【文章內(nèi)容簡介】 結(jié)果圖1 變壓器油氣體在線監(jiān)測分析原理圖 局部放電是造成高電壓電器設(shè)備最終發(fā)生絕緣擊穿的主要原因，變壓器內(nèi)部的局部放電產(chǎn)生、發(fā)展直至擊穿需要一定的時間，因此局部放電監(jiān)測應(yīng)以破壞性放電監(jiān)測為主，采用閥值報警和視在放電量歷史數(shù)據(jù)的變化趨勢分析，聯(lián)合判斷變壓器內(nèi)部的絕緣狀態(tài)。在報警中分別設(shè)置預(yù)報警值和報警值，根據(jù)現(xiàn)場實際情況和變壓器性質(zhì)而定。當某次檢測中發(fā)現(xiàn)某臺變壓器放電量超過預(yù)警值，即將變壓器置為加強狀態(tài)，增加其檢測次數(shù)，重點監(jiān)視，達到報警值時，以響鈴和燈光閃爍提示運行人員注意。局部放電的檢測常用電氣法、超聲波法及電氣超聲波聯(lián)合法等?，F(xiàn)場檢測局部放電時，應(yīng)因地制宜，采用相應(yīng)的方法來抑制干擾，或設(shè)法從干擾中將局部放電信號識別出來。變壓器局部放電在線監(jiān)測流程如圖所示。 變壓器傳感器—超聲、電流隔離系統(tǒng)變壓器局部放電診斷結(jié)果 計算機數(shù)據(jù)處理A/D轉(zhuǎn)換器濾波裝置數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)圖2 變壓器局部放電在線檢測流程圖電流傳感器和超聲傳感器采集由變壓器局部放電引線的信號變化，采用隔離單元減少不同信號通道間的相互干擾，將信號統(tǒng)一輸入數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，用濾波裝置濾除干擾成分，再將信號進行A/D轉(zhuǎn)換后送給智能單元，通過智能單元的數(shù)學模型和程序進行計算和分析，得出變壓器局部放電狀況。 隨著電力設(shè)備電壓等級的提高和各種有機絕緣材料的廣泛應(yīng)用，電力設(shè)備的局部放電問題越來越突出。局部放電既是設(shè)備絕緣劣化的重要原因，因此對局部放電進行有效的離線或在線檢測對于電力設(shè)備的安全穩(wěn)定運行具有重要意義。 在實際測量中，局部放電信號表現(xiàn)出不同的特征，干擾信號更是多種多樣。了解局部放電信號和干擾的特征、來源和傳播途徑，才能有針對性的選取合適的處理方法，有效的抑制干擾，減小信號的失真。有效的削弱和抑制是提高局部放電檢測裝置檢測效果的重要保證，在此方面已有很多方法，有的已應(yīng)用于檢測系統(tǒng)，但仍有不少測量設(shè)備干擾措施還遠未達到實用化，難以確保系統(tǒng)的可靠性，其檢測靈敏度也有待提高。 在電力系統(tǒng)各種設(shè)備中，變壓器昂貴而重要，其繞組是發(fā)生故障較多的部件之一。由于變壓器設(shè)計結(jié)構(gòu)不能達到國家標準規(guī)定的承受短路能力，電力系統(tǒng)短路容量加大，使變壓器在承受短路沖擊后繞組發(fā)生機械變形，而累積效應(yīng)會使變形進一步發(fā)展，即使未出現(xiàn)系統(tǒng)短路事故，也會導致變壓器非正常退出運行。