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毕业设计报告(论文) 变电站缺陷处理培训系统的多媒体应用所属系 电气工程系 专 业 电力系统 学 号 00000000 姓 名 XXXXXX 指导教师 XXXXXXX 起讫日期 2012.2 - 2012.5 设计地点 东南大学 东南大学成贤学院毕业设计报告(论文)诚 信 承 诺本人承诺所呈交的毕业设计报告(论文)及取得的成果是在导师指导下完成,引用他人成果的部分均列出参考文献。如论文涉及任何知识产权纠纷,本人将承担一切责任。 学生签名: 日 期:东南大学毕业论文摘 要本文研究了变电站一次设备常见缺陷的产生的处理方式,并且利用现代多媒体技术,对变电站的一次设备缺陷处理进行了仿真和模拟。设计了仿真培训系统的总体结构和培训功能,采用丰富的多媒体技术培训过程生动、形象,便于理解。关键词:多媒体;变电站;缺陷处理 AbstractThis paper studies the approach of substation equipment common defects and the use of modern multimedia technology, the substation equipment defect treatment, simulation and modeling.Design the overall structure of the simulation training system and training functions, Rich multimedia technology training vivid, and easy to understand.Keywords:Multimedia;Transformer substation;Treatment of Defects目 录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1 课题背景与意义11.2 本文的主要工作1第二章 变电站缺陷的定义和基本处理方法22.1 缺陷的定义22.2 缺陷的分类22.3 缺陷的基本处理方法2第三章 变电站常见缺陷查找及处理方法33.1 变压器33.1.1 变压器渗油33.1.2 铁心多点接地43.1.3 接头过热43.2 断路器53.2.1 真空泡真空度降低53.2.2 真空断路器分闸失灵63.2.3 弹簧操作机构合闸储能回路故障63.2.4 分合闸不同期、弹跳数值大73.3 隔离开关73.4 互感器93.4.1 互感器介质损耗因数 (简称介损)回升93.4.2 互感器单氢含量超标103.5 母线113.6 避雷器12第四章 多媒体在变电站应用144.1 多媒体技术特点及作用144.2 电力生产自动化系统和多媒体的结合154.2.1 应用现状154.2.2 发展展望174.3 通过多媒体实现变电站缺陷处理的培训17第五章 系统设计及实现185.1 系统总体设计185.2 系统特点185.3 运行演示18第六章 结语21致 谢22参考文献23附 录24第一章 绪论1.1 课题背景与意义 电力工业是国民经济的基础产业,它的安全稳定运行对整个国民经济的发展和国家的安定起着举足轻重的作用。变电站是电力系统的重要组成部分,变电站的安全可靠运行对维持电力系统的稳定运行和保证供电的可靠性具有十分重要的意义。尽管现在电力系统的自动化程度越来越高,但是,运行人员每天仍然要进行大量的操作,并及时对出现的异常情况做出反应并采取正确的处理措施。电力系统运行人员的岗位操作技能是影响电力系统安全可靠性的重要因素之一,所以培养一支训练有素、经验丰富的运行队伍对电力系统的安全运行至关重要,通过培训提高运行人员技术水平成为电力企业对培训机构的迫切要求。但是在教学培训中,不能将运行的系统当作试验品,不能在真实设备上进行实际操作试验,更不允许人为设置一些事故让学员观察并进行处理。这些都使运行人员难以得到充分训练。而脱离实际环境进行培训,难以提高运行操作人员对突发故障的正确分析和处理能力,因此,建立一个与实际变电站运行状况相同或相似的仿真环境来进行培训是十分必要的。变电站缺陷处理培训多媒体系统,是借助于计算机软件及网络技术,通过严格的数学模型运算对变电站的真实设备进行状态模拟,可以提供运行培训和研究分析的良好界面,是电力系统数字仿真领域的一个分支和方向。1.2 本文的主要工作 本课题所要研究的基本内容如下: (1)对变电站一次设备缺陷处理的学习,分析缺陷处理培训工作的要点; (2)用多媒体方式简单、直观的对变电站现场一次设备进行仿真,使用人员可以方便的在图形上对缺陷处理进行学习;(3)仿真培训系统中应当有一定的灵活性,添加了自我考核功能,能够对自己所学内容进行考评。