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1、电网设备及技术问题 江苏省电力公司生产技能培训中心2010年8月 2 第一部分CT PT 避雷器的基本原理与结构第二部分中性点接地方式及消弧线圈的运行第三部分题目讲解 3 互感器 一种变压器 供测量仪器 仪表 继电器和其它类似电器用 互感器是电力系统中供测量和保护用的重要设备 分为 电流 互感器和 电压 互感器两大类 电流互感器 在正常使用条件下其二次电流与一次电流实质上成正比 而其相位差在联结方法正确时接近于零互感器 互感器的作用是 向测量 保护和控制装置传递信息 使测量 保护和控制装置与高电压隔离 有利于仪器 仪表和保护 控制装置小型化 标准化 一 电流互感器 4 1 电流互感器分类 按结
2、构型式分 按安装方式不同可分为贯穿式和支柱式 按一次绕组形式可分为单匝式和多匝式 按电流比的级数分为串级式和单级式 按二次绕组装配位置分正立式和倒立式结构 按电流比可分为单电流比 多电流比以及复合电流比 正立式抗地震性能较好 倒立式抗短时电流冲击的性能较好 按绝缘介质分 油绝缘 浇注绝缘 干式绝缘 瓷绝缘 气体绝缘 一 电流互感器 5 按电流变换原理 电磁式 光电式 按外绝缘型式分 瓷质和硅橡胶 瓷质表面稳定性能较好 硅橡胶外套的抗污闪和抗震性能较好 按密封型式分 微正压和全密封 充SF6或氮气 目前充油互感器大多采用微正压型式 按设备类型分 户外和户内 一 电流互感器 6 2 结构要求 对油
3、浸式电流互感器要求 1 电流互感器油箱下部应设置放油或取油样用的阀门 能密封取油样的阀门 便于取油或放油 2 电流互感器应是保证绝缘油与外界空气不接触或完全隔离的装置 如采用金属膨胀器 或其他防油老化措施 3 电流互感器应装有油面 油位 指示装置 4 电流互感器应具有良好的密封性能 不允许渗漏油 一 电流互感器 7 5 对于正立式油浸互感器一次绕组引出端子间应有过电压保护器6 末屏应密封良好 接地可靠 便于拆卸 7 运行中的电流互感器二次线圈必须与负荷确切连接或短路 绝对不允许开路 并必须有一点接地全部 对于电容式电流互感器的末屏必须可靠接地 一 电流互感器 8 3 电流互感器工作原理常用的电
4、流互感器是按电磁变换原理工作的 称为 电磁式电流互感器 一 电流互感器 9 一 电流互感器 10 电流互感器的磁势平衡关系为I1N1 I2N2 I0N1 正常运行时 励磁磁势I0N1很小 而且由于互感器的一次绕组串联在电力线路中 互感器的一次电流就是线路电流 只取决于电力线路 为保持磁势平衡关系 二次电流将随一次电流将随成正比变化 而与互感器的二次输出无关 这是电流互感器工作特点之一 说明 I1 N1为一次绕组的电流 匝数I2 N2为二次绕组的电流 匝数I0为励磁电流 一 电流互感器 11 电流互感器二次绕组外部回路串联接有仪器 仪表和保护 控制装置的电流线圈 由于这些电流线圈和二次回路联结导
5、线的阻抗都很小 所以电流互感器在正常运行时 二次绕组接近于短路状态 这是电流互感器工作特点之二 一 电流互感器 12 4 电流互感器运行注意事项 互感器应在铭牌规定技术参数范围内运行 互感器二次绕组所接负荷应在准确等级所规定的负荷范围内 即保持负荷为额定输出的25 100 互感器的各个二次绕组 包括备用 均必须有可靠的 保护 接地 应为一点接地 接地点位置由实际情况决定 互感器的所有接地端子应与设备底座可靠连接 设备底座应通过专用端子用两根接地引下线与接地网不同点可靠连接 引下线截面应满足安装地点短路电流的要求 并应明敷 方便检测 一 电流互感器 13 运行中全密封油浸式互感器应有油位指示 充
