配网电气设备试验及故障处理

配网电气设备试验及故障处理一、配电变压器1故障原因分析1.1绕组故障1.1.1变压器电流激增发生短路时变压器的电流超过额定电流几倍甚至几十倍，线圈温度迅速升高，导致绝缘老化，同时绕组受到较大电磁力矩作用，发生移位或变形，绝缘材料形成碎片状脱落，使线体裸露而造成匝间短路。1.1.2绕组绝缘受潮绕组绝缘受潮主要因为绝缘油质不佳或油面降低导致，主要有以下几种原因：•配电变压器在未投入前，处于潮湿场所或多雨地区，湿度过高，潮汽侵入使绝缘受潮。•在储存、运输、运行过程中维护不当，水分、杂质或其他油污混入变压器油中，使绝缘强度大幅降低。•制造过程中，绕组内层浸漆不透，干燥不彻底，绕组引线接头焊接不良等绝缘不完整导致匝间、层间短路。在达到或接近使用年限时，绝缘自然枯焦变黑，绝缘特性下降，是老旧变压器故障的主要原因。•某些年久失修的老变压器，因各种原因致使油面降低，绝缘油与空气大面积、长时间接触，空气中水分大量进入绝缘油，降低绝缘强度。1.2无载分接开关故障1.2.1分接开关裸露受潮由于将军帽、套管、分接开关、端盖、油阀等处渗漏油，使分接开关长期裸露在空气中，又因为配电变压器的油标指示设在油枕中部，变压器在运行中产生的碳化物受热后又产生油焦等物质，容易将油标呼吸孔堵塞，少量的变压器油留在油标内，在负荷、环境温度变化时，油标管内的油位不变化，所以不容易被及时发现。裸露在空气中的分接开关绝缘受潮一段时间后性能下降，导致放电短路。1.2.2高温过热正常运行中的变压器分接开关，长期浸在高于常温的油中，会引起分接开关触头出现碳膜和油垢，引起触头发热，触头发热后又使弹簧压力降低或出现零件变形等情况，又加剧了触头发热，从而引起电弧短路，烧坏变压器。1.2.3本身缺陷分接开关的质量差，存在结构不合理、压力不够、接触不可靠、外部字轮位置与内部实际位置不完全一致等问题，引起动、静触头不完全接触，错位的动、静触头使两抽头之间的绝缘距离变小，引发相间短路或对地放电。1.2.4人为原因有的电工对无载调压开关的原理不清楚，经常调压不正确或不到位，导致动、静触头部分接触或错位。1.3铁芯故障1.3.1铁芯多点接地•铁芯夹板穿心螺栓套管损坏后与铁芯接触，形成多点接地，造成铁芯局部过热而损坏线圈绝缘。•铁芯与夹板之间有金属异物或金属粉末，在电磁力的作用下形成“金属桥”，引起多点接地。•铁芯与夹板之间的绝缘受潮或多处损伤，导致铁芯与夹板有多点出现低电阻接地。1.3.2铁芯硅钢片短路虽然硅钢片之间涂有绝缘漆，但其绝缘电阻小，只能隔断涡流，当硅钢片表面上的绝缘漆因运行年久，绝缘自然老化或损伤后，将产生很大的涡流损耗，铁芯局部发热，造成变压器绕组绝缘击穿短路而烧毁。1.4套管闪络•套管闪络放电也是变压器常见异常之一。造成此种异常的原因有：•胶珠老化渗油后，将空气中的导电尘埃吸附在套管表面，在大雾或小雨时造成污闪，使变压器高压侧单相接地或相间短路；•变压器箱盖上落异物，如大风将树枝吹落在箱盖上，引起套管放电或相间短路；•变压器套管因外力冲撞或机械应力、热应力而破损也是引起闪络的因素。1.5二次侧短路当变压器发生二次侧短路、接地等故障时，二次侧将产生高于额定电流20～30倍的短路电流，变压器一次侧必然要产生很大的电流来抵消二次侧短路电流的消磁作用，大电流在线圈内部产生很大的机械应力，致使线圈压缩，绝缘衬垫、垫板松动，铁芯夹板螺丝松弛，高压线圈畸变或崩裂，导致变压器发生故障。1.6过电压引发的故障1.6.1雷击过电压线路遭雷击时，在变压器绕组上产生高于额定电压几十倍以上的冲击电压，若安装在配电变压器高低压出线的避雷器不能起到有效的保护作用或本身存在某些隐患，如避雷器没有同期投入运行、避雷器接地不良或接地电阻超标等，则配电变压器遭雷击损坏将难以避免。1.6.2系统发生铁磁谐振在10kV配电系统中，小型变压器、电焊机、调速机较多，使系统的等值电感和电容有可能相等或接近，导致系统出现谐振。谐振时，除变压器电流激增熔断器熔断外，还将产生过电压，引起变压器套管发生闪络或爆炸。