【正文】 互感器故障案例分析 12 三 斷路器常見(jiàn)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 。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(kāi)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(jiàn)： 指導(dǎo)教師： 年 月 日專業(yè)部意見(jiàn)： 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(jiàn)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 。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。 配變?cè)谒碗姾瓦\(yùn)行中，常見(jiàn)的故障和異?，F(xiàn)象有： （1）變壓器在經(jīng)過(guò)停運(yùn)后送電或試送電時(shí)，往往發(fā)現(xiàn)電壓不正常，如兩相高相低或指示為零；有的新投運(yùn)變壓器三相電壓都很高，使部分用電設(shè)備因電壓過(guò)高而燒毀。為此，把防爆管拆除，改裝壓力釋放閥即可。為了預(yù)防這種現(xiàn)象，在上述裝置中需要將鋁導(dǎo)體與銅導(dǎo)體連接時(shí)，采用一頭為鋁，另一頭為銅的特殊過(guò)渡觸頭。振動(dòng)分析法就是一種廣泛用于監(jiān)測(cè)這種變壓器故障的有效方法。 1．1 繞組絕緣受潮 此故障主要因絕緣油質(zhì)不佳或油面降低導(dǎo)致。 2．4 人為原因 部分電工對(duì)無(wú)載調(diào)壓開(kāi)關(guān)的原理不清楚，經(jīng)常出現(xiàn)調(diào)壓不正確，導(dǎo)致動(dòng)靜觸頭部分接觸等；安裝工藝差，對(duì)變壓器各部位緊固螺栓的檢查不仔細(xì)，造成變壓器箱體進(jìn)水，使分接開(kāi)關(guān)絕緣、繞組絕緣受潮；運(yùn)行維護(hù)不到位，沒(méi)有嚴(yán)格執(zhí)行DL/T572－1995《變壓器運(yùn)行規(guī)程》，多數(shù)變壓器從安裝到變壓器燒毀期間，一直未進(jìn)行過(guò)常規(guī)維護(hù)與污垢處理，導(dǎo)致變壓器散熱條件變差而燒毀。 因此，在正常使用中，熔絲的選擇標(biāo)準(zhǔn)為：一次側(cè)熔絲熔斷電流為變壓器一次額定電流的 1．5～2 倍；二次側(cè)熔絲熔斷電流為變壓器二次側(cè)額定電流。 (2)原因分析。這樣大大降低了內(nèi)側(cè)中壓繞組承受輻向力和軸向力的能力，使繞組穩(wěn)定性降低。但變壓器事故和故障還是不斷發(fā)生。又如用紅外成像儀檢查變壓器套管或油枕溫度，以確定是否存在缺油故障等。并針對(duì)具體情況采取不同的措施，如縮短試驗(yàn)周期、加強(qiáng)監(jiān)視、限制負(fù)荷、近期安排內(nèi)部檢查、立即停電檢查等。 現(xiàn)在部分線路 PT 時(shí)用的電容式電壓互感器，可以為載波通信提供信號(hào)通道。最常用的接線方式為單相，三相星形和不完全星形。絕緣性能好，外形美觀。 Am、 Bm、 Cm 三 相 電 流 均 為 0． 43A，證 明 故 障 已 排 除5 經(jīng) 驗(yàn) 教 訓(xùn) 通 過(guò) 這 次 故 障 的 分 析 和 處 理 ， 可 得 到 如 下 幾 點(diǎn) 經(jīng) 驗(yàn) 教 訓(xùn) (1)在 變 壓 器 運(yùn) 行 過(guò) 程 中 ， 要 經(jīng) 常 肘 設(shè) 備 運(yùn) 行 情 況 進(jìn) 行 檢 查 ， 尤 其 是 在 設(shè) 備 新投 運(yùn) 階 段 更 要 加 強(qiáng) 檢 查 這 次 故 障 正 是 因 為 變 電 站 的 工 作 人 員 進(jìn) 行 了 認(rèn) 真 的 檢 查 ，才 能 被 及 早 發(fā) 現(xiàn) 和 處 理 。（ 1） 當(dāng) 一 次 側(cè) 或 二 次 側(cè) 保 險(xiǎn) 熔 斷 一 相 時(shí) ， 熔 斷 相 的 接 地 指 示 燈 熄 滅 ， 其 他 兩 相 的 指示 燈 略 暗 。（ 2） 故 障 原 因 初 探根 據(jù) 故 障 現(xiàn) 象 ， 經(jīng) 過(guò) 初 步 判 斷 ， 估 計(jì) 是 由 于 下 述 的 幾 個(gè) 原 因 所 致 。 　 3)串 聯(lián) 諧 振 電 路 來(lái) 說(shuō) ， 產(chǎn) 生 鐵 磁 諧 振 過(guò) 電 壓 的 的 必 要 條 件 是ω 0=1／ L0C＜ ω 。 