电力系统互感器安全运行措施.ppt

欢迎各位专家指导,电力系统互感器安全运行解决措施,大连北方互感器集团有限公司,二O一三年五月,目录,一、解决10-35kV户外互感器表面污闪、放电问题二、解决进口电力机车用互感器对环境不适应问题三、解决环网柜、固体绝缘柜安装空间小、绝缘不可靠问题四、解决六氟化硫分界开关断路器配套电压互感器绝缘不稳定、击穿问题五、保证互感器安全运行的惯用方法六、大连北方互感器集团公司简介,一、解决10-35kV户外互感器表面易污闪、放电问题,1、10-35kV干式户外互感器存在的问题：（1）、上世纪90年代，由于一种号称户外树脂的出现，电力系统户外互感器开始大量采用该树脂，该材料互感器，较短运行时间情况下，树脂表面出现粉化、憎水性丧失现象。（2）、潮湿环境下，产品表面出现污闪，形成闪络、灼纹等。（3）、严重情况出现放电、相间短路故障，产品绝缘寿命严重降低。,表面粉化，憎水性丧失,表面粉化，憎水性丧失,表面闪络、放电、绝缘灼伤,相间放电、系统短路事故,2、原因机理（1）、单树脂绝缘材料运用前淋水试验表明是具有憎水性的，户外运行情况下，约两年左右，表面因为紫外线照射而产生粉化问题。（2）、本质原因：太阳光能为398KJ/mol，而环氧树脂C-O键能339KJ/mol，C-C键能348KJ/mol，因而环氧树脂不具有抗紫外线性能。（3）、硅橡胶高聚物分子是Si-O键连成的链状结构，Si-O键能444KJ/mol,远远高于其他材料，具有无法比拟的抗紫外线性能，并具有良好的耐电起痕、耐电蚀损、憎水恢复效应、憎水迁移性，使用寿命可达20年以上；,新环氧树脂表面,新硅橡胶表面,运用两年憎水性丧失,运用八年后,一、解决10-35kV户外互感器表面易污闪、放电问题,3、解决措施（1）、基于硅橡胶材料的优良特性，公司于1999年成功研制出环氧树脂与硅橡胶复合绝缘互感器，并批量投入电力行业使用，产品广泛运用于辽宁、吉林、四川等地区，得到用户的一致认可。（2）、多年来，硅橡胶复合绝缘的技术得到快速发展，且已广泛应用户外组合互感器、户外电压互感器、户外电流互感器、避雷器等，综合技术水平已达到了世界先进水平。（3）、产品系列化，产业化，已经全方位解决了中压户外互感器表面污闪问题，部分产品获得国家专利，目前共获得6项专利，其中发明专利1项，实用新型5项。,一、解决10-35kV户外互感器表面易污闪、放电问题,4、系列化产品（1）、户外复合绝缘组合互感器系列,获得专利：实用新型：ZL200420055202.8实用新型：ZL200820014433.2,一、解决10-35kV户外互感器表面易污闪、放电问题,4、系列化产品（2）、户外复合绝缘电流互感器系列,获得专利：发明：ZL200910187243.X实用新型：ZL200720011774.X,一、解决10-35kV户外互感器表面易污闪、放电问题,4、系列化产品（3）、户外复合绝缘电压互感器系列,获得专利：实用新型：ZL200520092187.9实用新型：ZL200720011776.9,一、解决10-35kV户外互感器表面易污闪、放电问题,二、解决进口电力机车用互感器对环境不适应问题,1、进口机车互感器存在的问题：（1）、产品技术为我国80年代水平，爬电距离小、不耐雾闪，运用过程出现表面闪络和放电问题，机车自动封锁，不能运行。（2）、由于机车供电系统存在谐波含量高，频繁过电压，导致互感器炸裂，机车机破等现象。,法国进口机车互感器:发生炸裂问题,德国日本进口机车互感器:放电、闪络,2、国产化产品成功研制：（1）、2006年成功研制出“和谐号”电力机车电压互感器，适用于法国、德国、日本等三大合资技术机车，完全替代进口。（2）、实现机车国际国内首次采用硅橡胶复合绝缘互感器，具有耐紫外线、耐盐雾、耐老化性能；（3）、表面爬电距离大，具有适应环境温度急剧变化的耐候性，适用于中国所有地区；（4）、具有较强的抗雷电冲击、操作过电压能力，并能适应谐波含量较高的牵引供电系统。,配套法国、德国、日本三大合资技术车型,二、解决进口电力机车用互感器对环境不适应问题,3、系列化产品（1）、结合国家铁路第六次大提速发展要求，配套的国产化电力机车产品目前已形成系列化、产业化，广泛配套于我国电力机车项目。（2）、电力机车专用互感器是国内首创，填补了国家空白，替代进口，自主创新型产品被认定为国家重点新产品，共获得发明专利1项，实用新型专利5项。