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【關(guān)鍵詞】變頻器 過(guò)壓 能耗制動(dòng) 母線電壓控制器
1 前言
變頻器是電力電子技術(shù)和控制技術(shù)發(fā)展的產(chǎn)物,由于其優(yōu)越的調(diào)速性能,自問(wèn)世以來(lái),在工業(yè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展,新型電子元件的性能越來(lái)越優(yōu)越,同時(shí)一些先進(jìn)的控制方法逐步趨于成熟,各種新型的變頻器也層出不窮,性能較之前的產(chǎn)品更加穩(wěn)定。盡管如此,變頻器在使用過(guò)程中仍然會(huì)遇到這樣或那樣的問(wèn)題,其中一個(gè)很常見(jiàn)的故障就是過(guò)電壓。過(guò)電壓產(chǎn)生后,變頻器內(nèi)部的保護(hù)電路會(huì)使變頻器停止運(yùn)行,設(shè)備將無(wú)法工作。由于變頻器的應(yīng)用環(huán)境不盡相同,所以應(yīng)根據(jù)具體情況分析過(guò)壓產(chǎn)生的原因,采取相應(yīng)的對(duì)策。西門(mén)子公司推出的S120系列變頻器,較之前的6ES70等產(chǎn)品,功能更加強(qiáng)大,使用起來(lái)更加方便,在預(yù)防變頻器過(guò)壓故障方面也有很多有效的方法。
2 過(guò)電壓產(chǎn)生的原因
一般能引起中間直流回路過(guò)電壓的原因主要來(lái)自以下兩個(gè)方面:
(1)來(lái)自電源輸入側(cè)的過(guò)電壓。以西門(mén)子S120為例,通常情況下,整流單元進(jìn)線電源電壓為380V,誤差不超過(guò)10%。變頻器工作的直流電壓為經(jīng)過(guò)三相橋式全波整流后的平均值,BLM整流模塊輸出電壓平均為560V,峰值也不會(huì)超過(guò)600V。個(gè)別情況下電源線電壓達(dá)到460V,其峰值電壓也不超過(guò)650V,并不算很高,因此一般情況下進(jìn)線電源不會(huì)導(dǎo)致變頻器過(guò)壓。如果在電源輸入側(cè)有強(qiáng)大的電壓沖擊時(shí),如雷電等大的電磁干擾,則會(huì)導(dǎo)致變頻器過(guò)電壓。但此種情況并不多見(jiàn)。
(2)來(lái)自負(fù)載側(cè)的過(guò)電壓。變頻器過(guò)電壓主要來(lái)自負(fù)載側(cè),原因主要有以下幾方面:當(dāng)電機(jī)帶動(dòng)大負(fù)載減速時(shí),由于變頻器設(shè)置的減速斜坡時(shí)間過(guò)短,變頻器輸出頻率下降的較快,而負(fù)載由于自身慣性很難按照變頻器輸出頻率對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速運(yùn)行,即電機(jī)運(yùn)行速度比變頻器設(shè)定的速度要高,電機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速超過(guò)了同步轉(zhuǎn)速,此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)差率為負(fù)值,轉(zhuǎn)子繞組切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向與電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)狀態(tài)時(shí)相反,其電磁轉(zhuǎn)矩為阻礙電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。所以此時(shí)電機(jī)實(shí)際上處于發(fā)電狀態(tài),負(fù)載的動(dòng)能被“再生”成為電能。再生能量通過(guò)變頻器中間的逆變回路對(duì)直流儲(chǔ)能電容器充電,使直流母線電壓上升,這就是再生過(guò)電壓。因變頻器與電機(jī)本身具有一定的消耗能力,這部分再生能量將被變頻器及電機(jī)消耗掉。若再生能量超過(guò)了變頻器與電機(jī)的能耗范圍,直流回路的儲(chǔ)能電容將會(huì)過(guò)度充電,變頻器由于自身的保護(hù)功能會(huì)動(dòng)作,使運(yùn)行停止。
3 過(guò)電壓的預(yù)防措施
變頻器在使用過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)電壓主要是由于負(fù)載側(cè)引起的再生過(guò)電壓,如上所述,預(yù)防直流母線過(guò)電壓就是要將負(fù)載減速或者是停車過(guò)程中產(chǎn)生的過(guò)多的能量消耗掉,常用的有如下方法:
(1)能量消耗法:在變頻器的直流回路中并聯(lián)一個(gè)制動(dòng)電阻,實(shí)時(shí)檢測(cè)變頻器運(yùn)行中直流母線的電壓,并設(shè)置合適的閾值來(lái)控制一個(gè)功率管的通斷。在直流母線電壓上升至設(shè)定的閾值時(shí),功率管導(dǎo)通,將再生能量通入電阻,以熱能的形式消耗掉,從而防止直流電壓的上升。由于再生能量沒(méi)能得到利用,因此屬于能量消耗型。因?yàn)槟芰肯挠陔姍C(jī)之外的制動(dòng)電阻上,不會(huì)導(dǎo)致電機(jī)的過(guò)熱,因此可重復(fù)使用。西門(mén)子S120系列變頻器BLM型整流單元上可以配置制動(dòng)單元,并聯(lián)制動(dòng)電阻。當(dāng)直流母線電壓升高到720V時(shí),制動(dòng)單元導(dǎo)通,將多余的能量泄放到制動(dòng)電阻上。下圖即為直流母線連接制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻的示意圖。