以往的檢測方法均屬離線檢測，而實時正確的變形檢測能保證變壓器故障元件得到及時替換，延長變壓器的實際使用壽命。變壓器繞組變形的檢測有短路阻抗法、低壓脈沖法或頻率響應(yīng)法?；谧儔浩鞫搪纷杩狗◣鬃杩怪械碾姼蟹至颗c繞組幾何尺寸及相對位置有關(guān)，通過在線檢測變壓器短路電抗變化來分析繞組狀況的技術(shù)逐漸得到重視在線變壓器短路電抗來檢測變壓器繞組變形情況，具有實時、判斷明確等特點。在實際運行中能為繞組狀況提供實時準確的指示，必要時使變壓器退出運行，為保障變壓器在電力系統(tǒng)中的安全運行及電網(wǎng)的正常供電提供方便快捷的監(jiān)測方法。對980C以上，1400C以下的低溫過熱，油中不能分解出可燃氣體和糠醛，因此無法用氣相和液相色譜法來分析，而這種溫度又會影響變壓器的壽命，因此測量繞組的熱點溫度是十分必要的。繞組熱點溫度的測量方法大致可分為直接測量法、熱模擬測量法和間接計算法3種。 間接計算法需要實測一個是負載電流，另一個是自然冷卻變壓器的上層油溫或強油循環(huán)冷卻變壓器的底部油溫。這樣，對運行變壓器不需要停電就可安裝繞組熱點在線監(jiān)測裝置，這是該裝置的重要優(yōu)點之一。在測得兩個相關(guān)數(shù)據(jù)后，經(jīng)智能處理單元分析計算后便可得到繞組的熱點溫度。 目前，繞組直接埋設(shè)光纖傳感器直接測量法技術(shù)復雜，價格昂貴，有些設(shè)備還可能影響變壓器的安全運行。熱點模擬式測溫儀往往提供不準確的數(shù)據(jù)?；谪撦d導熱計算公式的間接計算法具有足夠的精確性。這種方法對已投入運行的變壓器來說，是一種既經(jīng)濟又簡便，具有實用性和生命力的繞組熱點測溫裝置。第二章 斷路器的故障檢測診斷 斷路器的故障往往是過熱，隨著通斷次數(shù)的增加，觸頭部分磨損使觸頭壓力不夠而接觸不良導致過熱；隨著多次開斷電流，滅弧室和觸頭受到電磨損，產(chǎn)生裂紋，損傷面達到了壽命限度，特別是分段較大的短路電流時發(fā)熱更甚。套管故障往往是破損，、油變色、套管電暈放電、絕緣降低及閃絡(luò)等故障。歸納起來主要類型有： （1）操作失靈。（2）絕緣故障。 （3）開斷、合關(guān)性能不良。 （4）導電性能不良。 （5）滲漏油。（1）操作失靈。操作失靈表現(xiàn)為斷路器拒動或誤動。由于高壓斷路器最基本、最重要的功能是正確動作并迅速切除電網(wǎng)故障，若斷路器發(fā)生拒動或誤動，將對電網(wǎng)構(gòu)成嚴重威脅、擴大事故影響范圍，影響系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，加重被控制設(shè)備的損壞程度，造成非全相運行。（2）滅弧室事故。高壓斷路器在開斷短路電流時，電弧不能熄滅，會引起滅弧室燒毀、爆炸、嚴重噴油、觸頭和觸指燒壞等事故。造成這些后果的原因有：斷路器的通斷容量不足，滅弧室有缺陷，工作行程沒調(diào)好，以及合閘時觸頭與觸頭沒接觸時而長時間燃弧，真空滅弧室漏進空氣，滅弧介質(zhì)不合格等。（3）操作（控制）電源缺陷。斷路器的操作電源缺陷，也是造成操作失靈的三大根源之一。在操作電源缺陷中，操作電壓不足是最常見的缺陷。其原因多半是由于電站采用交流電源經(jīng)硅整流后作操作電源，在系統(tǒng)發(fā)生故障時，電源電壓大幅度降低，或雖有蓄電池組，但操作電源至斷路器處連線壓降太大，使實際操作電壓低于規(guī)定的下限。