第二章 变电站缺陷的定义和基本处理方法2.1 缺陷的定义 变电所中,在额定条件下运行或备用的设备上发生了影响安全运行的异常现象或达不到一类设备的问题,均叫做设备缺陷。设备缺陷应及时发现和处理,以免影响系统的正常运行和造成人身伤害。 2.2 缺陷的分类 设备缺陷通常分为以下三类: (1) 一类缺陷:指设备处于严重异常状态,必须立即处理,否则将影响设备及系统运行的安全。 例如设备严重损坏,接点连接处发热严重,导线断股超过1/3,设备漏油严重,瓷瓶损坏严重等。这类缺陷必须尽快消除,或采取补救措施,以防缺陷扩大造成事故; (2) 二类缺陷:指缺陷比较严重,但仍可维持短期运行,从发展的趋势看,在短期内如不处理可能造成设备损坏和事故的缺陷,如预防性试验认定的重大问题,设备连接处发热,导线严重断股,瓷件破裂等。此类缺陷应在短期内消除,消除前应严密监视; (3) 三类缺陷:指设备有异常或外观缺陷,不影响正常运行,可以在设备定期检修时进行处理。此类缺陷可结合计划检修予以消除。2.3 缺陷的基本处理方法 变电站的设备缺陷处理可归纳为6种方式: (1) 汇报工区及调度,立即将设备退出运行(或停运或旁路代替),填好缺陷记录。一般先汇报后处理。但对特别危急事件可先处理后(一般为将设备隔离电源)再汇报。 (2) 汇报工区及调度,要求处理,注意观察,填写缺陷通知单及记录。 (3) 记录在案(缺陷记录)等待结合检修或停运时处理。 (4) 降低负荷电流,加强观察,汇报工区和调度。 (5) 对外壳不带电的充油设备,制止漏油,通知工区,结合停运加油,作好缺陷记录。 (6) 切断操作电源,挂不可分闸警告牌,汇报工区和调度,填缺陷通知单。 一个缺陷的处理方式与它的所属类别有关。对一类缺陷一般采用1,4,6处理方式;对二类缺陷通常采用2,5处理方式;对三类缺陷则可采用3处理方式。第三章 变电站常见缺陷查找及处理方法3.1 变压器电力变压器是电力系统中十分重要的供电元件, 它的故障将对供电可靠性和系统的正常运行带来严重的影响。同时大容量的电力变压器也是十分贵重的元件, 因此对变压器的缺陷发现和处理非常重要。3.1.1 变压器渗油 变压器渗漏油不仅会给电力企业带来较大的经济损失、污染环境,还会影响变压器的安全运行,可能造成不必要的停运甚至变压器的损毁事故,给电力客户带来生产上的损失和生活上的不便。因此, 有必要解决变压器渗漏油问题。1.油箱焊缝渗油 对于平面接缝处渗油可直接进行焊接。对于拐角及加强筋连接处渗油则往往渗漏点查找不准, 或补焊后由于内应力的原因再次渗漏。对于这样的渗点可加用铁板进行补焊, 两面连接处, 可将铁板裁成纺锤状进行补焊; 三面连接处可根据实际位置将铁板裁成三角形进行补焊。该法也适用于套管电流互感器二次引线盒拐角焊缝渗漏焊接。补焊时应注意将互感器二次电缆及引出线瓷套用石棉绳缠好,避免补焊时因高温将导线及胶垫烧坏。2.气体继电器连管不合适引起渗油 将气体继电器储油柜一侧连管取掉, 按要求将气体继电器与变压器油箱连管进行连接, 储油柜侧连管改用波纹伸缩管连接, 即储油柜下部蝶阀与气体继电器之间的连接改用波纹管柔性连接器,这样可在较大范围内弥补连管尺寸偏差, 减小安装应力,从而消除由于连管不合适产生的渗漏。波纹伸缩管的一端法兰应为可转动活套法兰, 便于对正法兰孔,减小安装应力,确保波纹伸缩管的正常性能,连接器的长短,采用直管式或弯管式应根据实际需要确定。3.高压套管升高座或人孔法兰渗油 这些部位主要是由于胶垫安装不合适,运行中可对法兰进行施胶密封。封堵前用堵漏胶将法兰之间缝隙堵好, 待堵漏较完全固化后, 退出一个法兰紧固螺丝, 将施胶枪嘴拧人该螺丝孔, 然后用高压将密封胶注入法兰间隙, 直至各法兰螺丝帽有胶挤出为止。4.低压侧套管渗漏 其原因是受母线拉伸和低压侧引线引出偏短,胶珠压在螺纹上。受母线拉伸时, 可按规定对母线用伸缩节连接; 如引线偏短,可重新调整引线引出长度: 对调整引线有困难的, 可在安装胶珠的各密封面加密封胶; 为增大压紧力可将瓷质压帽换成铜质压帽。5.防爆管渗油 防爆管是变压器内部发生故障导致变压器内部压力过大, 避免变压器油箱破裂的安全措施。但防爆管的玻璃膜在变压器运行中由于振动容易破裂,又无法及时更换玻璃, 潮气因此进人油箱, 使绝缘油受潮, 绝缘水平降低, 危及设备的安全。为此,把防爆管拆除, 改装压力释放阀即可。6.有载分接开关油室与变压器本体油箱互渗有载分接开关储油柜一般都是敞开式, 其油保护装置是吸湿器, 在油温降低时, 外界的潮湿空气将通过吸湿器进入有载分接开关, 吸湿器事实上无法吸收潮气中所有水分, 所以水分将进人油室。另外油在灭弧室中产生气体, 这些气体和水分进人本体油箱,将污染变压器油, 同时也不易判断变压器是否发故障。检查有载分接开关上部异型胶垫及贯穿轴密封处的密封情况, 并加以处理, 若有开裂,则更换为新的密封胶垫。3.1.2 铁心多点接地 变压器铁心有且只能有一点接地, 出现2点及以上的接地, 为多点接地。