通 常 的解 決 辦 法 有 ： 　 1)PT 一 次 的 中 性 點(diǎn) 加 裝 阻 尼 電 阻 。 電 路 到 底 穩(wěn) 定 在 哪 種 工 作 狀 態(tài) 要 看 外 界 沖 擊 引 起 的 過(guò) 渡 過(guò) 程 的 情 況 。 這 種 諧 振 產(chǎn) 生 的 過(guò) 電 壓的 幅 值 雖 然 不 高 ， 但 因 過(guò) 電 壓 頻 率 往 往 遠(yuǎn) 低 于 額 定 頻 率 ， 鐵 心 處 于 高 度 飽 和 狀 態(tài) ，其 表 現(xiàn) 形 式 可 能 是 相 對(duì) 地 電 壓 升 高 ， 勵(lì) 磁 電 流 過(guò) 大 ， 或 以 低 頻 擺 動(dòng) ， 引 起 絕 緣 閃 絡(luò) 、避 雷 器 炸 裂 、 高 值 零 序 電 壓 分 量 產(chǎn) 生 、 虛 幻 接 地 現(xiàn) 象 出 現(xiàn) 和 不 正 確 的 接 地 指 示 。 電 壓 互 感 器 的 運(yùn) 行 情 況 相 當(dāng) 于 2次 側(cè) 開(kāi) 路 的 變 壓 器 ， 其 負(fù) 載 為 阻 抗 較 大 的 測(cè) 量 儀 表 。 這 些 露 銅的 導(dǎo) 線 相 互 短 路 ， 并 對(duì) 地 短 路 ， 此 處 就 是 故 障 點(diǎn) 拆 除 接 線 板 上 所 有 二 次 線 ， 用 兆歐 表 檢 查 了 電 流 互 感 器 二 次 繞 組 問(wèn) 、 二 次 繞 組 對(duì) 地 絕 緣 電 阻 ， 都 在 2 500Mn 以 內(nèi) 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) 13 ， 這 樣 排 除 了 電 流 感 器 繞 組 故 障 的 可 能 性 。當(dāng)發(fā)生接地故障時(shí)的各相電流的矢量和不為零，故障電流使零序電流互感器的環(huán)形鐵芯中產(chǎn)生磁通，零序電流互感器的二次側(cè)感應(yīng)電壓使執(zhí)行元件動(dòng)作，帶動(dòng)脫扣裝置，切換供電網(wǎng)絡(luò)，達(dá)到接地故障保護(hù)的目的。 電流互感器運(yùn)行時(shí)，副邊不允許開(kāi)路。電流互感器的運(yùn)行情況相當(dāng)于 2 次側(cè)短路的變壓器，一般選擇很低的磁密(),并忽略勵(lì)磁電流，則 I1/I2=N2/N1=k。有的新投入運(yùn)行的或重新注油的設(shè)備，短期內(nèi)各種氣體含量迅速增加，但尚未超過(guò)給定的數(shù)值，也可判斷為內(nèi)部異常狀況；有的設(shè)備因某種原因使氣體含量基值較高，超過(guò)給定的注意值，但增長(zhǎng)率低于前述產(chǎn)氣速率的注意值，仍可認(rèn)為是正常設(shè)備。一臺(tái)變壓器發(fā)現(xiàn)異常，而同一地點(diǎn)的另一臺(tái)相這樣結(jié)合分析有利于準(zhǔn)確判斷故障現(xiàn)象。變壓器是電力系統(tǒng)中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，它的良好運(yùn)行對(duì)電網(wǎng)安全具有重要的意義。繞組如果松散，就起不到均衡作用，從而降低了變壓器的抗短路充擊的能力。 　　事故發(fā)生的當(dāng)天有雷雨。個(gè)別情況下，還會(huì)引起變壓器套管發(fā)生閃絡(luò)或爆炸。 2．2 高溫過(guò)熱 變壓器油主要是對(duì)繞組起絕緣、散熱和防潮作用。低壓脈沖響應(yīng)測(cè)試（Low Voltage Impulse Response，LVIR）也是一種有效的變壓器狀態(tài)監(jiān)測(cè)測(cè)方法，并且已經(jīng)是一種用于確定變壓器是否能通過(guò)短路試驗(yàn)的公認(rèn)方法。 局部放電在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。 銅鋁連接。受母線拉伸時(shí)，可按規(guī)定對(duì)母線用伸縮節(jié)連接；如引線偏短，可重新調(diào)整引線引出長(zhǎng)度；對(duì)調(diào)整引線有困難的，可在安裝膠珠的各密封面加密封膠；為增大壓緊力可將瓷質(zhì)壓帽換成銅質(zhì)壓帽。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) 2 工藝/制造不良 故障原因在于工藝或制造方面的缺陷。這類起因在變壓器故障中占有絕大部分的比例。 　　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。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 。 