变电所故障分析及处理方法.doc

变电所故障分析及处理方法引言电力系统中，电厂将电能向远方的用户输送，为了减小输电线路上的电能损耗及线路阻抗压降，需要将电压升高；为了满足电力用户安全的需要，又要将电压降低，并分配给各个用户，这就需要能升高和降低电压，并能分配电能的变电所。所以变电所是电力系统中通过其变换电压、接受和分配电能的电工装置，它是联系发电厂和电力用户的中间环节，同时通过变电所将各电压等级的电网联系起来，变电所的作用是变换电压，传输和分配电能。变电所由电力变压器、配电装置、二次系统及必要的附属设备组成。下面论述了变电所的基本概念，并对一些常见的故障及处理方法进行分析。 1 变电所的概念 变电所是电力系统中对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。为保证电能的质量以及设备的安全，在变电所中还需进行电压调整、潮流(电力系统中各节点和支路中的电压、电流和功率的流向及分布)控制以及输配电线路和主要电工设备的保护。按用途可分为电力变电所和牵引变电所(电气铁路和电车用)。电力变电所又分为输电变电所、配电变电所和变频所。这些变电所按电压等级可分为中压变电所(60千伏及以下)、高压变电所(110-220千伏)、超高压变电所(330-765千伏)和特高压变电所(1000千伏及以上)。按其在电力系统中的地位可分为枢纽变电所、中间变电所和终端变电所。图1.1 如图1.1所示，变电所由主接线，主变压器，高、低压配电装置，继电保护和控制系统，所用电和直流系统，远动和通信系统，必要的无功功率补偿装置和主控制室等组成。其中，主接线、主变压器、高低压配电装置等属于一次系统；继电保护和控制系统、直流系统、远动和通信系统等属二次系统。主接线是变电所的最重要组成部分。它决定着变电所的功能、建设投资、运行质量、维护条件和供电可靠性。一般分为单母线、双母线、一个半断路器接线和环形接线等几种基本形式。主变压器是变电所最重要的设备，它的性能与配置直接影响到变电所的先进性、经济性和可靠性。一般变电所需装2-3台主变压器；330千伏及以下时，主变压器通常采用三相变压器，其容量按投入5-10年的预期负荷选择。此外，对变电所其他设备选择和所址选择以及总体布置也都有具体要求。 2 变电所直流系统接地故障处理 直流回路发生接地时，首先要检查是哪一极接地，并分析接地的性质，判断其发生原因，一般可按下列步骤进行处理：首先停止直流回路上的工作，并对其进行检查，检查时，应避开用电高峰时间，并根据气候、现场工作的实际情况进行回路的分、合试验，一般分、合顺序如下：事故照明、信号回路、充电回路、户外合闸回路、户内合闸回路、载波备用电源6-10kv的控制回路，35kv以上的主要控制回路、直流母线、蓄电池以上顺应根据具体情况灵活掌握，凡分、合时涉及到调度管辖范围内的设备时，应先取得调度的同意。 确定了接地回路应在这一路再分别分、合保险或拆线，逐步缩小范围。有条件时，凡能将直流系统分割成两部分运行的应尽量分开。在寻找直流接地时，应尽量不要使设备脱离保护。为保证人身和设备的安全，在寻找直流接地时，必须由两人进行，一人寻找，另一人监护和看信号。如果是220v直流电源，则用试电笔最易判断接地是否消除。否认是哪极接地，在拔下运行设备的直流保险时，应先正极、后负极，恢复时应相反，以免由于寄生回路的影响而造成错误动作。 pdf1000直流接地故障测试仪采用2.5hz的超低频率，克服了分布电容的影响。该产品使用方便可靠，得到世界各地电气工程师的喜爱。随着直流系统的日益复杂和电子技术的不断进步，推出了第二代直流接地故障测试仪：pdf1000a双频率超低频直流接地故障测试仪。该仪器可直接测量接地电阻值和对地电容值。基本原理：信号发生器在接地极与地之间发射一个双频率超低频电压信号（1&2hz），在故障点处产生一个泄漏电流。接收器接收故障电流计算出接地电阻值和电容值，并显示。