例如，某變電所因一條配電線路發(fā)生故障，斷路器字重合時爆炸；另一變電所線路相位接錯，合閘并網(wǎng)時斷路器爆炸。這些都是由于硅整流器電源由本變電所供給，當線路故障時，母線電壓降低所致。（4）油斷路器的動作不靈活，動靜觸頭超行程太大或三相合閘不一致。 ①動作不靈活可拆下絕緣拉桿，用手轉(zhuǎn)動底盤上的拐臂使其靈活。 ②超行程太大，可調(diào)節(jié)拉桿的長度與油緩沖器塞桿的高度來達到要求。 ③三相合閘不一致，可調(diào)節(jié)絕緣拉桿長度來滿足同期性，合閘時三相動、靜觸頭不一致程度不得超過3ｍｍ。（5）油斷路器的導電部分接地。 ①多多油斷路器油斷路器引出、引入導電桿絕緣不良或少油斷路器支持絕緣子污穢及拉式絕緣子絕緣不良,均能造成導電部分接地. ②多油斷路器拉桿螺釘松脫,導電觸點碰到油箱,或軟連片折斷觸及箱壁都會造成導電部分接地. ③檢修后接地線忘記拆除,造成送電線接地. ④油斷路器中的油如果變質(zhì)或含有水分,就會失去絕緣性能而造成導電部分接地. ⑤環(huán)境惡劣、空氣溫度大、粉塵多，有腐蝕性介質(zhì)存在。（6）開斷、關(guān)合性能事故。開斷、關(guān)合任務(wù)是對斷路器最嚴酷的考驗。一般斷路器開斷、關(guān)合性事故的比例不大。絕大多數(shù)開斷、關(guān)合事故的主要原因是有由于斷路器有明顯的機構(gòu)缺陷，其次是缺油或油質(zhì)不符合要求。也有的是由于斷路器斷流能力不足。運行維護不當及誤操作，常見的有以下幾個方面：（1）油斷路器缺油?，F(xiàn)場統(tǒng)計表明，在導致關(guān)合、開斷性能事故的機構(gòu)缺陷中，大約有一半是因缺油或油質(zhì)不符合要求。（2）絕緣不良。因絕緣不良、維護處理不及時造成的事故也相當多。（3）機械維護不良。機構(gòu)性能維護不良也是造成事故根源之一。 SF6斷路器的故障類型及原因　?。?）SF6斷路器氣體中的含水量超標。SF6斷路器中的SF6氣體水含量過高，不僅會使SF6氣體放電或產(chǎn)生熱分離，而且有可能與SF6氣體中低氟化物反應(yīng)產(chǎn)生氫氟酸，影響設(shè)備的絕緣和滅弧能力。同時在氣溫降到0176。C左右時, SF6氣體中的水蒸氣分壓超過此溫度的飽和蒸汽壓,則會變成凝結(jié)水,附在絕緣物表面,使絕緣物表面絕緣能力下降,從而導致內(nèi)部沿面閃洛造成事故.　 （2）SF6斷路器氣體泄漏。原因主要有產(chǎn)品質(zhì)量不良，密封不嚴，焊縫滲漏，壓力表滲漏，瓷套管破損等。　 （3）絕緣不良，發(fā)生閃洛?！?（4）斷路器本體內(nèi)部卡死，某相完全不能動作。（5）并聯(lián)電阻故障。（6）斷路器觸頭燒毀。（７）操動機構(gòu)拒合、拒分和誤動。1．真空斷路器運行中的故障除真空滅弧室漏氣外，還有接觸電阻增大，操動機構(gòu)卡滯，分、合閘線圈燒毀等故障。2．真空斷路器的故障原因　 （1）真空滅弧室漏氣?！?（2）真空滅弧室內(nèi)部金屬觸頭非真空狀態(tài)下開斷。 隔離開關(guān)的故障類型及原因 隔離開關(guān)的故障類型（1）瓷絕緣出現(xiàn)裂紋和放電。（2）操動機構(gòu)開焊、變形、銹蝕、松動、脫落。