《牵引变电所常见故障判断及处理方案 电气自动化专业毕业设计 毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《牵引变电所常见故障判断及处理方案 电气自动化专业毕业设计 毕业论文（61页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、牵引变电所常见故障判断及处理方案 电气自动化专业毕业设计 毕业论文 黑龙江交通职业技术学院毕业设计论文题目牵引变电所常见故障判断及处理方案指导教师雷飞专 业 电气自动化 班 级 0636班 姓 名 张大庆 2011年 06 月 1 日目 录引 言- 1 -一 牵引变电所基本概念- 1 - 一 牵引变电所概述- 2 - 二 牵引变电所主要电气元件- 3 - 三 牵引变电所供变电系统- 5 - 四 牵引变电所- 5 -二 互感器的常见故障与分析- 11 - 一 互感器的作用- 11 - 二 互感器分类- 11 - 三 电流互感器常见故障分析处理- 12 - 四 电压互感器常见故障分析处理- 12
2、- 五 电压互感器故障案例分析 - 12 -三 断路器常见故障分析- 19 - 一 断路器工作原理- 19 - 二 短路器的分类- 20 - 三 真空断路器的故障分析及设备管理- 20 - 四 断路器跳闸拒动的原因及防止措施- 24 -四 牵引变电所运行与检修重要规程与规则- 24 -总结- 31 -致谢- 32 -参考文献- 33 -摘 要 电力牵引的专用变电所牵引变电所把区域电力系统送来的电能根据电力牵引对电流和电压的不同要求转变为适用于电力牵引的电能然后分别送到沿铁路线上空架设的接触网为电力机车供电或者送到地下铁道等城市交通所需的供电系统为地铁电动车辆或电车供电一条电气化铁路沿线设有多个
3、牵引变电所相邻变电所间的距离约为4050公里在长的电气化铁路中为了把高压输电线分段以缩小故障范围一般每隔200250公里还设有支柱牵引变电所它除了完成一般变电所的功能外还把高压电网送来的电能通过它的母线和输电线分配给其他中间变电所牵引变电所的任务是将电力系统三相电压降低同时以单相方式馈出降低电压是由牵引变压器来实现的将三相变为单相是通过变电所的电气接线来达到的牵引供电回路是由牵引变电所馈电线接触网电力机车钢轨回流联接牵引变电所接地网组成的闭合回路其中流通的电流称牵引电流闭合或断开牵引供电回路会产生强烈的电弧处理不当会造成严重的后果通常将接触网钢轨回路包括大地馈电线和回流线统称为牵引网牵引变电所
4、 包括分区亭开闭所AT所等 为了完成接受电能高压和分配电能的工作其电气接线可分为两大部分一次接线 主接线 和二次接线 主接线是指牵引变电所内一次主设备 即高压强电流设备 的联接方式也是变电所接受电能变压和分配电能的通路它反映了牵引变电所的基本结构和功能 二次接线是指牵引变电所内二次设备 即低电压弱电流的设备 的联接方式其作用是对主接线中的设备工作状态进行控制监察测量以及实现继电保护与运动化等二次接线对一次主设备的安全可靠运行起着重要作用 主接线是根据变电所的容量规模性能要求电源条件及配电出线的要求确定的其基本主接线型式有单母线分段接线劳旁路母线的单母线分段接线双母线接线桥式接线双T式 即分支式
5、 接线等关键词 故障 电力系统 分析 诊断毕业论文开题报告本课题的来源选题依据本课题的设计研究意义相关技术的现状和发展趋势本课题的基本内容重点和难点拟采用的实现手段途径可以另附页文献综述列出主要参考文献的作者名称出版社出版时间以及与本课题相关的主要参考要点指导教师意见 指导教师 年 月 日专业部意见 签字 年 月 日中期进展情况检查表年 月 日课题名称牵引变电所电气设备常见故障分析学生姓名白永辉学 号092901专 业电气化铁道指导教师雍青青职 称学生主要研究内容及进展主要研究牵引变电所主要电器设备如变压器互感器断路器等的原理分类和常见的故障分析和预防措施现在已经完成变压器互感器方面的原理应用
6、和有可能出现的故障及分析对个方面有可能出现的故障进行的各项预防措施尚须完成的任务尚未完成断路器方面常见的故障分析及各方面的措施存在的主要问题及解决措施指导教师审查意见专业部审查意见牵引变电所主要电器设备常见故障分析引 言我第国一条电气化铁路始建于宝成线宝鸡凤州段全长91km 于1961年8月正式通车至今已40余年截止2002年底全国电气化铁路营业里程已达18336km 涵盖郑州北京成都等11个铁路局伴随着已开工的郑州徐州电气化工程建设济南铁路局即将步入电气化铁路的运营成为电气化铁路的新成员 我国电气化铁路采用工频单相交流电力牵引制额定电压25kV牵引动力为电能牵引供电设备将国家电力系统输送的电
7、能变换为适合电力机车使用的形式电力机车则完成牵引任务因此牵引供电设备和电力机车是电气化铁路的两大主要装备铁路其他装备和基础设施应与之相适应本次设计主要针对牵引变电所电气设备的故障与分析一 牵引变电所主要电气设备之变压器故障分析变压器工作原理 变压器-利用电磁感应原理从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器是电能传递或作为信号传输的重要元件 1变压器 - 静止的电磁装置 变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能 电压器的主要部件是一个铁心和套在铁心上的两个绕组 变压器原理 与电源相连的线圈接收交流电能称为一次绕组 与负载相连的线圈送出交流电能称为二次绕组 一次绕组