pdf1000a采用数字信号处理技术，计算出接地电阻和电容值，能全面消除容性接地假象，这对克服直流系统中滤波电容和分布电容的影响有重要意义。pdf1000a查找直流系统接地故障时，不需要断开电源。pdf1000a对直流系统多点接地、高阻接地、环路接地、绝缘下降、大电容接地都可进行准确地查找。技术特点：1、24v、48v、110v、220v直流系统共用一套直流接地探测器2、可以克服电容干扰,准确无误地将故障锁定在最小范围内。3、信号输出幅度及功率小，对继电保护、自动、操作回路没有影响，使用安全。4、提供20mm和70mm双电流钳。5、能适应交、直流串电引起的接地，环网供电接地，二极管隔离供电接地。 6、不需要调试，使用方便；充电电池供电，低功耗。7、不用安装，不用停电，不用摇绝缘，就能快速准确找到一点或多点接地位置。信号发送器技术参数：1、直流系统母线电压范围：220vdc、110vdc、48vdc、24vdc；2、输出信号频率：1&2hz；3、功耗小于2w；4、工作温度：-20 至 +55c；5、电源： 8 节“c”型电池(2号电池)；6、电池工作时间：大于 24 小时;7、尺寸：21cm15cm7cm；8、重量：1公斤。信号接收器技术参数：1、直流系统母线电压范围：220vdc、110vdc、48vdc、24vdc；2、双电流钳：20mm，70mm;3、三位红色数码管显示；4、接地电阻检测范围：0100 k，分辩率1k, 精度10%2 k；5、接地电容检测范围：1-400f，分辩率1f；6、功耗小于2w；7、工作温度：-20 至 +55c；8、电源： 8 节“c”型电池(2号电池)；9、电池工作时间：大于 24 小时；10、尺寸：21cm15cm7cm；11、重量：1公斤。图1.2 三相电容器3 变电所电容器的故障处理 3.1 电容器的常见故障 当发现电容器外壳膨胀或漏油；套管破裂，发生闪络有为花；电容器内部声音异常；外壳温升高于55以上示温片脱落等情况之一时，应立即切断电源。 3.2电容器在运行中的常见故障及应对措施:1)电容器运行时的电压允许范围:电容器必须能在1. 05 un 长期运行,并在一昼夜中,在最高不超过1. 1 un 允许运行时间不超过8 h;当周围空气温度24 h平均最高值低于标准10时,电容器能在1. 1 un 下长期运行。电压升高也会引起电容器的过流。电容器应能在1. 3 un 情况下长期工作,运行中超过规定时应将电容器退出工作。2)运行中的电容器出现不正常的异响时,说明内部异常或外力对电容器有损伤;电容器出现渗漏油、外壳鼓肚,膨胀的现象时,有可能是由于运行温度过高、运行电压过高或高次谐波引起过电流,应立即将电容器退出运行,查明具体原因,找出对策。3)当电容器的熔断器熔丝熔断时, 应向值班调度员汇报, 待取得同意后,再断开电容器的断路器。在切断电源并对电容器放电后, 先进行外部检查,检查电容器是否鼓肚、过热、开裂、以及熔丝元件熔断状况,如未发现故障迹象, 可换好熔断器熔丝后继续投入运行。如经送电后熔断器的熔丝仍熔断,则应退出故障电容器进行检查,若检查发现无异常,且各项指标均合格,方可投运。对于电容器组而言,每只电容器都有单独的熔断器。所以,当某一只电容器故障时,其熔丝熔断,不致影响其它电容器,熔丝可按1. 375 in 1. 5 in 选择。4)合闸投入电容器前,必须放电完毕,禁止电容器带电荷时合闸。保护装置自动跳闸后,电容器不得强行合闸送电,要判明原因并经处理后再投入运行。另外,电容器上不允许安装自动重合闸装置。5)当电容器喷油、着火时,应立即断开有关设备的电源,并用沙子或干式灭火器灭火。此类事故多是由于系统内、外过电压,电容器内部严重故障引起的。3.3 处理故障电容器时的安全事项 处理故障电容器应在断开电容器的断路器，拉开断路器两侧的隔离开关，并对电容器组放电后进行。