運行,多半是因為實際環境中分壓電容未達到電壓負載的標準值(20kV),總電壓持續上升。電容器出現故障主要有以下幾個原因:(1)電容器油封不當。當電容器油封出現滲油的狀況時,電容器內部溫度急劇升高,損壞內部構件導致電壓互感器故障。當電容器油封受潮時,電壓互感器的介質和電壓出現干擾,電容器的裝電容量下降,即分壓電容不達標,進而影響設備正常運行;(2)電容器連接點受損。電容器一次繞組末端要科學合理地設置連接點,并防止連接點損壞,否則會導致電容器產生放電和懸浮電壓現象,引發嚴重的安全事故。
    1.3 絕緣單元出現故障
    上文已介紹電磁單元和電容器,絕緣單元是電磁單元和電容器之間的保護裝置。電壓互感器正常運行過程中需要電磁單元和電容器承受極大的電壓,為防止電壓過大損壞互感器,在兩種設備之間安裝絕緣保護裝置則是必要的工作。絕緣單元安裝完畢后要定期對設備進行檢修和維護,電磁單元和電容器之間的高強度電壓很容易導致絕緣單元損壞,絕緣單元的老化也會引發故障,因此工作人員必須提高警惕。
    2 110kV變電站電壓互感器出現故障的原因分析
    2.1 設備質量存在問題
    設備質量是建設變電站首要關心的問題,110kV變電站由多個電壓互感器組成,而電壓互感器由多個設備單元組成,每個設備單元包括多個組件,其中某個組件出現質量不合格的情況,都會引發一系列的設備單元故障,最終導致變電站無法正常運行。
    2.2 電壓互感器引線破損
    引線在電壓互感器運行中的作用是傳輸電壓和電流。如果引線損壞,電壓互感器內部的電壓會出現持續上升的現象,導致電壓失衡,無法正常運行。引線損壞的多數原因是受變電站運行環境的影響,一些人為因素和自然因素導致其損壞。
    2.3 避雷措施不當
    任何建筑物都必須安裝避雷設備,變電站作為供電設備,避雷器是必不可少的安裝設備。而在110kV變電站的避雷設施的實際安裝中幾乎無法達到預期計劃的避雷效果,有些區域甚至出現避雷設備被擊穿,造成變壓互感器損壞。變電站電壓互感器的相關技術人員需要對避雷措施進行進一步的研究,制定出更加科學合理的設備避雷措施,保護變壓互感器的安全。
    2.4 防潮、散熱維護不足
    受自然因素的影響,110kV變電站運行的環境可能比較潮濕,為保證變電站的正常運行必須做好電壓互感器中各種元件設備的防潮工作,即使運行環境相對干燥,也要對設備元件進行定期檢修、做好防潮的預防工作。另外,電壓互感器一般運行的時間相對較長,容易造成內部元件(電磁元件、油箱等)溫度持續升高,若散熱不及時會導致元件受損,若散熱效果差則會影響電壓互感器的工作效率,因此工作人員也要在元件散熱技術方面進行進一步的研究。
    3 電壓互感器故障應對措施
    3.1 優化設計
    電壓互感器組成單元較多,結構相對復雜,其中某一元件的損壞都可能會直接導致設備無法正常運轉。因此技術人員在對電壓互感器進行設計時,必須重視實際的應用需求,考慮后期檢修和維護人員的施工技術,科學合理地對互感器進行設計,降低設備故障檢測的難度。另外,設計人員要與供電企業進行有效溝通,了解供電需求,保證電壓互感器的設計能夠長期、高效地完成輸電工作。
    3.2 使用科學的檢測方式
    110kV變電站運行的環境相對復雜,電壓互感器發生的故障基本在設備內部,為了精準有效地找出故障原因,需要采用經驗檢測和儀器檢測相結合的方法對實際狀況進行檢修。當電壓互感器出現故障時,工作人員首先要結合以往的工作經驗排除干擾因素,使用初級檢測設備進行多人基本檢測,隨后確定大體故障位置后使用儀器進行深度精準檢測。檢測設備中最常見的儀器是紅外熱成像儀,應用紅外成像的原理,通過對互感器外部攝影以反映設備內部狀況,詳細了解設備內部受損的元件和位置。紅外成像儀操作簡單,檢測的結果準確性高、效率快,是目前設備故障檢測最受青睞的儀器之一。
    3.3 加強細節管理和維護檢修
    電壓互感器由多個獨立的設備單元組成,這些設備單元相互作用成為一個整體來完成高效、穩定的輸電工作,每個微小的設備元件都會影響整體的設備運行,因此為提高設備組成員間的有效性,安裝和設計人員必須重視電壓互感器生產廠家對設備元件的生產工作,按照國家標準和設計要求生產每一個元件,保證元件的最高質量。其次,考慮到110kV變電站運行環境的復雜性,必須對電壓互感器制定科學合理地檢測維修計劃,無論設備是否出現故障,都要定期對設備的必要元件進行檢修,及時更換老化的引線、絕緣單元等。
    結語
    綜上所述,110kV變電站運行中或多或少會出現一些故障,電壓互感器是其中最為常見的故障之一,設計和施工人員要詳細了解電壓互感器出現故障的原因,比如電磁元件、電容器的質量問題;提前制定合理的預防措施,及時發現設備故障的征兆;對已經發生的故障除了完成檢修外,要不斷進行反思,不斷優化和創新相關技術,為110kV變電站安全穩定運行提供保障。
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