6、氮密封互感器的压力指示应正常 互感器的引线安装应保证运行中一次端子在任何季节和检修时所承受的机械负载不超过制造厂规定的允许值 防止损坏造成渗漏油 互感器外绝缘爬电距离及伞裙结构应满足安装地点污秽等级及防雨闪要求 户内树脂浇注互感器运行环境条件 应符合产品规定的污秽等级和通过凝露试验的条件 防止爬电闪络 互感器安装位置应在变电所过电压保护范围之内 防止直击雷或侵入波造成损坏 一 电流互感器 14 电容屏型电流互感器一次绕组末 地 屏必须可靠接地 禁止出现接地开路 倒立式电流互感器二次绕组屏蔽罩必须可靠接地 禁止出现接地开路 电流互感器二次侧严禁开路 备用的二次绕组也应短路接地 电压互感器二次侧严
7、禁短路 应定期校核电流 尤其是小变比 互感器所在电网实际的动 热稳定电流是否与产品铭牌规定值相符 如不符合要求 则应考虑更换互感器 一 电流互感器 15 5 电流互感器异常情况 1 电流互感器过热 可能是一次端子内外接头松动 一次过负荷或二次开路 应立即停运 2 互感器产生异音 可能是有电位悬浮 末屏开路及内部绝缘损坏 二次开路 螺栓松动 应立即停运 3 电流互感器常见故障 端部密封不良引起绝缘受潮劣化 局部放电损坏热击穿高压引出线与储油柜放电等 一 电流互感器 16 6 巡视中互感器应停用的情况当巡视中发现下列情况之一时 应立即将互感器停用 1 互感器有严重放电现象 高压套管严重裂纹 破损时
8、 浇注绝缘互感器表面裂纹放电时 2 互感器内部有严重异音 异味 冒烟或着火 3 互感器本体或引线端子严重过热时 4 电流互感器末屏开路 二次开路 电压互感器接地端子N X 开路 二次短路 不能消除时 5 膨胀器已永久变形 或压力释放装置已冲破或互感器严重漏油 一 电流互感器 17 一 电流互感器 18 一 电流互感器 19 1 电压互感器分类 结构型式 电磁式电压互感器 电容式电压互感器 内绝缘型式 通常为油浸式电压互感器 外绝缘型式 通常为瓷质套管电压互感器 瓷质表面稳定性能较好 硅橡胶外套的抗污闪和抗震性能较好 设备类型 户内式电压互感器和户外式电压互感器 选型原则 220kV及以下电压等
9、级宜选用低磁密的电磁式电压互感器或电容式电压互感器 330kV及以上电压等级宜选用电容式电压互感器 二 电压互感器 20 2 电磁式电压互感器基本结构及原理1 静电屏蔽层 2 一次绕组 高压 3 铁芯 4 平衡绕组 5 连耦绕组 6 二次绕组 7 三次绕组 8 支架 二 电压互感器 21 3 电容式电压互感器基本结构及原理 C1 主电容 C2 分压电容 L 电抗器 P 保护间隙 ZYH 中间变压器 R0 阻尼电阻 C3 防振电容器 K 接地刀闸 J 载波耦合装置 C2分压电容低压端 XT 中间变压器低压端 ax 中间变压器二次绕组 afxf ZYH的三次绕组 二 电压互感器 22 4 电压互感
10、器常见故障 1 电磁式电压互感器常见故障 密封不良引起绝缘受潮劣化 线圈绝缘不良引起匝 层间短路故障 绝缘支架损坏 励磁特性不良 谐振过电压 穿芯螺丝电位悬浮等 二 电压互感器 23 2 电容式电压互感器常见故障 电容分压器的耦合电容器局部放电性能不稳定 引起爆炸 电磁单元中间变压器绝缘性能差 引线及机械固定不规范等 二 电压互感器 24 1 避雷器的分类 无间隙金属氧化物避雷器带串联间隙金属氧化物避雷器碳化硅阀式避雷器 磁吹阀式避雷器和普通阀式避雷器 2 无间隙金属氧化物主要优点 由于省去了串联火花间隙 所以结构大大简化 体积也可缩小很多 适合于大规模自动化生产 三 避雷器 25 保护特性优
11、越 由于MOV具有优异的非线性伏安特性 进一步降低其保护水平和被保护设备绝缘水平的潜力很大 其次 它没有火花间隙 一旦作用电压开始升高 阀片立即开始吸收过电压的能量 抑制过电压的发展 没有间隙的放电时延 因而有良好的陡波响应特性 特别适合于伏秒特性十分平坦的SF6组台电器和气体绝缘变电所的保护 三 避雷器 26 无续流 动作负载轻 能重复动作实施保护 MOV的续流仅为微安级 实际上可认为无续流 所以 在雷电或内部过电压作用下 只需吸收过电压的能量 而不需吸收续流能量 因而动作负载轻 再加上MOV的通流容量远大于SiC阀片 所以MOV具有耐受多重雷击和重复发生的操作过电压的能力 三 避雷器 27