8、的 二次绕组的 电压相量 U1 电压相量 U2 电流相量 I1 电流相量 I2 电动势相量 E1 电动势相量 E2 匝数 N1 匝数 N2 同时交链一次二次绕组的磁通量的相量为 m 该磁通量称为主磁通当变压器一次侧施加交流电压U1流过一次绕组的电流为I1则该电流在铁芯中会产生交变磁通使一次绕组和二次绕组发生电磁联系根据电磁感应原理交变磁通穿过这两个绕组就会感应出电动势其大小与绕组匝数以及主磁通的最大值成正比绕组匝数多的一侧电压高绕组匝数少的一侧电压低当变压器二次侧开路即变压器空载时一二次端电压与一二次绕组匝数成正比变压器起到变换电压的目的当变压器二次侧接入负载后在电动势E2的作用下将有二次电流
9、通过该电流产生的电动势也将作用在同一铁芯上起到反向去磁作用但因主磁通取决于电源电压而U1基本保持不变故一次绕组电流必将自动增加一个分量产生磁动势F1以抵消二次绕组电流所产生的磁动势F2在一二次绕组电流L1L2作用下作用在铁芯上的总磁动势不计空载电流I0 F1F2 0 由于F1 I1N1F2 I2N2故 I1N1I2N2 0由式可知I1和I2同相所以I1I2 N2N1 1K由式可知一二次电流比与一二次电压比互为倒数变压器一二次绕组功率基本不变因变压器自身损耗较其传输功率相对较小二次绕组电流I2的大小取决于负载的需要所以一次绕组电流I1的大小也取决于负载的需要变压器起到了功率传递的作用根据有关变压
10、器故障的资料并进行分析的结果表明尽管老化趋势及使用不同故障的基本原因仍然相同多种因素都可能影响到绝缘材料的预期寿命负责电气设备操作的人员应给予细致地考虑这些因素包括误操作振动高温雷电或涌流过负荷三相负载不平衡对控制设备的维护不够清洁不良对闲置设备的维护不够不恰当的润滑以及误用等线路涌流线路涌流或称线路干扰在导致变压器故障的所有因素中被列为首位这一类中包括由误操作变压器解并列有载调压分接头拉弧等原因引起的操作过电压电压峰值线路故障闪络以及其他输配 TD 方面的异常现象这类起因在变压器故障中占有绝大部分的比例绝缘老化绝缘老化排列在第二位由于绝缘老化的因素变压器的平均寿命仅有178年大大低于预期为3
11、540年的寿命受潮受潮这一类别包括由洪水管道渗漏顶盖渗漏水分沿套管或配件侵入油箱以及绝缘油中存在水分维护不良保养不够被列为第四位导致变压器故障的因素这一类包括未装变压器的保护装置或安装的不正确冷却剂泄漏污垢淤积以及腐蚀过载这一类包括了确定是由过负荷导致的故障仅指那些长期处于超过铭牌功率工作状态下小马拉大车的变压器过负荷经常会发生在发电厂或用电部门持续缓慢提升负荷的情况下最终造成变压器超负荷运行过高的温度导致了绝缘的过早老化当变压器的绝缘纸板老化后绝缘纸绝缘强度降低因此外部故障的冲击力就可能导致绝缘破损进而发生故障雷击雷电波看来比以往的研究要少这是因为改变了对起因的分类方法现在除非明确属于雷击事
12、故一般的冲击故障均被列为线路涌流三相负载不平衡由于三相负载不平衡所引起某相长期过载而使该相温度偏高进而使绝缘老化产生匝间短路或相间短路连接松动连接松动也可以包括在维护不足一类中但是有足够的数据可将其独立列出因此与以往的研究也有所不同这一类包括了在电气连接方面的制造工艺以及保养情况其中的一个问题就是不同性质金属之间不当的配合尽管这种现象近几年来有所减少另一个问题就是螺栓连接间的紧固不恰当工艺制造不良 故障原因在于工艺或制造方面的缺陷例如出线端松动或无支撑垫块松动焊接不良铁心绝缘不良抗短路强度不足以及油箱中留有异物破坏及故意损坏这一类通常确定为明显的故意破坏行为这种现象时有发生比如盗窃人为破坏等常
13、见故障及其诊断措施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环境污染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 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 高压套管升高座或进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
14、堵前用堵漏胶将法兰之间缝隙堵好待堵漏胶完全固化后退出一个法兰紧固螺丝将施胶枪嘴拧入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 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 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入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铁心多点接地变压器铁心有且只能有一点接地出现两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 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 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掉 夹件垫脚与铁轭间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 清除油中的金属异物
