【正文】 化，產(chǎn)生匝間短路或相間短路。當(dāng)變壓器的絕緣紙板老化后，絕緣紙絕緣強(qiáng)度降低。這一類包括未裝變壓器的保護(hù)裝置或安裝的不正確、冷卻劑泄漏、污垢淤積以及腐蝕。這類起因在變壓器故障中占有絕大部分的比例。多種因素都可能影響到絕緣材料的預(yù)期壽命，負(fù)責(zé)電氣設(shè)備操作的人員應(yīng)給予細(xì)致地考慮。本次設(shè)計(jì)主要針對(duì)牽引變電所電氣設(shè)備的故障與分析一 牽引變電所主要電氣設(shè)備之變壓器故障分析(一) 變壓器工作原理 變壓器利用電磁感應(yīng)原理，從一個(gè)電路向另一個(gè)電路傳遞電能或傳輸信號(hào)的一種電器是電能傳遞或作為信號(hào)傳輸?shù)闹匾? 靜止的電磁裝置 變壓器可將一種電壓的交流電能變換為同頻率的另一種電壓的交流電能 電壓器的主要部件是一個(gè)鐵心和套在鐵心上的兩個(gè)繞組。關(guān)鍵詞： 電氣設(shè)備故障 電力系統(tǒng) 分析 診斷 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)題目：1． 本課題的來(lái)源、選題依據(jù)：2． 本課題的設(shè)計(jì)（研究）意義（相關(guān)技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)）：3． 本課題的基本內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)，擬采用的實(shí)現(xiàn)手段（途徑）：（可以另附頁(yè)）4． 文獻(xiàn)綜述（列出主要參考文獻(xiàn)的作者、名稱、出版社、出版時(shí)間以及與本課題相關(guān)的主要參考要點(diǎn)）：指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師： 年 月 日專業(yè)部意見： 簽字 年 月 日黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè)1牽引變電所主要電器設(shè)備常見故障分析引 言我第國(guó)一條電氣化鐵路始建于寶成線寶雞—鳳州段，全長(zhǎng) 91km ，于 1961 年 8 月正式通車，至今已 40 余年，截止 2022 年底全國(guó)電氣化鐵路營(yíng)業(yè)里程已達(dá) 18336km 。 　　二次接線是指牽引變電所內(nèi)二次設(shè)備(即低電壓、弱電流的設(shè)備 )的聯(lián)接方式。通 常 將 接 觸 網(wǎng) 、 鋼 軌 回 路 （ 包 括 大 地 ） 、 饋 電 線 和 回 流 線 統(tǒng) 稱 為 牽 引 網(wǎng) 。 在 長(zhǎng) 的 電 氣 化 鐵 路 中 ， 為 了 把 高 壓 輸 電 線 分段 以 縮 小 故 障 范 圍 ,一 般 每 隔 200～ 250 公 里 還 設(shè) 有 支 柱 牽 引 變 電 所 ,它 除 了 完 成 一般 變 電 所 的 功 能 外 ， 還 把 高 壓 電 網(wǎng) 送 來(lái) 的 電 能 ， 通 過 它 的 母 線 和 輸 電 線 分 配 給 其 他中 間 變 電 所 。黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣化鐵道 專業(yè)牽引變電所常見故障判斷及處理方案畢業(yè)論文目 錄引 言 ................................................................ 1 一 牽引變電所基本概念 ................................................. 1 (一) 牽引變電所概述 ............................................... 2 (二) 牽引變電所主要電氣元件 ....................................... 3 (三) 牽引變電所供變電系統(tǒng) ......................................... 5 (四) 牽引變電所 ................................................... 