摘要：变电站的运行具有非常强的综合性，包含了许多高技术性的设备，同时也是保证电力网络正常工作的重要组成部分，因此也是越来越受到重视。现在110kV变电站运行过程中很容易会出现一些问题，虽然这些问题的出现对人们的生活造成了干扰，非常复杂，因此在实际应用中需要采取有效的措施进行优化处理。相信随着科学技术的快速发展，110kV变电站的安全性与可靠性必然会得到不断的提升。基于此本文分析了110kV变电站主变故障的诊断与处理。
关键词：110kV变电站；主变故障；诊断与处理
1、110kV变电站概述
变电站中包含很多设备，通常情况下可以直接接通、切断及调整这些设备的电压，可见变电站是非常重要的电力设施，承担着输配电集结点的重要角色。利用不同的变压器可以将不同电压的电网连接起来并为其分配、变换电能，这样可以使人们的日常生活需求得到满足。变电站系统中变压器是核心，它和开关、母线及互感器等一同维持了电网的正常运行。与此同时，变电站功能直接决定了设备连接方式的差异性，具体来说，按照变压站电力潮流分布情况的不同，可以将变电站分成升压型、分配型及降压型变电站；按照功能的不同可以分成枢纽变电站和低端变电站；按照变电站服务对象的不同可以分成铁路、工矿及电力系统变电站等。虽然变电站有很多不同种类，但是从工作原理上来看基本是一致的，系统的整体结构也是大致相同的。
2、110kV变电站主变故障类型及成因
一般来说，变电站主要变压器都会装配具有实时监测与保护功能的主变保护装置，以确保主变设备安全运行。
2.1、主变故障使主变跳闸
2.1.1、瓦斯保护动作
瓦斯保护是通过检测变压器内部某些变压器故障分解或产生的气体来运行的。变压器内部元件短路会使内部温度和热量突然大幅升高，进而导致变压器油被分解并引起瓦斯保护动作。假设故障点在铁芯内，则会造成变压器内油面降低或油泄漏，如果不及时处理，会导致变压器喷油、着火，甚至引发爆炸事故。另外，当气体积聚在继电器中久未挥发，或者当变压器有载分接开关油面下降时，都会造成重瓦斯保护动作。
2.1.2、差动保护动作
对两端电流互感器之间的故障进行保护，即为“差动保护”。当差动电流在变压器内稳定运行时，其电流值为零值，但是一旦两端电流互感之间的电流矢量差达到了预设的上限，差动保护装置就会自动断开故障点的电源电流，这个过程即为“差动保护动作”。通常情况下，当电流互感器内部的一次设备突然发生短路、瓷件闪络或击穿时，差动保护就会动作。
2.2、后备保护动作使主变跳闸
目前常见的后备保护动作的工况，除了单侧后备保护动作，就是三相同时动作。主要变压器三侧中的一相过流会导致单侧后备保护动作，并由此造成越级跳闸、开关误动、母线故障或母线差动保护拒动等单侧跳闸事故。要分析单侧跳闸的原因，首先要对二次侧和一次设备进行故障诊断，再针对故障诊断结果采取有效的调整措施。如果三侧均在统一时间内过流，每一侧对应的开关就会在同一时间跳闸。相对单侧跳闸原因来说，三相开关跳闸的原因比较容易判断，跳闸原因通常是变压器主变内部开关拒动，如主变中低压侧后备保护范围内短路而后备保护拒动或者开关拒动、主变主保护范围内短路而主保护却拒动以及主变电源侧母线故障而母差保护拒动三种。
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3、110kV变电站主变故障诊断及故障调试方法
3.1、故障诊断方法