1.7熔体选择不当配电变压器通常采用熔断器保护，若熔断电流选择过小，则在正常运行状况下极易熔断，造成对用户供电的中断，若熔断电流选择过大，将起不到保护作用。而在农村配电变压器上，由于各种原因经常采用铜线、铝线和铁丝代替熔丝，使变压器得不到有效的保护。在正常使用中，熔丝的选择标准为：容量在100kVA以上的变压器一次侧要配置1.5～2.0倍额定电流的熔丝；容量在100kVA以下的变压器一次侧要配置2.0～3.0额定电流的熔丝；低压侧熔断件应按1.1倍额定电流选择。1.8其它原因由于变压器的一、二次侧引出均为铜螺杆，而架空线路一般采用铝导线，铜铝界面在外界因素的影响下发生电离现象，铜铝之间形成氧化膜，接触电阻增大，使引线处铜螺杆、螺帽、引线烧毁。在检修或安装过程中，紧固或松动变压器引线螺帽时，导电螺杆跟着转动，导致一次侧线圈引线断线或二次侧引出的软铜片相碰造成相间短路。并联运行的配电变压器在检修、试验或更换电缆后未进行核相，随意接线导致相序接错，变压器在投入运行后将产生很大的环流，烧毁变压器。由于照明负荷大多数采用单相供电，管理又不到位，经常造成配电变压器长期三相不平衡运行，致使某相线圈绝缘老化而烧毁变压器2.防范措施配电变压器的故障，大部分是由于管理不到位和运行维护不当造成的，只要加强设备巡视管理，严格按照规程制度操作，大部分是可以避免的。2.1投运前检测配电变压器投运前必须进行现场检测，其主要内容如下：•油枕上的油位计是否完好，油位是否清晰且在与环境温度相符的油位线上。•盖板、套管、油位计、排油阀等处是否密封良好，有无渗油现象。•防爆管(安全气道)的防爆膜是否完好，呼吸器的吸潮剂是否失效。•变压器的外壳和低压侧中性点接地是否牢固可靠，接地电阻是否符合要求。•变压器一、二次出线套管及与导线的连接是否良好，相色是否正确。测量变压器的绝缘电阻和直流电阻，应符合GB50150-1991《电器装置安装工程电气设备交接试验标准》的有关规定。若以上检查全部合格，则先将变压器空投(不带负荷)，检查电磁声有无异常，测量二次侧电压是否平衡，如平衡说明变压器变比正常，无匝间短路，变压器可以带负荷正常运行。2.2运行中注意事项在配电变压器运行过程中，要定期检查三相电压和负荷是否平衡，如严重失衡，应采取措施调整。应经常检查变压器的油色、油位，有无渗漏，发现缺陷及时消除，避免分接开关、线圈受潮。定期清理配电变压器上的污垢，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，定期遥测接地电阻不大于4Ω。在装、拆配电变压器引出线时，严格按照检修工艺操作，避免引出线内部断裂。合理选择导线的接线方式，如采用铜铝过渡线夹或线板等。在接触面上涂导电膏，增大接触面积和导电能力，减少氧化发热。在配电变压器一、二次侧装设避雷器，并将避雷器接地引下线、变压器外壳、二次侧中性点分别接地。坚持每年一次的年度预防性试验，及时更换不合格的避雷器，减少因雷击、谐振产生过电压损坏变压器。每次调整无载分接开关前后，应两次测量直流电阻值，并做好记录，比较三相直流电阻是否平衡，比较三相直流电阻调整前后的变化，比较三相直流电阻与历史值的差别，在确保调整正常无误后，才可投入使用。二、负荷开关1、高压开关柜的种类1.1户外式及户内式从高压开关柜的安置来分，可分为户外式和户内式两种,10KV及以下多采用户内式。根据一次线路方案的不同,可分为进出线开关柜、联络油开关柜、母线分段柜等。10KV进出线开关柜内多安装少油断路器或真空断路器,断路器所配的操动机构多为弹簧操动机构或电磁操动机构,也有配手动操动机构或永磁操动机构的。不同的开关柜在结构上有较大差别,这将影响到传感器的选择和安装。1.2固定式及移开式从高压开关柜的使用来分，可分为固定式和移开式。以前，发电厂的厂用电系统习惯采用移开式开关柜，而供电系统用固定柜较多。随着科学技术的进步和新产品的不断开发成功，很多习惯用法也在发生变化。