（3）閉鎖裝置銷子鎖牢，輔助觸點位置變動接觸不良，結(jié)構(gòu)外殼接地不良。（4）帶有接地刀閘的隔離開關(guān)在接地時，三相接地刀閘接觸不良。（5）隔離開關(guān)合閘后，兩觸頭不能完全進入刀嘴內(nèi)，觸頭之間接觸不良，在額定電流下，溫度超過７０℃。（6）隔離開關(guān)通過短路電流后，隔離開關(guān)的絕緣子有破損和放電痕跡，以及動靜觸頭及接頭有熔化現(xiàn)象等。 隔離開關(guān)故障原因（1）,觸指定位端子與觸指座接觸不良,觸頭與導電管的連接欠妥,運行中接觸部分過熱,觸電表面產(chǎn)生一些黑色附著物等.（2）,瓷柱斷裂等.（3）.（4）,單邊接觸,操作費力,轉(zhuǎn)動不平穩(wěn),部件損壞,機械連鎖失靈等.（5）,電動機燒毀,輔助開關(guān)失靈,操動機構(gòu)箱漏水等. 斷路器的故障診斷實例 斷路器三相不同步引起的故障某電灌站有高壓電動機７臺,容量３８０ＫＷ,電壓６ＫＶ。每臺電動機的啟動均由１臺ＧＧ１Ａ－０３開關(guān)柜直接啟動，斷路器型號為：ＳＮ１０－１０,采用ＧＬ１５－、Ｌ３兩相的ＬＱＪ－１０－７５／５Ａ型電流互感器二次側(cè)。＃３電動機投入運行以來，啟動正常。到夏季運行中電動機啟動一瞬間就跳閘。啟動多次均不能成功。經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)Ｌ１相過電流繼電器掉牌。開始認為是過電流繼電器整定值變小而啟動電流大引起跳閘。經(jīng)校整，過流，速斷定值都沒有變化，把速斷定值加大，電動機還是啟動不了。后檢查電流互感器變比、電動機引線電纜都完好。最后懷疑問題出在斷路器上。測試斷路器觸頭直流電阻，三相基本符合要求：校驗三相同期性，則發(fā)現(xiàn)Ｌ１、Ｌ２兩相接觸早而Ｌ３相接觸遲。調(diào)整三相同期性后，＃３電動機能正常啟動?！　　　　　　　　　￠_關(guān)柜內(nèi)裝的斷路器是三相分開安裝的，通過聯(lián)桿的傳動而動作。新安裝的斷路器投入運行前都要做三相同期的調(diào)整，觸頭直流電阻測試全部合格后方可投入運行。由于斷路器振動，使各處固定螺絲出現(xiàn)松動現(xiàn)象，引起觸頭位移，就會造成斷路器三相不同期現(xiàn)象。一旦三相觸頭動作不同期就會發(fā)生上述故障。鑒于以上事故，要求定期進行三相同期性的檢查，測試其直流接觸電阻，以保護電動機正常啟動運行。 ３５ＫＶ真空斷路器過電壓抑制器故障　　某廠３５ＫＶ高壓室一臺車手柜形式的真空開關(guān)Ａ相，其下部過電壓抑制器故障，導致單相電弧過電壓，過電壓抑制器燒毀?，F(xiàn)場發(fā)現(xiàn)：Ｂ、Ｃ兩相均有明顯的對地放電痕跡，對過電壓抑制器下部本體與固定螺栓之間明顯斷裂。事故原因分析如下：開關(guān)在開斷小電流時，當電源從峰值下降尚未到達自然零點時電弧熄滅，電流突然中斷，形成截流現(xiàn)象。由于電流被突然中斷，電感負荷上剩余的電磁能量就會產(chǎn)生暈電壓，稱截流過電壓。由于這種過電壓的存在，真空開關(guān)一般裝有過電壓保護，而３５ＫＶ真空斷路器多數(shù)采用ＲＣ過電壓抑制器。這種電壓抑制器的特點是：電容器可以減緩過電壓的上升陡度，降低負載的波阻抗，因而降低截流過電壓；電阻器的作用是當發(fā)生截流時，它在負載電路的高頻震蕩中使能量消耗，有效地抑制過電壓，并可減少重燃次數(shù)。