5 二 互感器的常見故障與分析 ............................................ 11 (一) 互感器的作用 ................................................ 11 (二) 互感器分類 .................................................. 11 (三) 電流互感器常見故障分析處理 .................................. 12 (四) 電壓互感器常見故障分析處理 .................................. 12 (五) 電壓互感器故障案例分析 12 三 斷路器常見故障分析 ................................................ 19 (一) 斷路器工作原理 .............................................. 19 (二) 短路器的分類 ................................................ 20 (三) 真空斷路器的故障分析及設(shè)備管理 .............................. 20 (四) 斷路器跳閘拒動(dòng)的原因及防止措施 .............................. 24 四 牽引變電所運(yùn)行與檢修重要規(guī)程與規(guī)則 ................................ 24 總結(jié) ................................................................. 31 致謝 ................................................................. 32 參考文獻(xiàn) ............................................................. 33 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化 專業(yè)摘 要 電 力 牽 引 的 專 用 變 電 所 。牽 引 變 電 所 的 任 務(wù) 是 將 電 力 系 統(tǒng) 三 相 電 壓 降 低 ， 同 時(shí) 以 單 相 方 式 饋 出 。牽引變電所(包括分區(qū)亭、開閉所，AT 所等)，為了完成接受電能，高壓和分配電能的工作，其電氣接線可分為兩大部分：一次接線(主接線 )和二次接線。其作用是對(duì)主接線中的設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行控制，監(jiān)察、測(cè)量以及實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)與運(yùn)動(dòng)化等。涵蓋鄭州、北京、成都等 11 個(gè)鐵路局，伴隨著已開工的鄭州—徐州電氣化工程建設(shè)，濟(jì)南鐵路局即將步入電氣化鐵路的運(yùn)營(yíng)，成為電氣化鐵路的新成員。 變壓器原理 與電源相連的線圈，接收交流電能，稱為一次繞組 與負(fù)載相連的線圈，送出交流電能，稱為二次繞組 一次繞組的 二次繞組的 　 電壓相量 U1 電壓相量 U2 電流相量 I1 電流相量 I2 電動(dòng)勢(shì)相量 E1 電動(dòng)勢(shì)相量 E2 匝數(shù) N1 匝數(shù) N2 同時(shí)交鏈一次，二次繞組的磁通量的相量為 φm ,該磁通量稱為主磁通當(dāng)變壓器一次側(cè)施加交流電壓 U1，流過一次繞組的電流為 I1,則該電流在鐵芯中會(huì)產(chǎn)生交變磁通，使一次繞組和二次繞組發(fā)生電磁聯(lián)系，根據(jù)電磁感應(yīng)原理，交變磁通穿過這兩個(gè)繞組就會(huì)感應(yīng)出電動(dòng)勢(shì)，其大小與繞組匝數(shù)以及主磁通的最大值成正比，繞組匝數(shù)多的一側(cè)電壓高，繞組匝數(shù)少的一側(cè)電壓低，當(dāng)變壓器二次側(cè)開路，即變壓器空載時(shí)，一二次端電壓與一二次繞組匝數(shù)成正比，變壓器起到變換電壓的目的。