变压器铁心多点接地运行将导致铁心出现故障, 危及变压器的安全运行,应及时进行处理。1.铁心多点接地故障的诊断方法(1)直流法 将铁心与夹件的连接打开, 在铁轭两侧的硅钢片上通入6V 的直流, 然后用直流电压表依次测量各级硅钢片间的电压, 当电压等于零或者表针指示反向时, 则可认为该处是故障接地点。(2)交流法 将变压器低压绕组接入2203 80V交流电压,此时铁心中有磁通存在。如果有多点接地故障时,用毫安表测量会出现电流(铁心和夹件的连接片应打开,测量铁心对地的电流)。用毫安表沿铁轭各级逐点测量,当毫安表中电流为零时, 则该处为故障点。这种测量电流法比测电压法准确、直观。 2.排除方法(1)直流电流冲击法 拆除变压器铁心接地线, 在变压器铁心与油箱之间加直流电压进行短时大电流冲击, 冲击35次, 常能烧掉铁心的多余接地点, 起到很好的消除铁心多点接地的效果。但注意所加电压不宜过高,由于铁心对地绝缘垫片较薄,应根据变压器的电压等级、容量等因素选择合适的电压, 以免过高的电压把铁心烧坏, 另外, 每次施加电压的时间不宜太长, 以3 0 S为宜。该方法由于简单方便, 应首先使用, 在该方法不能排除故障时才采用开箱检查处理。(2)开箱检查 对安装后未将箱盖上定位销翻转或除去造成多点接地的,应将定位销翻转过来或除去。 夹件垫脚与铁轭问的绝缘纸板脱落或破损者,应按绝缘规范要求, 更换一定厚度的新纸板。 因夹件肢板距铁心太近, 使翘起的叠片与其相碰, 则应调整夹件肢板和扳直翘起的叠片,使两者间距离符合绝缘间隙标准。 铁轭螺杆衬套过长,应在检修中将其拧下,锯去一段, 使其与叠片不相碰。 采用低转速短扬程的潜油泵。更换箱盖上的温度计座套, 确保其与上夹件或铁心间距离符合要求。 铁心叠片局部生锈或绝缘漆皮、氧化膜层脱落, 可拆下这部分叠片,补涂硅钢片漆,使片问绝缘良好。 清除油中的金属异物、金属颗粒及杂质, 清除油箱各部的油泥,有条件则对变压器油进行真空干燥处理, 清除水分。3.1.3 接头过热 载流接头是变压器本身及其联系电网的重要组成部分, 接头连接不好,将引起发热甚至烧断,严重影响变压器的正常运行和电网的安全供电。因此, 接头过热问题一定要及时解决。1.铜铝连接 变压器的引出端头都是铜制的, 在屋外和潮湿的场所中, 不能将铝导体用螺栓与铜端头连接。因为铝与铜直接接触会形成186 V的电位差(相对于氢而言,铜的电位为+052 V,铝的电位为一134V)。当铜与铝的接触面间渗入含有溶解盐的水分, 即电解液时,在电耦的作用下,会产生电解反应,铝被强烈电腐蚀。结果,触头很快遭到破坏, 以致发热甚至可能造成重大事故。为了预防这种现象, 在上述装置中需要将铝导体与铜导体连接时,采用一头为铝, 另一头为铜的特殊过渡触头。2.普通连接 普通连接在变压器上是相当多的, 它们都是过热的重点部位, 对平面接头, 对接面加工成平面,清除平面上的杂质, 最好均匀地涂上导电膏, 确保连接良好。3.油浸电容式套管过热 目前,变压器用的ll0 kV以上电压等级载流套管一般为油浸电容式穿缆套管。在实际应用中,常出现主变压器油浸电容式套管顶部将军帽(导电密封头)和穿缆引力锥处的局部过热现象, 严重影响变压器的安全运行。检修中, 发现这些变压器都不同程度出现了套管将军帽与引线接头的接触松动或粘连现象。3.2 断路器随着真空断路器的广泛应用,10kV少油断路器已更换为真空断路器。由于生产厂家不同,一部分真空断路器性能较好,检修、维护工作量小,供电可靠性高;也有一部分真空断路器性能较差,非凡是断路器的特性方面,存在的问题比较多;轻易造成事故越级,导致大面积停电。以下是对真空断路器出现缺陷及处理的几点看法:3.2.1 真空泡真空度降低1.故障现象 真空断路器在真空泡内开断电流并进行灭弧,而真空断路器本身没有定性、定量监测真空度特性的装置,所以真空度降低故障为隐性故障,其危险程度远远大于显性故障。2.原因分析 真空度降低的主要原因有以下几点: 真空泡的材质或制作工艺存在问题,真空泡本身存在微小漏点; 真空泡内波形管的材质或制作工艺存在问题,多次操作后出现漏点; 分体式真空断路器,如使用电磁式操作机构的真空断路器,在操作时,由于操作连杆的距离比较大,直接影响开关的同期、弹跳、超行程等特性,使真空度降低的速度加快。3.故障危害 真空度降低将严重影响真空断路器开断过电流的能力,并导致断路器的使用寿命急剧下降,严重时会引起开关爆炸。4.处理方法 在进行断路器定期停电检修时,必须使用真空测试仪对真空泡进行真空度的定性测试,确保真空泡具有一定的真空度; 当真空度降低时,必须更换真空泡,并做好行程、同期、弹跳等特性试验。5.预防措施 选用真空断路器时,必须选用信誉良好的厂家所生产的成熟产品; 选用本体与操作机构一体的真空断路器; 运行人员巡视时,应注重断路器真空泡外部是否有放电现象,如存在放电现象,则真空泡的真空度测试结果基本上为不合格,应及时停电更换; 检修人员进行停电检修工作时,必须进行同期、弹跳、行程、超行程等特性测试,以确保断路器处于良好的工作状态。