电力系统变电运行潜在问题与防范方法研究

羊大海

（国网宜兴市供电公司）

0 引言

近年来，电力系统变电运行的安全性和稳定性受到了社会各界的广泛关注，在电力企业部分技术人员不断探索下，电力企业的变电运行管理也朝着多元化的方向发展，但是变电站设备维护工作仍然处于初步发展阶段，在实际的变电运行过程中，还存在着诸多内部操作问题与外部管理问题，变电站这对变电运行的安全稳定性造成了一定影响。为此，本文其进行全面分析，并从内部操作与外部管理分别提出相应的管理措施。

1 电力系统变电运行潜在问题及防范概念

在电力系统变电运行过程中，由于操作失误，管理不善，从而导致事故发生的现象，被称为变电运行潜在问题。例如变电运行中的电力设备缺陷。在电力系统变电运行过程中，由于设备本身存在缺陷，而导致故障的现象，称为设备缺陷。在电力系统变电运行过程中，如果发现电力设备存在缺陷，就需要及时处理，否则将会导致严重的后果［1］。或是变电站内的电气设备、线路受到损坏以后，就会导致变电站内的电气设备、线路出现问题。这些都是电力系统变电运行的潜在问题。

2 电力系统运行管理中的潜在问题分析

2.1 内部操作问题

内部操作潜在问题易出现在变压器、母线道闸、直流回路、环形网络四个的环节。

（1）变压器

变压器是一种电力装置，它把交流电压变换成另一种频率和相位的交流电压，以满足用户对电能质量的要求。变压器有很多类型，按其绕组结构分，可以分为铁心式变压器、绕片式变压器、互感器式变压器。变压器操作是变电运行的重要操作之一，操作内容复杂，例如切断空载变压器，这是变压器常见的操作，变压器需要检修需将变压器转成空载运行，断开变压器的电源，将变压器从正常的系统中隔离出来。但是在切断空载变压器时容易出现操作过电压的情况，导致变压器出现绝缘现象，变压器空载电压异常升高，导致变压器出现绝缘遭受损坏的潜在隐患。

（2）母线倒闸

母线倒闸是指在倒母线操作之前，为了防止母线电压互感器二次回路或断路器不正常而造成继电保护或自动装置误动，而必须将其停下来的一项操作。由于倒母线是在变电站内进行，操作过程中涉及到多个方面，因此必须十分注意安全，做到万无一失。母线倒闸连接元件较多，操作复杂，工作量大，是变电运行设备重点场所，母线倒闸操作危险点容易出现在母线送电，或是母线倒换环节，均容易产生安全隐患［2］。例如操作顺序颠倒造成母线停电，操作失误，模拟操作方法错误，未严格按照程序的操作，导致停电。

（3）直流回路操作

直流回路操作危险点是指在直流系统的操作中，由于误操作或误动作而造成人身触电或设备损坏等事故。主要体现在直流回路中的事故继电器误动作，导致保护或信号误动作。例如：220 kV线路跳闸后，自动重合闸的合闸回路中的合闸触头将自动跳闸，如果此时进行合闸操作，合闸触头将被拉下，造成开关跳闸，从而引起线路保护动作；直流回路中的绝缘监测装置误动作。例如：220 kV线路保护或断路器跳闸后，自动重合闸的合闸触点将被拉下，造成开关跳闸。

（4）环形网络并解列操作

环形网络并解列操作是电力系统变电运行中的常见操作，图1为电网络的环形拓扑，显示了变电站的接线方式，针对变压器的高压侧使用多路进线方式，保障电力系统稳定性。所以环形网络的每一步骤的潮流分布都应准确计算，在合理的范围内对元件实施安全控制，有利于保障电力系统安全运行。

图1 电网络的环形拓扑

（5）电力系统受到谐波干扰

电力系统中谐波对电力系统的影响主要表现在以下几个方面：第一、降低系统的功率因数。谐波电流流过系统中的某些接在线路上的公共耦合点时，将产生附加损耗，从而降低功率因数。尤其是电容器组，对于输电线路，谐波频率高，回引起附件线损。变压器和电机会引起附加铜耗，产生局部过热。图2为铜线损耗与谐波畸变率关系图，两者之间呈现正比。第二、干扰电力电子设备的正常工作。谐波电流会产生谐波电压，这些谐波电压可能会导致电力电子设备的故障。第三、造成继电保护和自动装置误动或拒动［3］。谐波电流在系统中流过，可能会使继电保护和自动装置误动或拒动；同时，谐波电流可能会对断路器、隔离开关、电压互感器和电流互感器造成损坏；谐波电流还可能会对避雷器、消弧线圈、滤波器等设备产生不良影响。

图2 铜线损耗与谐波畸变率关系图

2.2 外部管理问题

电力系统变电运行潜在问题表现在内部操作的变压器，母线倒闸等，还表现在外部的规章制度缺失，管理模式落后及电力系统管理人员综合素质需要提升。

（1）外部规章制度缺失

电力系统规章制度是电网变电站安全运行，可靠运行的保障，落实安全规章制度能够保障电网变电站安全运行。但当前电网变电站的管理制度与规章制度尚未健全，变电站细微运行环节的管理制度缺失，导致电网变电站运行管理存在潜在问题。