例如金属铠装移开式开关柜就是在固定式开关柜的基础上发展起来的。金属铠装移开式开关柜为全封闭结构，各功能小室相互隔开，正常操作性能和防误操作功能百加完善和合理，检修方便，其运行的安全可靠性大为提高。1.3高压开关柜的发展近年来，随着小型真空断路器技术的开发和推广，中置式开关柜作为金属封闭铠装移开式开关设备的新开发得到了很快发展。中置柜的优点比较多，最重要的是手车小型化和制作工艺的机械化，使手车与导轨的制作更精确。甚至有不少厂家的产品，其手车包括主断路器和柜体不必在厂内一对一调试，出厂时分别发货到现场后，也很容易调试成功，同样可保证手车进出灵活方便。因该产品互换性好，受现场地面水平条件的影响很小。这种金属铠装移开式开关柜运行安全可靠，检修维护方便。因此供电系统采用的也越来越多了。2、高压开关柜常见故障分析分析其原因高压开关柜故障原因，多发生在绝缘、导电和机械方面。2.1拒动、误动故障这种故障是高压开关柜最主要的故障，其原因可分为两类。一类是因操动机构及传动系统的机械故障造成，具体表现为机构卡涩，部件变形、位移或损坏，分合闸铁芯松动、卡涩，轴销松断，脱扣失灵等。另一类是因电气控制和辅助回路造成，表现为二次接线接触不良，端子松动，接线错误，分合闸线圈因机构卡涩或转换开关不良而烧损，辅助开关切换不灵，以及操作电源、合闸接触器、微动开关等故障。2.2开断与关合故障这类故障是由断路器本体造成的，对少油断路器而言，主要表现为喷油短路、灭弧室烧损、开断能力不足、关合时爆炸等。对于真空断路器而言，表现为灭弧室及波纹管漏气、真空度降低、切电容器组重燃、陶瓷管破裂等。2.3绝缘故障绝缘水平是要正确处理作用在绝缘上的各种电压（包括运行电压和各种过电压）、各种限压措施、绝缘强度这三者之间的关系。力求使产品做到既安全又经济，得到最佳的经济效益。在绝缘方面的故障主要表现为外绝缘对地闪络击穿，内绝缘对地闪络击穿，相间绝缘闪络击穿，雷电过电压闪络击穿，瓷瓶套管、电容套管闪络、污闪、击穿、爆炸，提升杆闪络，CT闪络、击穿、爆炸，瓷瓶断裂等。2.4载流故障载流故障主要原因是开关柜隔离插头接触不良导致触头烧融。2.5外力及其他故障包括异物撞击，自然灾害，小动物短路等不可知的其他外力及意外故障的发生。3、高压开关柜的使用和故障检测虽然在购买使用高压开关柜之前，相应的验收检查工作已经展开，但是在现实中难免有先天性质量问题的设备投入运行，另外，由于外力及机器老化的原因，高压开关柜也很难保持永久的安全使用状态。作为补救措施，用户必须加强对高压开关柜的检测工作。只要及时发现和检出异常所在，就能避免事故的发生。3.1机械故障的检测、使用很多统计资料表明，开关柜机械故障发生的比例最高。这是因为与机械操作相关联的元件非常多，包括合、分闸回路串联有很多环节。而且开关的操作是没有规律的，有时候很长时间也不操作一次，有时候却要连续动作。另外，还受一年四季环境变化的影响。所以机械故障特别是拒动故障是发生概率最高的。要保证开关设备的操作机构性的可靠性，需经过考验验证。例如真空断路器制造厂在产品出厂前，往往要在标准规定的高低操作电压下进行机械操作数百次，如果有故障，就在出厂前进行处理。其次，开关柜内所有部件，特别是动作的部件包括各处的紧固螺钉、弹簧和拉杆，强度要足够，结构要可靠，要经得住长期运行的考验。要保证电气回路良好的连通性，合、分闸线圈、辅助开关等元件的性能都要有保证。因为是串联回路，回路中的各个开关、熔断器以及各个连接处要始终处于完好状态，直流操作电源也要始终处于正常状态。如果直流回路绝缘不良，发生一点接地或多点接地，就可能使开关发生误动，如果直流回路导通不好或电源不正常，就会发生拒动事故。无论制造厂和运行单位，都应把工作做好做扎实。以使机械方面的故障降低到最小。3.2绝缘水平的检测原则上讲，电压等级越高，对绝缘水平的选取更为关注。对于中压等级，往往希望通过增加不多的费用，将绝缘水平取得略为偏高一点、使得运行更安全。在实际检测中，还需考虑到同样绝缘水平的产品，不同地方的运行情况相差很大