這些因素包括：誤操作、振動(dòng)、高溫、雷電或涌流、過負(fù)荷、三相負(fù)載不平衡、對(duì)控制設(shè)備的維護(hù)不夠、清潔不良、對(duì)閑置設(shè)備的維護(hù)不夠、不恰當(dāng)?shù)臐?rùn)滑以及誤用等。絕緣老化 絕緣老化排列在第二位。過載 這一類包括了確定是由過負(fù)荷導(dǎo)致的故障，僅指那些長(zhǎng)期處于超過銘牌功率工作狀態(tài)下小馬拉大車的變壓器。因此，外部故障的沖擊力就可能導(dǎo)致絕緣破損，進(jìn)而發(fā)生故障。連接松動(dòng) 連接松動(dòng)也可以包括在維護(hù)不足一類中，但是有足夠的數(shù)據(jù)可將其獨(dú)立列出，因此與以往的研究也有所不同。例如出線端松動(dòng)或無(wú)支撐、墊塊松動(dòng)、焊接不良、鐵心絕緣不良、抗短路強(qiáng)度不足以及油箱中留有異物。 （2）高壓保險(xiǎn)絲熔斷送不上電； （3）雷雨過后變壓器送不上電； （4）變壓器聲音不正常，如發(fā)出“吱吱”或“噼啪”響聲；在運(yùn)行中發(fā)出如青蛙“唧哇唧哇”的叫聲等； （5）高壓接線柱燒壞，高壓套管有嚴(yán)重破損和閃絡(luò)痕跡； （6）在正常冷卻情況下，變壓器溫度失常并且不斷上升； （7）油色變化過甚，油內(nèi)出現(xiàn)碳質(zhì)； （8）變壓器發(fā)出吼叫聲，從安全氣道、儲(chǔ)油柜向外噴油，油箱及散熱管變形、漏油、滲油等。對(duì)于平面接縫處滲油可直接進(jìn)行焊接，對(duì)于拐角及加強(qiáng)筋連接處滲油則往往滲漏點(diǎn)查找不準(zhǔn)，或補(bǔ)焊后由于內(nèi)應(yīng)力的原因再次滲漏。封堵前用堵漏膠將法蘭之間縫隙堵好，待堵漏膠完全固化后，退出一個(gè)法蘭緊固螺絲，將施膠槍嘴擰入該螺絲孔，然后用高壓將密封膠注入法蘭間隙，直至各法蘭螺絲帽有膠擠出為止。 防爆管滲油。2. 鐵心多點(diǎn)接地引起的故障黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè) 3 變壓器鐵心有且只能有一點(diǎn)接地，出現(xiàn)兩點(diǎn)及以上的接地，為多點(diǎn)接地。 開箱檢查。 清除油中的金屬異物、金屬顆粒及雜質(zhì)，清除油箱各部的油泥，有條件則對(duì)變壓器油進(jìn)行真空干燥處理，清除水分。變壓器的引出端頭都是銅制的，在屋外和潮濕的場(chǎng)所中，不能將鋁導(dǎo)體用螺栓與銅端頭連接。 普通連接。 引線接頭和將軍帽絲扣公差配合應(yīng)良好，否則應(yīng)予以更換，以確保在擰緊的情況下，絲扣之間有足夠的壓力，減小接觸電阻。由于變壓器內(nèi)部不同的故障會(huì)產(chǎn)生不同的氣體，因此通過分析油中氣體的成分、含量、產(chǎn)氣率和相對(duì)百分比，就可達(dá)到對(duì)變壓器絕緣診斷的目的。變壓器在內(nèi)部出現(xiàn)故障或運(yùn)行條件惡劣時(shí)，會(huì)由于局部場(chǎng)強(qiáng)過高而產(chǎn)生局部放電（PD）。通過對(duì)變壓器振動(dòng)信號(hào)的監(jiān)測(cè)和分析，從而達(dá)到對(duì)變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)的目的。 頻率響應(yīng)分析法。繞組溫度指示器就是用于監(jiān)測(cè)變壓器繞組的溫度，給出越限報(bào)警，并在需要時(shí)啟動(dòng)保護(hù)跳閘。此外，繞組間的漏感測(cè)試、油的相對(duì)濕度測(cè)試、絕緣電阻測(cè)試等也是變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)的常用方法。 a．變壓器未投入前，潮氣侵入使絕緣受潮；或者變壓器處于潮濕場(chǎng)所、多雨地區(qū)，濕度過高。 d．絕緣老化或油面降低 某些年久失修的老變壓器，因種種原因致使油面降低，絕緣油與空氣接觸面積增大，加速空氣中水分進(jìn)入油面，減低絕緣強(qiáng)度。因?yàn)榕潆娮儔浩鞯挠蜆?biāo)指示設(shè)在油枕中部，且變壓器箱體到油枕內(nèi)的輸油管口已高出油枕底部 25 mm 以上。變壓器中的油溫過高，將直接影響變壓器的正常運(yùn)行和使用壽命。 