,获得专利：发明：ZL200710012156.1实用新型：ZL200720011625.3ZL200920016138.5ZL200920300096.8ZL201120426600.6ZL201220132671.X,项目编号:2007GRB02006,二、解决进口电力机车用互感器对环境不适应问题,三、解决环网柜、固体绝缘柜安装空间小、绝缘不可靠问题,1、环网柜、固定绝缘柜互感器存在的问题：（1）、户外环网柜环境包含了各种恶劣情况:温差较大、凝露、水雾、结冰、灰尘等，而且安装空间较小。（2）、配套的电压互感器表面电位较高，运行过程中因为外部凝露等情况，有电晕、放电现象，严重可能导致绝缘击穿故障，降低了设备的绝缘使用寿命。（3）、产品一次高压端子进出线采用美式、欧式电缆接头连接，成套设备设计要求是可带电操作。因互感器表面电位较高，设备操作安全性较低，不能在带电情况下触摸。,环网柜内部,电压互感器安装位置,三、解决环网柜、固体绝缘柜安装空间小、绝缘不可靠问题,2、采用高压端带熔断器型电缆肘头插座，实现可带电触摸的电压互感器：优化结构设计，在产品内部一次高压绕组外部设计有低压屏蔽网，有效的将高压电场屏蔽在产品内部，产品正常带电运行时，表面实现可带电触摸功能。,低压屏蔽,一次高压线圈,表面电位为零,3、系列化产品：系列化产品包括单相电压互感器、三相电压互感器、三相组合互感器,获得专利：实用新型：ZL200320128731.1ZL200720011941.0201020690010.X,四、解决六氟化硫分界开关电压互感器绝缘不稳定、击穿问题,1、六氟化硫分界开关及电压互感器存在的问题：（1）、六氟化硫分界开关(ZW20、ZW28)配套的电压互感器是固定在箱体内部，绝缘介质为六氟化硫气体，电压互感器主要是作为取能电源使用。（2）、投入运行过程中暴露出电压互感器烧损故障，主要有两种情况：一种是送电瞬间（短时）即发生烧损；第二种是具有一定运行时间情况下发生。2、原因分析及措施：（1）、第一种情况主要是因为外部线路及控制器质量原因导致电压互感器二次绕组短路造成，控制器问题基本得到攻关解决；第二种情况主要是互感器电气结构设计还存在缺陷。,电压互感器绝缘击穿,四、解决六氟化硫分界开关电压互感器绝缘不稳定、击穿问题,2、原因分析及措施：（2）、原因机理：电压互感器是安装在密闭紧凑的箱体内部，多处本体是紧靠在箱体上，存在严重的电场不均匀问题。因为电压互感器表面电位较高，长期运用过程中在电场集中部位发生绝缘击穿故障。（3）、解决措施：根据产品安装使用特点，优化电场设计：一是将高压线圈设计远离箱体位置；二是采用产品内部加装低压电屏方式，降低产品表面的电位。3、系列化产品：系列化产品广泛配套ZW20及ZW28户外分界开关。,获得专利：实用新型：ZL201020689947.5ZL201220407056.5,电压互感器安装位置,五、保证互感器安全运行的惯用方法,1、合理选择电流互感器参数（1）、额定电压应不低于安装地点的系统额定电压。（2）、根据线路负荷计算一次电流、选择合适的电流比，计量用电流互感器的额一次电流应不小于线路计算电流，保护用的电流互感器为提高性能参数，变比可以选得大一些(一般最大变比和最小变比为2倍关系)。（3）、根据二次的功能要求选择电流互感器的准确级和负荷，计量及测量用的电流互感器准确级为0.2S0.5级，保护用的电流互感器其准确度为5P或10P级；准确限值系数为10、15、20、30等，准确限值系数根据系统保护方式来确定(如过流保护、差动保护等);二次负荷的确定应考虑二次回路的仪器、仪表及保护装置负荷，导线的负荷、接触电阻负荷等因素综合计算。（4）、动稳定和热稳定电流；热稳定（短时热电流）根据系统短路电流及持续时间来确定，互感器应能承受系统发生的最大短路电流而不致损坏；动稳定一般为热稳定电流的2.5倍（热稳定较大时可低于2.5倍）。注；当海拔高度超过1000米应在订货时注明.,2、合理选择电压互感器参数（1）、根据系统的额定电压选择电压互感器的额定电压比。（2）、根据系统及用途来选择电压互感器型式。线路用电压互感器为V/V接线方式，额定一次电压为线电压，二次标准电压100V，主要作为电压测量或计量用；母线用电压互感器为Y/Y接线方式，其额定一次电压为相电压，二次基本绕组的标准电压为V，作为电压测量或电能计量使用，辅助二次电压为100/3V，作开口三角保护用。（3）、根据使用要求选择电压互感器的准确级和二次负荷，计费或计量用的电压互感器准确度为0.2或0.5级，母线用电压互感器的接地保护准确级为3P或6P级，二次负荷应根据二次所接仪表、保护装置的负荷等因素来综合核算。