3.2.2 真空断路器分闸失灵1.故障现象 根据故障原因的不同,存在如下故障现象: 断路器远方遥控分闸分不下来; 就地手动分闸分不下来; 事故时继电保护动作,但断路器分不下来。2.原因分析 分闸操作回路断线; 分闸线圈断线; 操作电源电压降低; 分闸线圈电阻增加,分闸力降低; 分闸顶杆变形,分闸时存在卡涩现象,分闸力降低; 分闸顶杆变形严重,分闸时卡死。3.故障危害 假如分闸失灵发生在事故时,将会导致事故越级,扩大事故范围。4.处理方法 检查分闸回路是否断线; 检查分闸线圈是否断线; 测量分闸线圈电阻值是否合格; 检查分闸顶杆是否变形; 检查操作电压是否正常; 改铜质分闸顶杆为钢质,以避免变形。5.预防措施运行人员若发现分合闸指示灯不亮,应及时检查分合闸回路是否断线;检修人员在停电检修时应注重测量分闸线圈的电阻,检查分闸顶杆是否变形;假如分闸顶杆的材质为铜质应更换为钢质;必须进行低电压分合闸试验,以保证断路器性能可靠。3.2.3 弹簧操作机构合闸储能回路故障1.故障现象 合闸后无法实现分闸操作; 储能电机运转不停止,甚至导致电机线圈过热损坏。2.原因分析 行程开关安装位置偏下,致使合闸弹簧尚未储能完毕,行程开关触点已经转换完毕,切断了电机电源,弹簧所储能量不够分闸操作; 行程开关安装位置偏上,致使合闸弹簧储能完毕后,行程开关触点还没有得到转换,储能电机仍处于工作状态; 行程开关损坏,储能电机不能停止运转。3.故障危害 在合闸储能不到位的情况下,若线路发生事故,而断路器拒分闸,将会导致事故越级,扩大事故范围;如储能电机损坏,则真空开关无法实现分合闸。4.处理方法 调整行程开关位置,实现电机准确断电; 如行程开关损坏,应及时更换。5.预防措施运行人员在倒闸操作时,应注重观察合闸储能指示灯,以判定合闸储能情况;检修人员在检修工作结束后,应就地进行2次分合闸操作,以确定断路器处于良好状态。3.2.4 分合闸不同期、弹跳数值大1.故障现象 此故障为隐性故障,必须通过特性测试仪的测量才能得出有关数据。2.原因分析 断路器本体机械性能较差,多次操作后,由于机械原因导致不同期、弹跳数值偏大; 分体式断路器由于操作杆距离较大,分闸力传到触头时,各相之间存在偏差,导致不同期、弹跳数值偏大。3.故障危害 假如不同期或弹跳大,都会严重影响真空断路器开断过电流的能力,影响断路器的寿命,严重时能引起断路器爆炸。由于此故障为隐性故障,所以危险程度更大。4.处理方法 在保证行程、超行程的前提下,通过调整三相绝缘拉杆的长度使同期、弹跳测试数据在合格范围内; 假如通过调整无法实现,则必须更换数据不合格相的真空泡,并重新调整到数据合格。5.预防措施由于分体式真空断路器存在诸多故障隐患,在更换断路器时应使用一体式真空断路器;定期检修工作时必须使用特性测试仪进行有关特性测试,及时发现问题解决问题。3.3 隔离开关 高压隔离开关是发电厂和变电站电气系统中重要的开关电器,需与高压断路器配套使用,其主要功能是:保证高压电器及装置在检修工作时的安全,起隔离电压的作用,但不能用于切断、投入负荷电流和开断短路电流,一般的隔离开关不具备灭弧功能,仪可用于不产生大电弧的某些切换操作。隔离开关按安装地点不同分为室内式和室外式。本文主要探讨户外高压隔离开关的常见缺陷及处理方法。 目前,常用的户外高压隔离开关为GW4、GW10、GWI6、GW17型(按国内产品命名习惯),一组完整的隔离开关主要由以下部分构成:导电部分、绝缘部分、传动部分及底座部分。 从统计得出,户外高压隔离开关产生缺陷的部位主要集中在触头、传动部件、支柱瓷瓶、二次回路、操作机构等处。除了分、合闸的问题之外,另一个常见的缺陷主要表现为设备发热,其中将军帽发热约占20,设备线夹发热约占40,触头发热约占40。 由近年来的设备状态评价可看出,500kV隔离开关中的I类设备为100;220 kV隔离开关中的I类设备占89,II类设备占l1;110kV隔离开关中的I类设备占9O,II类设备占9,III类设备占1;35 kV隔离开关中的I类设备占100;10 kV隔离开关中的I类设备占100。 不难看出,高压隔离开关的缺陷主要集中在110kV、220kV这两个电压等级的设备上。在某电网2006-2009年的隔离开关类设备缺陷统计中,隔离开关缺陷共有194条(含接地刀闸),占设备总缺陷(633条)的30;在隔离开关的所有缺陷中,发热6l条,约占31:传动部件类故障89条,约占45;其余缺陷(含操作机构缺陷)44条,约占24。 可见,传动部件缺陷是隔离开关缺陷的主要问题;而发热缺陷,多半是由于负荷增长、设备额定容量不能满足需求,或设备线夹(一次端子)的连接工艺存在问题造成的,并非隔离开关本身的质量原因。