因此，在對(duì)配電變壓器進(jìn)行無(wú)載調(diào)壓后，為避免分接開關(guān)的接觸不良，需用直流電橋測(cè)試回路的完整性以及三相電阻是否均勻。 3．2 鐵芯硅鋼片短路 雖然硅鋼片之間涂有絕緣漆，但其絕緣電阻小，只能隔斷渦流而不能阻止高壓感應(yīng)電流。 4．2 系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振 農(nóng)網(wǎng)中 10 kV 配電線路由于長(zhǎng)短、對(duì)地距離、導(dǎo)線規(guī)格不一，從而具備形成過電壓的條件。 5 二次側(cè)短路 當(dāng)變壓器發(fā)生二次側(cè)短路、接地等故障時(shí)，二次側(cè)將產(chǎn)生高于額定電流 20～30 倍的短路電流，而在一次側(cè)必然要產(chǎn)生很大的電流來(lái)抵消二次側(cè)短路電流的消磁作用，如此大的電流作用于高電壓繞組上，線圈內(nèi)部將產(chǎn)生很大的機(jī)械應(yīng)力，致使線圈壓縮，其絕緣襯墊、墊板就會(huì)松動(dòng)脫落，鐵芯夾板螺絲松弛，高壓線圈畸變或崩裂，導(dǎo)致變壓器在很短的時(shí)間內(nèi)燒毀。 7 其它 a．由于變壓器的一/二次側(cè)引出均為銅螺桿，而架空線路一般都采用鋁芯導(dǎo)線，銅鋁之間在外界因素的影響下，極易氧化腐蝕。 c．在檢修或安裝過程中，緊固或松動(dòng)變壓器引出線螺帽時(shí)，導(dǎo)電螺桿跟著轉(zhuǎn)動(dòng)，導(dǎo)致一次側(cè)線圈引線斷線或二次側(cè)引出的軟銅片相碰造成相間短路。（五）變壓器故障典型案例一、短路故障案例 黑龍江交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 09 級(jí) 電氣自動(dòng)化專業(yè) 7 　　(1)案例。事故發(fā)生前，曾多次發(fā)生 10kV、35kV 側(cè)線路單相接地。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GBl094．5—日 5 規(guī)定 110kV 電力變壓器的短路表觀容量為 800MVA，應(yīng)能承受最大非對(duì)稱短路電流系數(shù)約為 2．55。因此事故分析認(rèn)為導(dǎo)致變壓器 B、C 相繞組在電動(dòng)力作用下嚴(yán)重變形并燒毀，由于該變壓器存在以下問題： 　　1)變壓器繞組松散。當(dāng)繞組卷緊芝內(nèi)層導(dǎo)線受力后將一部分力轉(zhuǎn)移到外層，結(jié)果造成內(nèi)層導(dǎo)線應(yīng)力趨向減小，而外層導(dǎo)絞受力增大，內(nèi)應(yīng)力關(guān)系使導(dǎo)線上的作用力趨于均衡。 　　外側(cè)高壓繞組所受的輻向電動(dòng)力是使繞組導(dǎo)線沿徑向向外脹大，受到的是拉張力，表觀為向外撐開；內(nèi)側(cè)中壓繞組所受的輻向電動(dòng)力是使繞組導(dǎo)線沿徑向向內(nèi)壓縮，受到的是壓力，表現(xiàn)為向內(nèi)擠壓。從事故中的 C 相中壓繞組輻向失穩(wěn)向內(nèi)彎曲的情況，可以考慮適當(dāng)增加撐條數(shù)目，以減小導(dǎo)線所受輻向彎曲應(yīng)力。這是一起典型的因變壓器動(dòng)穩(wěn)定性能差而造成的變壓器繞組損壞事故，應(yīng)吸取的教訓(xùn)和相應(yīng)措施包括： 1)在設(shè)計(jì)上應(yīng)進(jìn)一步尋求更合理的機(jī)械強(qiáng)度動(dòng)態(tài)計(jì)算方式；適當(dāng)放寬設(shè)計(jì)安全裕度；內(nèi)繞組的內(nèi)襯，采用硬紙筒絕緣結(jié)構(gòu)；合理安排分接位置，盡量減小安匝不平衡。另外，變壓器所帶的負(fù)荷經(jīng)常變化，容易將變壓器燒毀。據(jù)國(guó)外近幾年的統(tǒng)計(jì)，涌流、外部短路和絕緣損耗是變壓器損壞的兩種主要因素。所以對(duì)變壓器進(jìn)行故障分析和及時(shí)診斷就顯得尤為重要。又如變壓器的冷卻方式是風(fēng)冷還是強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻方式等，再如變壓器