（2）管理模式落后

电力系统运行体制不完善，管理模式落后，但是电力企业工作人员管理理念落后，安全管理机制缺失，部分电力企业仍然采用传统管理模式导致变电运行存在较多问题，影响变电站安全稳定运行，供电质量低。尤其是当下我国电网运行管理水平逐渐提升，大部分变电站已经实现自动化运行，传统变电站运行模式难以适应变电管理所需，影响电能管理质量，影响电力企业长久发展。

（3）电力系统管理人员素质亟需提升

电网变电站运行管理的质量水平直接影响着电网变电站的安全运行，在实际管理中，管理人员缺乏科学的管理方法，且其个人素质亟需提升，，因此导致了电网变电站运行管理水平低下。此外，员工操作技术不规范导致变电设备运行异常，因为供电变电设备较多，对员工操作要求较高，部分变电设备操作形式单一，员工需要保持良好的工作素质，才能严格按照操作规范完成工作。但是实际情况是员工容易因为对工作的厌倦感导致工作懈怠，设备检查不充分，导致设备运行产生潜在问题。

3 电力系统变电运行作业潜在问题防范措施

3.1 内部操作问题防范措施

（1）变压器潜在问题防范措施

操作变压器时应十分谨慎，为避免变压器操作过程中产生电压需要选择中性点接地的方式。电网变电站运行管理中，变电站中的变压器中性点接地倒闸，必须遵循以下原则：将变电站的主变压器中性点接地，必须遵循先切断接地变压器侧电容器组的中性点绝缘的原则［4］。同时，将主变压器中性点接地线路，以及主变压器中性点直接接地线路中的其他负荷线路的中性点绝缘也同时切断；对于110 kV及以上电压等级的变电站，为了保证110 kV 及以上电压等级变电站的安全运行，防止人身触电事故的发生，可以对110 kV及以上变电站的中性点接地装置实施有效保护；选择热稳定性好的接地材料。如表1所示，电缆、扁钢、铜排几种接地材料中，铜排的短时温度最高，可以作为首选接地材料；避免绝缘由劣化影响变压器故障，要注意以下几点：定期检测变压器的绝缘油，并与运行油进行比较，判断其劣化程度。定期检查变压器的接线方式，如：接触电阻是否增大，油温是否升高，温升是否超过允许值等。变压器的冷却系统和自动控制系统，必须能及时发现和排除故障。增强变压器的巡视工作，及时发现并处理变压器的异常现象。加强对变压器油的取样工作，尤其是对溶解气体含量进行分析。在进行油色谱分析时，要注意不同牌号变压器油的色谱特征及差异。加强对变压器油箱的清洁工作，定期检查油箱内部有无“脏东西”。加强对新设备、新工艺的使用管理。

表1 接地材料热稳定系数

（2）母线倒闸潜在问题防范

如果母线出现故障，可以及时切除母联开关。在母线倒闸时可以拉开母联开关，避免母联开关出现跳闸。如果需要将一条母线换到另外一条母线上需要遵循首先将某一元件的刀闸合在另外一条母线上，然后再拉开另外一个刀闸。将所有元器件集合在母线上时拉开母线的刀闸。如果设备倒换时会导致电压互感器异常停电，那么继电保护需要及时将电压回路转换给电压互感器，同时要避免电压回路出现接触不良或是带电母线出现反充电的现象。

（3）直流回路操作潜在问题防范

在操作过程中应遵循先取正极，后取负极的操作原则。在直流控制熔断器时容易出现寄生回路，所以无论是装或是取熔断器都应该果断迅速。特殊电流回路有220KV母差、110KV母差、主变中性点零序电流及主变中性点间歇零序电流。详细如表2所示。在直流回路操作中可以根据变电系统需求选择电流回路。

表2 特殊电流回路

（4）环形网络并解列操作

考虑电压差，电压差应≤20%。而环网电压差控制在≤30%。同时控制电压。首次闭合应保持相位一致。电力系统需要满足环网方式。

（5）避免谐波干扰

可以采用电压变极谐波消除法，或是闭环控制法，减少或消除的谐波对电力系统的影响。

3.2 外部管理问题防范措施

（1）制定相应的规章管理制度

电网变电站运行规章管理制度是确保电网变电站安全运行的重要内容，其内容包括电网变电站运行管理规定、电网变电站操作规程、电网变电站事故处理办法、电网变电站运行管理考核制度等，同时也包括对电网变电站安全运行的监督检查。

（2）更新管理模式

创新变电站运行管理模式，引进新技术，新设备，结合传统管理模式与现代管理模式的特点，分析管理中存在的问题，实施远程控制，利用信息技术制作信息管理平台，提高管理工作的效率，实现分级管理，提高各阶段管理效率。

（3）提升电力系统管理人员素质

电力系统管理人员必须提高自身的素质，根据不同的工作任务，有针对性地学习和掌握电力系统运行管理的相关知识，并且要对整个电力系统的各个组成部分以及工作过程进行详细了解和掌握，并且在工作中不断积累经验，提高自身的素质。

4 结束语

电网变电站运行管理中，安全的重要内容是“预防为主”，即通过加强电网变电站运行管理，提高电网变电站的安全运行水平。变电站中的运行人员在变电运行时，不仅要考虑到变电站内的电气设备安全运行，还必须充分考虑到变电站环形网络中的线路安全运行，注意预防变压器，母线倒闸等潜在问题，加强外部管理，制定规章制度，更新管理模式，从而达到有效预防变电运行问题的目的。