（4）、额定电压因数；是由最高运行电压决定的，同时与系统及电压互感器一次的接地条件有关；线路用和母线用相间电压互感器的额定电压因数均为1.2倍连续；母线用电压互感器一次绕组接地，最高压电压因数为1.9,持续时间为8h；某些特殊电力系统如风电、钢厂等供电系统的电压波动大，设计生产的母线式电压互感器过电压因数达到2.3倍。,五、保证互感器安全运行的惯用方法,3、优化电压互感器设计，改善运行环境。（1）、许多供电系统采用滤波器及SVC无功补偿装置抑制谐波，效果很好。（2）、减少谐波源：保证断路器三相同期性；选用励磁特性好的电压互感器；（3）、增加回路损耗：在互感器一次中性点加装非线性电阻消谐器；在电压互感器二次开口三角接入消谐电阻；在互感器一次中性点加装一台零序电压互感器。（4）、改变系统参数：谐振时立即投入空载线路或空载变压器；中性点不接地系统经消弧线圈接地；控制投入电压互感器组数；改变投入补偿电容器组数；制定合理的导闸操作顺序等。（5）、优化的产品设计1）、采用高性能硅钢片，设计额定电压下磁通密度小于8000高斯，其线电压下的励磁阻抗比普通产品提高3-10倍，中性点不接地系统的互感器伏安特性的线性范围扩大到2.3倍以上，容易满足XC/XL0.01条件，可大大提高其抗谐振性能，已普遍推广运用在供电、配电系统。2）在采用高性能硅钢片的基础上，增加线圈匝数，加大铁芯截面以降低磁通密度，在排线方面，改善层间电容分布，降低层间场强。,五、保证互感器安全运行的惯用方法,4、抗铁磁谐振措施（1）、铁磁谐振类型及产生1）由于谐振回路参数和外界激发条件不同，可能引起分次、基次、高次谐波谐振；当线路较长对地电容较大时，易出现分次谐波谐振。当线路线路较短对地电容较小，或电压互感器电感值较小时（励磁特性差、回路中有多组PT的情况），易出现高次谐波谐振。2）这方面可从彼德逊的谐振区域曲线找到答案（右图）。分次谐波谐振不需要很高的外施电压，满足一定的参数范围就能产生。高次谐波谐振需要较高的外施电压激发。,五、保证互感器安全运行的惯用方法,4、抗铁磁谐振措施（2）中性点加零序PT系列化产品1）随着综合自动化变电站的增多，二次负载阻抗较常规变电站要大，如果PT三次绕组开路，则会使三次谐波无法形成通路，进而产生PT中性点偏移等运行隐患。2）采用这种方式的优点：一是增加零序阻抗；二是在系统发生单相接地时，产生的零序电压主要加在零序电压互感器上，原PT只反应正序电压。3）无论是原星形接线PT，还是新加装的零序电压互感器，PT铁芯都将很难进入饱和区而产生谐振过电压，从而达到抗铁磁谐振的作用。4）采用四PT原理设计的三相抗铁磁谐振型产品：JSZJK-10Q（户内）、JSZJK-10R（户内带熔断器）、JSZW-10WF（户外）、JSZW-10WFR（户外），产品广泛配套用于电力系统。,获得专利：实用新型：ZL200520092187.9ZL201020690210.5,五、保证互感器安全运行的惯用方法,大连北方互感器集团有限公司始建于1997年，占地面积30万平方米，建筑面积12万平方米，员工1400多人，市场营销网络覆盖全国,部分产品随主机出口，2012年公司销售额6.5亿元,产品市场占有率达18%左右。公司自成立以来，始终坚持以科技为先导、自主创新为主题的指导思想,先后通过了质量管理体系认证、环境管理体系认证、职业健康安全管理体系认证，全面施行六西格玛管理。现代化的企业管理模式，提升了公司的核心竞争力;目前自主开发、生产的主要产品有0.5-40.5kV干式互感器，40.5-330kV油浸绝缘互感器、SF6气体绝缘互感器、有机复合绝缘干式电流互感器及电容式电压互感器。,大连北方互感器集团有限公司简介,各种产品有500多个系列，6000多种规格，有些产品填补了国家空白，被列为“国家重点新产品”。在社会各界的关怀和全体北互人的共同努力下，大连北方互感器集团有限公司取得了优异成绩,先后荣获各种殊荣80多项:“大连市综合实力百强企业”、“大连市劳动关系和谐企业”、“大连市纳税信誉等级AAA级企业”、“辽宁省税源大户”、“辽宁省名牌产品”；连续多年被评为“中国机械500强企业”、“全国互感器三强企业”，企业商标在同行业中首家获得“中国驰名商标”。,大连北方互感器集团有限公司简介,公司荣誉,公司营销体系,拥有完善的分销与服务体系,全国划分六大片区分层次建设营销网络平台；在全国三十一个省市自治区设立了分支机构；,市场营销和技术支持与服务人员超过200人；产品遍布全国各地，且出口多国。,公司视产品质量为生命,制定了从原材料进厂至成品出厂的全过程质量控制体系,以质量过硬的产品作保障,以完善的营销网络为依托,产品涵盖了:发电、输配电等所有供用电系统及铁路、地铁、机车、石油