根據(jù)計算及試驗確定，電容器取值Ｃ≈～,電阻Ｒ≈１００～２００。由于該過電壓抑制器內(nèi)部的電容器有質(zhì)量問題，內(nèi)部介質(zhì)在電、熱、化學等因素的長期作用下，介質(zhì)損耗逐漸增大，電老化加快，造成擊穿，此時強大的擊穿電流很快便通過了阻值僅１００～２００電阻，形成了單相接地，并伴有電弧的發(fā)生，由于該變電站所處的３５ＫＶ電網(wǎng)中性點是不接地的，所以這一單相接地故障便形成了一個不穩(wěn)定的電弧接地，即接地點的電弧間歇性地熄滅和重燃，在電網(wǎng)的健全相和故障相產(chǎn)生電弧接地過電壓，這類過電壓對電氣設(shè)備的危害是極大的。由于３５ＫＶ真空開關(guān)采用手車柜式，內(nèi)部的相與相及相對地之間的距離相對較小，當Ａ相發(fā)生單相電弧接地故障時，Ｂ、Ｃ兩相出現(xiàn)了較高的過電壓并伴有諧振產(chǎn)生，這就是為什么在Ｂ、Ｃ兩相上可看到明顯的放電燒痕跡和Ｂ、Ｃ兩相過電壓抑制器下部本體與固定螺栓之間有斷裂的原因。第三章 接地裝置3．1接地裝置腐蝕原因簡析 接地裝置腐蝕是因運行環(huán)境造成的自然腐蝕，有化學腐蝕，但更多的是化學腐蝕。化學腐蝕是指金屬表面與非電解質(zhì)直接發(fā)生化學作用引起的破壞。特點是金屬表面原子于非電解質(zhì)的氧化劑直接發(fā)生氧化還原反應(yīng)，產(chǎn)生腐蝕產(chǎn)物。腐蝕過程中，電子的傳遞是在金屬與氧化物間直接進行。 電化學腐蝕是指金屬表面與離子導電的介質(zhì)(電解質(zhì))發(fā)生電化學反應(yīng)引起的破壞，任何以電化學機理進行的腐蝕一般都包含有陽極反應(yīng)和陰極反應(yīng)，并有流過金屬內(nèi)部的電子流和電解質(zhì)中的離子流形成的電流回路(即腐蝕電池)，其中金屬離子從金屬中轉(zhuǎn)移到電解質(zhì)中，并放出電子，為陽極反應(yīng)，既氧化過程；而電解質(zhì)中的氧化劑成分吸收來自陽極的電子，為陰極反應(yīng)，即還原過程。可見，電化學腐蝕分為兩個相對獨立并同時進行的過程,而在被腐蝕的金屬表面上存在著空間(或時間)上分開的陽極區(qū)和陰極區(qū)，腐蝕反應(yīng)過程中的電子就是通過金屬從陽極區(qū)傳遞到陰極區(qū)的。 接地裝置的接地體(水平的或垂直的)大都埋在地中，土壤中含有水，鹽和氧氣，大多數(shù)土壤是中性的；也有些土壤是堿性的砂質(zhì)黏土和鹽堿土，—；還有的酸性腐殖土和沼澤土，其 pH 值在3—6。 土壤中含有固體顆粒沙子，灰泥渣和植物腐爛后的腐殖土。土壤是無機物和有機物膠質(zhì)混合顆粒的集合，由土粒，水，空氣組成。土壤顆粒間形成許多毛細管微孔和縫隙，并在空隙中充滿了水和空氣，溶解有鹽類和其他物質(zhì)的土壤水，就是電解溶液，是離子導體。土壤的導電性和土壤的干濕程度及含鹽量有關(guān)；土壤的性質(zhì)和結(jié)構(gòu)是不均勻的，多變的。土壤中的固體部分對埋設(shè)在土壤中的接地體金屬表面是固定不變的，但土壤中的氣體和液體是可以相對運動的。土壤的這些物理化學性質(zhì)都直接影響著接地體的腐蝕，所以說，接地裝置的腐蝕是土壤環(huán)境造成的自然腐