变压器故障诊断，即根据变压器的运行状态或异常现象作出分析判断。目前，对变压器故障诊断主要采取的方法[1]有：（1）预防性电气试验，即作为一种预防措施，为发现变压器隐患而进行的检查、试验或监测，主要检查及试验的项目有油中溶解气体色谱分析、绕组直流电阻、绕组绝缘电阻与吸收比、绕组与套管tgδ、绝缘油试验等30余项；（2）特征气体法，即利用变压器油中特征气体CN4、C2H6、C2H4、C2H2、H2、CO、CO2的类型和含量来判断故障类型；（3）特征气体比值法，它是利用关键的特征气体组分之间的比值来判断故障，目前有IEC三比值法、四比值法、改良三比值法、日本电协研法及无编码比值法等；（4）人工智能法，它是利用计算机技术、人工智能技术及变压器故障诊断领域的专家知识，通过模拟人类思维以灵活的诊断策略判断变压器运行状态、故障类型，并作出检修决策，目前人工智能法有模糊诊断法、神经网络法、免疫算法、遗传算法、专家系统法等。
故障诊断分为定期诊断和连续监控两种类型。定期诊断主要是功能性诊断，在变压器新装或检修后进行的诊断，预防性电气试验就是一种定期诊断方法。连续监控主要是在线监测，是运行诊断的主要方法。智能变电站或无人值守变电站都需要有在线监测手段。目前，变压器在线监测项目包括油中溶气在线监测、油色谱在线监测、绕组热点与变形在线监测、油中微水在线监测、油性能指标在线监测、漏油在线监测、铁芯在线监测、局放在线监测等。
3.2、故障处理方法
故障处理是在故障诊断的基础上采取减轻或消除故障的措施。处理可采取维护和检修两种措施。以变压器过热为例，如果是过负荷引起，应通过降低负荷来解决；如果是环境温度过高（如超过40℃），应采取降低负荷和加强散热进行解决；如果是漏油导致油位下降，应补油到油位；散热设备问题，如冷却管结垢，则应消除积垢；如果是内部过热故障，则须抽取油样进行检测和诊断。当故障或缺陷无法通过维护加以消除时，就需要通过检修进行修复。传统上检修采用计划检修法，并分为大修和小修，大修需要吊芯或吊开钟罩进行检查和修理，小修则无需解体。但传统的计划检修有局限性，主要是监测手段不完善，检修常带有一定的盲目性。随着监测技术的提高，特别是在线监测的应用，采用状态检修法效益更好。状态检修，即根据变压器状态综合评估结果确定检修方案。
3.3、做好自动化建设工作
现在110kV变电站自动化水平越来越高，已经达到了通过监控系统针对断路器、刀闸等进行遥控操作的程度，很多由于人为误操作造成的问题都可以得到避免，所以将110kV变电站自动化建设工作做好非常重要。但是，现在很多产品的质量都不过关，或者存在一些安装问题，所以在110kV变电站自动化建设的同时还要针对产品出厂时的质量、安装质量以及售后服务的质量给予充分重视。自动化变电站是一种新的运行模式，它的功能更加多样化、更加完善，一方面继承了110kV变电站的优势，另一方面110kV变电站运行工程中的很多问题也得到了避免，从整体上来看110kV变电站运行的稳定性得到了很好的保证。
总之，目前我国电力系统供电服务水平已经获得了显著提升，供电安全度也获得极大提高，然而，同世界水平相比依然存在差距，这就意味着我国电力系统依然面临艰巨的电力系统维护任务，要掌握变电站故障的检测方法，掌握先进的故障处理技术，从而支持变电站主变故障的诊断与处理，打造高水平的变电站，因此进一步加强对其的研究非常有必要。
参考文献
[1]孙剑，习德强.110kV变电站主变内部故障分析[J].电力安全技术，2011，08:52-54.
[2]魏艳杰，薛玉石.110kV变电站主变低压侧故障保护装置动作分析[J].电工电气，2016，05:63-64.
[3]李朝晖.一起110kV变电站主变内部故障分析和处理[J].宁夏电力，2009，01:35-37.
论文作者:周颖焱
论文发表刊物:《电力设备》2017年第9期
论文发表时间:2017/8/2
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