12、 通流容量大 能制成重载避雷器 即使是带间隙的MOV的通流能力 也完全不受串联间隙被灼伤的制约 它仅与MOV本身的通流能力有关 前已提到 MOV单位面积的通流能力比SiC阀片大得多 因而可用来对内部过电压进行保护 若采用多个MOV柱并联使用 则可进一步增大通流容量 制造出用于特殊保护对象的重载避雷器 解决长电缆系统 大容量电容器组等的保护问题 三 避雷器 28 耐污性能好 由于没有串联间隙 因而可避免因瓷套表面不均匀污染使串联火花间隙放电电压不稳定的问题 即这种避雷器具有极强的耐污性能 有利于制造耐污型和带电清洗型避雷器 三 避雷器 29 3 变压器中性点设备的绝缘配合 运行及注意事项避雷器
13、保护间隙与变压器的绝缘配合 当变压器中性点发生内部过电压时 间隙动作 保护变压器和避雷器 当雷电波侵入时 过电压可达首端电压的2倍 避雷器动作 使变压器免遭过高的截波电压 三 避雷器 30 4 避雷器的巡视检查项目 1 避雷器瓷瓶是否清洁 有无破损及放电痕迹 2 引线 接地线及雷击计数器是否良好 连接是否牢固 有无腐蚀现象 3 避雷器的绝缘底座安装是否正确 瓷质有无破损 4 均压环装设牢固 表面无锈蚀变形 5 35千伏及以上氧化锌避雷器应装有在线监测装置 并定期记录氧化锌避雷器的泄漏电流 三 避雷器 31 5 雷击及过电压发生后的检查 1 雷击记数器是否动作 及其它设备有无闪络等异常情况 2
14、避雷器接地线及引下线是否良好 有无烧断情况 检修后还应及时记录雷击记数器动作情况 接地电阻阻值应符合规定 接地线及联接螺栓外表均应涂漆 三 避雷器 32 6 运行中避雷器有下列故障之一时 应设法停用 避雷器瓷套破裂 110千伏及以上避雷器的绝缘底部瓷质裂纹 避雷器内部有响声 雷电放电后 连接引线严重烧伤或断裂 氧化锌避雷器在线监测泄漏电流超过规定要求的 应加强监视 并汇报上级部门 三 避雷器 33 1 10 35 KV系统中性点接地方式 1 中性点不接地系统 接地电流小于10A时 单相接地故障可运行一段时间 小于2小时 一般不致情况恶化 即不发展为相间短路故障 但当接地电流过大 则电弧就容易导
15、致二相短路 使线路跳闸 造成停电事故 四 中性点接地方式 34 2 中性点经消弧线圈接地 其主要特点 瞬间单相接地时 可通过消弧线圈的电感性电流补偿接地点的电容性电流 从而大大减小接地电流 使接地点电弧自动熄灭 并恢复正常运行 而永久性单相接地后仍可运行二小时 供电可靠性高 故障点接地电流小 并可降低单相接地发展为二相接地的概率 但故障线路较难查寻 四 中性点接地方式 35 3 中性点经小电阻接地其主要特点 与不接地系统相比在消除间隙性电弧过电压 自动检出故障线路 预防谐振过电压等方面有其明显优势 与中性点经消弧线圈接地相比具有故障线路切除快的优点 但供电可靠性低 一旦发生单相接地 线路立即切
16、除 因此要求开关性能要好 要有备用电源 否则停电频繁 开关维护工作量大 四 中性点接地方式 36 4 中性点经自动补偿消弧线圈消弧线圈和小电阻并联运行 采用混合接地后 既能保证供电可靠性 又能准确切除故障线路 从而保证了系统的安全可靠运行 四 中性点接地方式 37 5 中性点设备异常运行及事故处理1 系统发生接地故障时 值班员应将消弧线圈的动作情况 如中性点电压 残流值等 及时汇报调度 并对消弧线圈 阻尼电阻箱 非线性电阻加强监视及检查 油浸式消弧线圈的油温及持续时间不宜超过规定值 2 如发现消弧线圈阻尼电阻箱及非线性电阻箱内有冒烟及臭味等情况 应立即汇报调度及上级领导 并停用消弧线圈 若系统存在接地故障 则不得直接拉开消弧线圈刀闸 而应首先切除故障线路 四 中性点接地方式 38 3 消弧线圈有下列情况之一时 应立即汇报调度及上级领导 并停用消弧线圈 若系统存在单相接地故障 则不得直接拉开消弧线圈刀闸 而应首先切除故障线路 油浸式消弧线圈的上层油温超过95度或温升超过55度时 干式消弧线圈的温度或温升超过铭牌规定值时 消弧线圈内部有放电声或冒烟及臭味等情况 油浸式消弧线圈喷油 油面骤降