电容器组经放电电阻、放电变压器或放电电压互感器放电之后，由于部分残余电荷一时放不尽，应将接地的接地端固定好，再用接地棒多次对电容器放电，直至无火花及放电声为止，然后将接地卡子固定好。由于故障电容器可能发生引线接触不良，内部断线或保险熔断等现象，因此仍可能有部分电荷未放出来，所以检修人员在接触故障电容器以前，还应戴上绝缘手套，用短路线将故障电容器的两极短接，还应单独进行放电。 4 断路器拒绝合闸 图1.3 断路器判断断路器“拒合”的原因及处理方法一般可分以下三步：1、用控制开关再重新合一次，目的检查前一次拒合闸是否因操作不当引起的（如控制开关放手太快等）。2、检查电气回路各部位情况，以确定电气回路是否有故障。方法是：检查合闸控制电源是否正常；检查合闸控制回路熔丝和合闸熔断器是否良好；检查合闸接触器的触点是否正常（如电磁操动机构）；将控制开关板至“合闸时”位置，看合闸铁芯是否动作（液压机构、气动机构、弹簧机构的检查类同）。若合闸铁芯动作正常，则说明电气回路正常。3、如果电气回路正常，断路器仍不能合闸，则说明为机械方面故障，应停用断路器，报告有关领导安排检修处理。经以上初步检查，可判定是电气方面，还是机械方面的故障。常见的电气回路故障和机械方面的故障分别叙述如下。a、电气方面常见的故障。（1）电气回路故障可能有：若合闸操作前红、绿指示灯均不亮，说明控制回路有断线现象或无控制电源。可检查控制电源和整个控制回路上的元件是否正常，如：操作电压是否正常，熔丝是否熔断，防跳继电器是否正常，断路器辅助触点是否良好，有无气压、液压闭锁等。（2）当操作合闸后红灯不亮，绿灯闪光且事故喇叭响时，说明操作手柄位置和断路器的位置不对应，断路器未合上。其常见的原因有：合闸回路熔断器的熔丝熔断或接触不良；合闸接触器未动作；合闸线圈发生故障。（3）当操作断路器合闸后，绿灯熄灭，红灯亮，但瞬间红灯又灭绿灯闪光，事故喇叭响，说明断路器合上后又自动跳闸。其原因可能是断路器合在故障线路上造成保护动作跳闸或断路器机械故障不能使断路器保持在合闸状态。（4）若操作合闸后绿灯熄灭，红灯不亮，但电流表计已有指示，说明断路器已经合上。可能的原因是断路器辅助触点或控制开关触点接触不良，或跳闸线圈断开使回路不通，或控制回路熔丝熔断，或指示灯泡损坏。（5）操作手把返回过早。（6）分闸回路直流电源两点接地。（7）sf6断路器气体压力过低，密度继电器闭锁操作回路。（8）液压机构压力低于规定值，合闸回路被闭锁。b、机械方面常见的故障。（1）传动机构连杆松动脱落；（2）合闸铁芯卡涩；（3）断路器分闸后机构未复归到预合位置；（4）跳闸机构脱扣；（5）合闸电磁铁动作电压太高，使一级合闸阀打不开；（6）弹簧操动机构合闸弹簧未储能；（7）分闸连杆未复归；（8）分闸锁钩未钩住或分闸四连杆机构调整未越过死点，因而不能保持合闸；（9）机构卡死，连接部分轴销脱落，使机构空合；（10）有时断路器合闸时多次连续做合分动作，此时系开关的辅助动断触点打开过早。也可能是操作回路内故障或操作机构卡住，此时应作如下处理： 如果控制开关和合闸线圈动作均良好，而断路器呈跳跃现象(跳闸绿灯熄灭后又重新点亮)，此时操作电压正常，这种现象说明操作机构有故障，例如操作机构机械部分不灵活或调整不准确，挂钩脱扣等，应将操作机构修好或调整后，再行合闸。 当操作把手置于合闸位置时，跳闸绿灯闪光或熄灭合闸红灯不亮，表计有指示，机械分合闸位置指示器在合闸位置，则可断路器已合上。这可能是断路器辅助接点接触不好，例如常闭接点未断开，常开接点未合上，致使绿灯闪光和红灯不亮；也可能是合闸回路断线及合闸红灯烧坏。此时操作人员将断路0s断开，消除故障后再合闸。断路器合闸后，跳闸绿灯熄灭，合闸红灯瞬时明亮又熄灭跳闸绿灯闪光且有喇叭响，则可断路器合上后又立即自动跳闸了。这可能是操作机构拐臂的三点过高，因振动而使跳闸机构脱扣；也可能是操作电源的电压过高，在操作投弹手置于合闸位置时发生强烈冲击，使挂钩未能挂隹或操作投弹手返回太快。此时