因此,隔离开关的主要缺陷就集中在其转轴、轴承、连杆等传动机构部件上。 长期运行的隔离开关,常见缺陷有: (1)传动及操作部分的润滑油干涸,油泥过多,轴销生锈,个别部件生锈及产生机械变形等。以上情况存在时,可导致隔离开关的 操作费力或不能动作,以致出现隔离开关合不到位和同期性差等 缺陷。 (2)隔离开关刀口变形,由于刀片间的电动力方向交替变化或调整部位发生松动,刀片偏离原来的位置而强行合闸使刀片变形。 (3)触头弹簧的压力降低,触头接触面氧化或积存油泥而导致 触头发热。 (4)隔离开关设备线夹(一次连接端予)发热、连接导线发热、导电带发热等。 (5)绝缘子断头、绝缘子折伤和表面脏污等。 针对上述缺陷,常见的处理方法为: (1)对于传动部分锈蚀、卡涩而导致隔离开关分、合闸困难或不到位的,应检查传动杆及机构各部分有无损伤、锈蚀、松动或脱落等不正常现象,并主要对轴承及传动轴销进行除锈、清洗处理,然后加适量的润滑油。 (2)对刀口变形这类缺陷,在处理时,应通过调整刀片或瓷瓶位置,并紧固松动的部件,使动、静触头接触面的中心线在同一直线上,以保证隔离开关能够良好合闸。 (3)对于触头发热的缺陷,应检查是由于触头压力降低还是触头脏污或氧化造成的,必要时应通过检测触头压力和接触电阻来确定。若是触头压力降低,可调整触指弹簧来改变触头压力的大小,若无法调整则应更换弹簧或触指;若是触头接触不良,应清洁触头接触表面的污垢和烧伤痕迹,对于触指烧伤严重的则应更换。在处理完后,可在接触面涂中性凡士林或电力复合脂,以减少触头的氧化,注意涂抹应薄而均匀。 (4)对隔离开关的设备线夹(次端子)发热等缺陷,一般是因为接触面在电流和电弧的热作用下,产生氧化铜膜和烧伤痕迹而造成的。在检修时应使用细齿锉刀及细砂布进行清除和加工,打磨接触面使其平整并具有金属光泽,然后再涂一层薄而均匀的电力复合脂。此外,处理导电带发热、连接导线发热,首先应检查是否有断股、折断现象,而这类缺陷多半是由于螺栓松动、表面氧化造成的,更换并紧固螺栓、打磨氧化层即可解决。 (5)若出现绝缘部分缺陷,应检查隔离开关的绝缘子是否完整,有无电晕和放电现象,清扫绝缘子,检查水泥浇铸连接情况,并用兆欧表检测绝缘子的绝缘电阻,有问题应及时处理或更换。 另外,隔离开关的操作机构缺陷也会导致隔离开关的分、合闸不正常,而电动机构的缺陷主要集中在辅助开关、行程开关、电动机等电气元件上,处理这类缺陷时应认真细致地检查电动机构内的各传动零部件、电气回路及相关辅助设备,做到逐一排查,最终消除缺陷。在处理完隔离开关的缺陷后(特别是传动系统缺陷),撮好按出厂标准或国家标准复测隔离开关的有关技术参数,如触头的插入深度、同期性、备用行程、张开角度等,不符合要求的应进行重新调整。综上所述,高压隔离开关的缺陷不仅极为常见,并且非常多样化,同时还具有一定的复杂性,对待每种不同的缺陷应采用具有针对性的、合理的、有效的方法去处理,这样才能使设备的可靠性和稳定性提高,以保证电网的稳定运行。3.4 互感器3.4.1 互感器介质损耗因数 (简称介损)回升1.互感器介质损耗因数 (简称介损)回升的原因 电流互感器介损回升是指:产品在出厂时介损 0.30.5,经几年运行后,介损不断升高,甚至可达 1.5。造成这种现象的原因,总结如下:(1)电流互感器中变压器油介损不稳造成介损回升 这种原因造成的介损回升的特点是,变压器油介损值与光照有关,不经光照时介损很大,经光照后介损很快变小约在0.10.2。采用这种变压器油的产品,运行35年后,介损回升,并且变压器油的介损也很大。绝缘热稳定试验时,介损随着温度的升高,而降低,最终趋于稳定。(2)产品中存在 “自由水”,造成介损回升 所谓“自由水”是指产品所用材料内“固有结构水分子”以外的微量水分子。 “自由水”的来源有:器身真空干燥不彻底,在绝缘最厚部位,如一次绕组环部绝缘中层的12个主屏位置暂存着“自由水”;器身总装配时,暴露在空气中,表面吸潮,“自由水”暂存在一次绕组最外面的12个屏的绝缘中,且后续工艺操作又未将其抽出,就进行了真空注油;产品所用零部件,在产品出炉前未进行预烘干处理,且后续工艺操作又未将其表面的水份抽出,于是“自由水”随着真空注油进入产品中;补油操作不当,使得微量水分子进入产品。 这些“自由水”特点是:短期内局部存在于主绝缘中,所以介损的出厂试验值合格,不能反映这一缺陷;由于“自由水”很微量,在短期内“自由水”不会在变压器油和主绝缘电缆纸中达到平衡,所以出厂时的微水试验合格,也不能反映这一缺陷。 但是,随着产品的长时间运行,这些“自由水”在变压器油和主绝缘电缆纸中扩散,并且达到平衡,此时的介损值增大,即介损回升,有时还伴随着单氢升高现象,但此时的微水试验仍然可能合格,绝缘热稳定试验时,介损随着温度的升高而降低,最终趋于稳定。(3)产品“严重受潮”会造成介损回升 所谓“严重受潮”是指:产品在运行后有渗漏密封不严,补油操作不当,使得产品受潮,微水试验不合格 ,含气量超标。