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(guò)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(guò)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(kāi)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。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。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。 開(kāi)箱檢查。 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。 頻率響應(yīng)分析法。 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。 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。 c．在檢修或安裝過(guò)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。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(wèn)題： 　　1)變壓器繞組松散。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。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，再如變壓器運(yùn)行的歷史、檢修記錄等，這些內(nèi)容都是診斷故障時(shí)重要的參考依據(jù)。在判斷設(shè)備是否存在故障時(shí)，不能只根據(jù)一次結(jié)果來(lái)判定，而應(yīng)經(jīng)過(guò)多次分析以后，將分析結(jié)果的絕對(duì)值與導(dǎo)則的注意值作比較，將產(chǎn)氣速率與產(chǎn)氣速率的參考值作比較，當(dāng)兩者都超過(guò)時(shí)，才判定為故障。其功能主要是將高電壓或大電流按比例變換成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（100V）或標(biāo)準(zhǔn)小電流（5A 或 10A，均指額定值），以便實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)x表、保護(hù)設(shè)備及自動(dòng)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化。測(cè)量用微型電流互感器主要要求： 絕緣可靠，足夠高的測(cè)量精度，當(dāng)被測(cè)線路發(fā)生故障出現(xiàn)的大電流時(shí)互感器應(yīng)在適當(dāng)?shù)牧砍虄?nèi)飽和（如 500%的額定電流）以保護(hù)測(cè)量?jī)x表。線性優(yōu)。 若 采 取 上 述 抗 ,所 以 它 在 正常 工 作 情 況 下 ,接 近 于 短 路 狀 態(tài) ,聲 音 措 施 無(wú) 效 時(shí) ,應(yīng) 認(rèn) 為 電 流 互 感 器 內(nèi) 部 可 能 有 故障 ,此 時(shí) 極 小 ,一 般 認(rèn) 為 無(wú) 聲 。 電 流 互 感 器 常 見(jiàn) 的 故 障 現(xiàn) 象 有 ：（ 1） 有 過(guò) 熱 現(xiàn) 象（ 2） 內(nèi) 部 發(fā) 出 臭 味 或 冒 煙（ 3） 內(nèi) 部 有 放 電 現(xiàn) 象 ， 聲 音 異 常 或 引 線 與 外 殼 間 有 火 花 放 電 現(xiàn) 象（ 4） 主 絕 緣 發(fā) 生 擊 穿 ， 并 造 成 單 相 接 地 故 障（ 5） 一 次 或 二 次 線 圈 的 匝 間 或 層 間 發(fā) 生 短 路（ 6） 充 油 式 電 流 互 感 器 漏 油（ 7） 二 次 回 路 發(fā) 生 斷 線 故 障當(dāng) 發(fā) 現(xiàn) 上 述 故 障 時(shí) ， 應(yīng) 匯 報(bào) 上 級(jí) ， 并 切 斷 電 源 進(jìn) 行 處 理 ?！?　 　 若 切 除 故 障 的 電 壓 互 感 器 后 ， 影 響 電 壓 速 斷 電 流 閉 鎖 及 過(guò) 流 ， 方 向 低 電 壓 等保 護(hù) 裝 置 的 運(yùn) 行 時(shí) ， 應(yīng) 匯 報(bào) 高 度 ， 并 根 據(jù) 繼 電 保 護(hù) 運(yùn) 行 規(guī) 程 的 要 求 ， 將 該 保 護(hù) 裝 置