运行一段时间后介损回升,有时还伴随着氢气、氧气、甲烷升高,严重者还会出现乙炔。这种产品的绝缘热稳定试验,介损随着温度的升高而降低,最终不能趋于稳定。2.电流互感器介质回升的控制预防措施 控制预防电流互感器介损回升措施的原则是:切断上述造成介质回升一切因素的来源。(1)严格控制互感器所用变压器油 采用环烷基,而不是石蜡基的变压器油;采用同一产地的变压器油,避免混油。 定期检查油系统,尤其是注油管道是否有渗漏,严格控制变压器油的含气和含水量,在注油前不仅检查油罐中变压器油指标,而且要定期检查产品注油口变压器油指标,尤其是含气和含水指标。(2)切断“自由水”的一切来源 采用先进的自动化程度高的真空干燥设备,减少人为因素造成的真空干燥工序质量不稳定的不良影响,确保互感器器身干燥彻底。 产品总装配后可采用对成品加热抽真空和常温状态下抽真空的方法,但控制的关键是:产品在真空注油前,对其抽真空的效果是真实的,没有存在“假抽现象” ,确保产品在总装配中器身表面吸附的“自由水”,在高真空状态下气化,被抽出。即确保真空系统正常运行、真空阀门确实打开、真空管道内没有存油,不会出现油封现象;产品在真空注油中,没有气体随着变压器油进入产品,或少量进入后又被抽出。即确保注油管道是密封的,并在注油前已接入真空系统,其中无残留的气体、控制注油速度,不得太快;产品在注油后,保证产品有足够的高真空时间、和静放时间,确保主绝缘中浸透变压器油。在膨胀器注油和产品补油操作中,严格按密封操作工艺,杜绝“自由水”进入产品。 对产品所用零部件进行预干燥,尤其是瓷套、储油柜和油箱等。 杜绝产品的渗漏油问题,指导用户如何给互感器正确补油的方法。(3)采用对器身进行煤油气相干燥脱油的方法 煤油气相干燥是在一个实际上无氧气相中进行的,因此其加热温度可高达130,比传统干燥提高20,仅从这一点看,气相干燥法使得绝缘中的水蒸汽分压增加了两倍,扩散系数增加了一倍以上,而干燥时间可大大缩短。 使用煤油作载热体,它的凝结热高达73千卡/公斤,其热容量比空气约大100倍,要利用凝结后的煤油顺器身流下,充分加热器身,其浸透力很强,传导效率高,因此加热速度快。 煤油蒸汽放热过程是在被干燥物表面进行的越是冷的地方放热越好,冷凝过程越活跃。与通常方法相比,其传热面增大了,因此加热均匀,从而保持了干燥的彻底性。 由于使用的煤油蒸汽压力比水蒸气的压力低的多,所以,从最初加热到高真空结束的全过程中,绝缘材料的脱水一直在不断的进行。煤油蒸汽还可以洗去器身上的变压器油,使器身恢复到和没有浸油一样,从而恢复了绝缘材料的扩散系数,有效的提供了返修产品的干燥速度和干燥的彻底性,同时还将残存在绝缘中的老化物质、泥污和杂质等清洗掉,提高互感器的电器性能。可见,用煤油气相干燥法处理返修产品是非常理想的方法。3.4.2 互感器单氢含量超标 合格的互感器产品静放或运行一定时间后,部分产品会出现单氢含量超标,与出厂试验值相差甚远。这一现象虽然不是由于互感器自身结构和绝缘缺陷所致,但仍然会给供电部门带来很多不便。所以“单氢含量超标”这一全国互感器行业较普遍的问题,越来越引起制造厂家的重视。这里着重介绍现场解决电流互感器单氢含量超标的方法内循环脱氢法。1.“内循环”脱氢法定义 内循环”脱氢法是指将多台互感器(36台)并联后再与净油机串联,使互感器中变压器油从产品底部注放油阀处流入净油机,加热、脱气、脱水后再从互感器膨胀器顶部注入产品中,形成密封的 内循环”系统。2.工作原理 “内循环”脱氢法的工作原理实质上就是净油机的脱气、脱水原理,即互感器中不合格变压器油在净油机中加热并在真空室内以最大的可能将油膜拉大,其中的插入式过滤芯也能扩散油分子,将油的表面积扩大(薄膜原理),使变压器油充分暴露于高真空下一定时间,达到油静化的目的,同时变压器油通过净油机中的粗、细过滤棒,也能达到降低介损的目的。3.工艺过程 现场修理应准备:净油机1台,并联接管2个,真空注油工具(或注油接头)36个,油管,油桶,塑料布 下面以三台产品并成一组为例。先逐台将膨胀器中油放入油桶备用。 安装两个并联接管,放油管A、B、C,注油管D、E、F和三个注油接头,使其与产品形成密封的“内循环”系统。 记录没开机时净油机流量计中的基础流量值,为终点判断作好准备。 将净油机上温控器定温在30后,开机并打开各个控制油流截门,开始“内循环”。 2 小时后再将温度调到60直到循环结束,该温度控制方法适用于冬季,夏季时可直接升温到60,但最高温度不得超过65。 该组“内循环”产品变压器油复试合格后进行下一组。 给最先结束“内循环”的产品补油、放气、整理。注意补油不得在刚完成循环的产品上进行,尤其是冬季,因为循环时的油温较高,补油油位掌握不准,会给产品带来隐患。4.终点判断据多次“内循环”脱氢的经验得出:互感器中的变压器油在净油机中循环 34遍后,其产品中的变压器油含氢量合格,且产品继续运行后氢气含量稳定。当然第一组“内循环”脱氢的产品,终点判断一定要在变压器油色谱合格后方可停机。3.5 母线 随着发电机单机容量的增大,发电机的额定电流也相应增大,选用矩形或槽形母线在技术上和结构上已很难满足母线发热和电动力的要求,在设计中通常选用封闭母线。因为封闭母线的导体封闭在外壳之内,使外壳具有良好的防尘效果和一定的防潮性能,从而减少了故障的发生率,特别是相间短路的发生率,增强了母线运行的可靠性。同时,采用封闭母线减少了导体与外壳的电动力,减少了对周围环境的影响,如钢结构发热等,且运行维护简便。封闭母线的主要缺陷是密封性难以保证,而密封性的好坏直接影响到母线的绝缘性能, 继而影响母线的正常运行。 台州电厂期工程的封闭母线为全连式封闭母线,导体规格为50012,长约88m,厂变分支、PT分支封闭母线型号为QFM - 1600/ 24 - Z ,外壳尺寸为7005,导体规格为15010,长约22m,投运条件为封闭母线内充干燥压缩空气,并能长期保持微正压,达0101MPa/cm2,充气装置由封闭母线厂配套供给,封闭母线的连接采用氩弧焊接,1台机组有50多个焊口根据封闭母线的结构及以往工程的工作经验,得出导致封闭母线泄漏的原因,主要有以下几个方面。1.封闭母线自身结构的缺陷(1)产生原因 每段封闭母线由外壳导体绝缘子3部分组成,外壳与导体通过绝缘子将位置相对固定,为达到封闭母线良好密封,绝缘子底座与底座铝盖板两者之间接触面紧密,并在两接触面间加圆环形橡胶垫圈台州电厂期工程封闭母线的具体结构是:导体由3只位于同一断面的互成120的支柱绝缘子支撑, 绝缘子轴线的交点与导体、外壳的中心重合,支柱绝缘子用螺栓固定在外壳上。封闭母线一段一段地连接起来,成为整套封闭母线。由于支柱绝缘子多,绝缘子弹性块活动性较大,加上长距离的运输震动造成封闭母线结构松动,引起绝缘子固定螺丝处的泄漏概率增大。(2)解决方法 确保装配质量。 封闭母线经过长途运输, 会造成各式各样的变形 。封闭母线开箱后, 应首先对封闭母线进行检查, 对于未变形的母线直接进入检漏、安装状态,对其中变形的封闭母线, 按质量要求对其进行校正, 合格后再进行分段检漏。 封闭母线进行检漏的具体方法为: 试验前, 用薄橡皮制成2个袋, 袋口略小于封闭母线外径, 其中1只袋在底部引出1根T型管子, 引出的一端装1只压力表, 另一端装进气阀及进气管。试验时,将2个袋套在封闭母线的两端, 并用钢抱箍将袋口与封闭母线扎紧, 然后将压力为1215 mbar压缩空气吹入封闭母线, 并关闭进气阀, 记录时间开始试验。压力从1215 mbar降到5 mbar的时间应大于9min。2.封闭母线的焊接质量差(1)产生原因 由于封闭母线大部分的连接是通过焊接(包括制造厂的连接),而封闭母线的外壳为铝材,铝板易和氧起作用,在其表面生成一层致密而又难熔的氧化膜,且氧化膜的比重也大,不易浮出熔池而形成焊缝夹渣;另外,液态铝可溶解大量氢气,固态铝几乎不溶解氢,因此,熔化的焊缝金属快速冷却与凝固时,氢气来不及析出,容易在焊缝中聚集形成气孔;焊接环境潮湿等因素也会影响焊接处的密封性能。 此外, 由于充气管路连接不严密, 即封闭母线微增压装置充气管路间的连接, 以及与封闭母线的接口处的连接, 也存在一定程度的泄漏。 对以上几种引起封闭母线泄漏的原因进行分析, 并通过对几台机组封闭母线泄漏情况的数据进行统计后发现, 由于装配不严引起的泄漏占60 %左右, 而焊接质量不好引起的泄漏约占30 %。(2)解决方法 提高焊接质量。 铝极易和氧起作用, 只能采用惰性气体保护电弧焊 。为保证焊接质量, 母线焊接工作必须由经过考试合格的氩弧焊工担任, 且焊接前还应取样品试焊, 然后拍片检查, 合格后才能正式焊接 。焊接前技术人员应根据不同的部位, 施焊电流的大小, 焊接环境的要求等作出详细的技术要求, 明确技术要点 、难点和质量目标, 并将焊接质量与奖励挂钩, 实行奖优罚劣制度 。对焊接环境应事先做好各方面的防护措施, 保证焊接条件 。通过以上方法有效地提高了焊接质量, 达到了预期效果。 从以上分析可以看出, 封闭母线的泄漏与厂家对产品的设计 、施工过程有密切关系 。根据封闭母线的结构, 厂方应改善设计, 努力使其更合理。施工单位则应做到以下几点: (1)施工人员应端正态度, 明确质量要求; (2)技术人员应分析封闭母线的结构,找出可能发生封闭母线泄漏的原因,制定相应的措施,提出详细的技术要求; (3)质量检验人员应把好过程控制这一关,不给封闭母线泄漏留隐患。3.6 避雷器 由于其长期承受工频电压的作用,杂散电容的存在使得靠近高压端的避雷器单元的电阻片承担的电压比远离高压端的电阻片承担的电压高,并且这一情况随着避雷器高度的增加,元件数的增多以及避雷器的安装高度的减小而愈加严重。若不采取均压措施来改善其电位分布,靠近高压端的电阻片将会因承担的电压过高而加速老化。 避雷器在一定的使用环境中也会产生一定的质量和性能问题,出现一定的额故障,很难正常的运行。避雷器缺陷的处理原则 1.一般缺陷的处置 对于避雷器的一般性缺陷,在发现当时能够处理的则当时进行处理,当时条件不具备而无法处理的可在条件具备后进行处理。但对于有可能进一步发展,在一段时间后影响避雷器安全运行的缺陷,应进行特殊巡视。 2.严重缺陷的处置 对于避雷器的严重缺陷,在发现当时能够处理的则应及时进行处理,当时难以停运而无法处理的应尽快与调度部门联系安排停运进行处理。在安排设备停运前或缺陷未能消除即需投入运行的,运行单位还应加强特殊巡视。 3.危急缺陷的处置对于避雷器的危急缺陷,在发现时应迅速进行处理,对于运行中的避雷器应立即与调度部门联系安排停运。第四章 多媒体在变电站应用4.1 多媒体技术特点及作用 近年来,多媒体技术得到迅速发展,多媒体系统的应用更以极强的渗透力进入人类生活的各个领域,如游戏、教育、档案、图书、娱乐、艺术、股票债券、金融交易、建筑设计、家庭、通讯等等。其中,运用最多最广泛也最早的就是电子游戏,千万青少年甚至成年人为之着迷,可见多媒体的威力。大商场、邮局里是电子导购触摸屏也是一例,它的出现极大地方便了人们的生活。近年来又出现了教学类多媒体产品,一对一专业级的教授,使莘莘学子受益匪浅。正因为如此,许多有眼光的企业看到了这一形式,纷纷运用其做企业宣传之用甚至运用其交互能力加入了电子商务,自助式维护,教授使用的功能,方便了客户,促进了销售,提升了企业形象,扩展了商机,在销售和形象二方面都获益。多媒体技术的三大基本特征: 1、多样性:相对于早期的计算机,信息媒体具有多样性。 2、交互性:用户可以与计算机的多种信息媒体进行交互操作。从而提供更有效的控制和使用信息的手段 3、集成性:以计算机为中心处理多种信息媒体。 (1)信息媒体的集成-多通道统一获得,多媒体信息统一组织与储存,多媒体信息表现合成等。 (2)多媒体设备的集成-硬件方面概括为高速、大容量、多通道、网络;软件方面包括多媒体操作系统,信息管理和使用的软件系统,创作工具,应用软件。 多媒体是将计算机、电视机、录像机、录音机和游戏机等技术融为一体,形成电脑与用户之间可以相互交流的操作环境。它可以接收外部图像、声音、录像及各种媒体信息,经计算机加工处理后以图片、文字、声音、动画等多种方式输出,实现输入输出方式的多元化,改变了计算机只能输入输出文字、数据的局限,计算机开始能说会唱起来。1984年,苹果公司推出第一台多媒体计算机时,人们并不在意,现在世界各地举行的大大小小的计算机展览会上,多媒体总是最受宠的公主。 多媒体技术有两个显著特点:首先是它的综合性,它将计算机、声像、通信技术合为一体,是计算机、电视机、录像机、录音机、音响、游戏机、传真机的性能大综合;其次是充分的互动性,它可以形成人与机器、人与人及机器间的互动,互相交流的操作环境及身临其境的场景,人们根据需要进行控制。人机相互交流是多媒体最大的特点。 声音、图像、图形、文字等被理解为承载信息的媒体而称为多媒体其实并不准确,因为这容易跟那些承载信息进行传输、存储的物质媒体(也有人称为介质),如电磁波、光、空气波、电流、磁介质等相混淆。但是,现在多媒体这个名词或术语几乎已经成为文字、图形、图像和声音的同义词,也就是说,一般人都认为,多媒体就是声音、图像与图形等的组合,所以在一般的文章中也就一直沿用这个不太准确的词。目前流行的多媒体的概念,主要仍是指文字、图形、图像、声音等人的器官能直接感受和理解的多种信息类型,这已经成为一种较狭义的多媒体的理解。在计算机和通信领域,我们所指的信息的正文、图形、声音、图像、动画,都可以称为媒体。从计算机和通信设备处理信息的角度来看,我们可以将自然界和人类社会原始信息存在的形式数据、文字、有声的语言、音响、绘画、动画、图像(静态的照片和动态的电影、电视和录像)等,归结为三种最基本的媒体:声、图、文。传统的计算机只能够处理单媒体“文”,电视能够传播声、图、文集成信息,但它不是多媒体系统。通过电视,我们只能单向被动地接受信息,不能双向地、主动地处理信息,没有所谓的交互性。可视电话虽然有交互性,但我们仅仅能够听到声音,见到谈话人的形象,也不是多媒体。所谓多媒体,是指能够同时采集、处理、编辑、存储和展示两个或以上不同类型信息媒体的技术,这些信息媒体包括文字、声音、图形、图像、动画和活动影像等。可以这样说,凡是一个有进取心的企业,都离不开这一最新的高技术产品。首先多媒体的运用领域十分广泛,注定了它可在各行各业生根开花。其二,随着计算机的普及,新一代在计算机环境中成长起来的年轻人,已经习惯了这一形式,作为一个有发展眼光的企业,是不会放弃这一未来的消费主体的。其三,由于多媒体信息技术在国外已经非常

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