(2)能量回饋法:有些整流單元進(jìn)線側(cè)變流器是可逆的,當(dāng)有再生能量產(chǎn)生時(shí),回饋給進(jìn)線電網(wǎng),使再生能量得到完全利用。西門(mén)子公司推出的S120系列SLM電源模塊具備電網(wǎng)回饋的能力。當(dāng)負(fù)載制動(dòng)使直流母線電壓升高時(shí),SLM電源模塊將多余的能量自動(dòng)回饋給進(jìn)線電網(wǎng),保證母線電壓維持在一個(gè)正常的范圍。但是這種方法對(duì)電源的穩(wěn)定性要求較高。
(3)激活直流母線控制器:應(yīng)對(duì)直流側(cè)過(guò)壓的問(wèn)題,變頻器控制單元通過(guò)內(nèi)部PID算法,以保持直流側(cè)電壓不致過(guò)高為目的,自行給出頻率。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速有所降低,并且直流側(cè)電壓降低到設(shè)定的限值以內(nèi)后,繼續(xù)按減速斜坡減速。如果直流側(cè)電壓再次過(guò)高,控制器再次動(dòng)作。S120變頻器激活直流母線控制器的方法是將參數(shù)P1200設(shè)置為1,即激活母線電壓最大控制器。此種方法適合于由于負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大造成的過(guò)壓,并且在控制上沒(méi)有受控減速,因此有一定的局限性。
4 結(jié)束語(yǔ)
本文針對(duì)變頻器在使用中容易出現(xiàn)過(guò)電壓的問(wèn)題,從理論上分析了過(guò)電壓產(chǎn)生的主要原因,并結(jié)合西門(mén)子公司S120系列變頻器的實(shí)際應(yīng)用,提出了預(yù)防過(guò)電壓的幾種措施,實(shí)踐表明能量消耗法是最常用也是最有效的方法。
主要區(qū)別存在于直流(Dc)輸入驅(qū)動(dòng)器和交流(Ac)輸入驅(qū)動(dòng)器上。
直流[Dc)輸入驅(qū)動(dòng)器可用于使用直流輸入的各種應(yīng)用中(類似電池供電的閃光燈、太陽(yáng)能燈等),并且,還可以用于需要先將Ac電源轉(zhuǎn)換為中問(wèn)直流電壓,然后再將該電壓饋入到LED驅(qū)動(dòng)器的各種應(yīng)用上(如街燈、戶外照明等)。對(duì)于直流輸入驅(qū)動(dòng)器而言,某些重要的特征可能在于其設(shè)計(jì)上十分容易――幾乎不需要采用外部元器件,并且解決方案成本較低,或不需要使用熱保護(hù)系統(tǒng)。
Ac輸入驅(qū)動(dòng)器則用于改型燈。對(duì)于PAR(ParabolicAlumlnum Renector,碗碟狀鋁反射,是專業(yè)舞臺(tái)上的一種常見(jiàn)燈具)燈、標(biāo)準(zhǔn)燈泡等而言,它們?cè)?00V、120V或230v的交流輸入下運(yùn)行;而對(duì)于MRl6燈而言,則需要在12v的交流輸入下工作。由于存在某些復(fù)雜的問(wèn)題,如,標(biāo)準(zhǔn)三端雙向可控硅開(kāi)關(guān)或后沿調(diào)光器的調(diào)光能力問(wèn)題,以及與電子變壓器(從交流線電壓生成MRl6燈工作時(shí)的12V交流電)的兼容性問(wèn)題(即,無(wú)閃爍操作),因此,與直流輸入驅(qū)動(dòng)器相比,交流輸入驅(qū)動(dòng)器所涉及的領(lǐng)域更為復(fù)雜。
LED產(chǎn)品設(shè)St中涉及到哪些設(shè)計(jì)問(wèn)題?要解決這些問(wèn)題,是否存在產(chǎn)品特征上的改進(jìn)?
筆者認(rèn)為,對(duì)于直流輸入驅(qū)動(dòng)器而言,這些問(wèn)題類似于設(shè)計(jì)Dc/Dc轉(zhuǎn)換器,就如同補(bǔ)償控制環(huán)路、解決噪音問(wèn)題(當(dāng)然是以最低的成本)。其它要求可能是LED的熱管理問(wèn)題:LED運(yùn)行中會(huì)由于消耗很多能源而變得十分熱,因此,需要找到巧妙的解決方案,使其保持充分的冷卻。
交流輸入驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)更為復(fù)雜。由于電壓更高、回掃變換器的噪音更大等原因,因此交流輸入電源本身就變得更為復(fù)雜。此外,許多工作需要滿足EMI(電磁干擾)、THD(總諧波失真)以及PFc(功率因數(shù)校正)方面的要求,尤其是要符合調(diào)光性和與電子變壓器的兼容性方面的需要。EMI問(wèn)題通常可以通過(guò)適當(dāng)?shù)闹靼寮?jí)設(shè)計(jì)來(lái)加以解決,為了解決調(diào)光性和與電子變壓器的兼容性問(wèn)題,重要的是要選擇適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)器集成電路(Ic)。
目前,在LED驅(qū)動(dòng)器中,是什么形成了產(chǎn)品的特點(diǎn),或者說(shuō),是什么使產(chǎn)品得以改進(jìn)?
對(duì)于直流(Dc)輸入驅(qū)動(dòng)器而言,Ic使設(shè)計(jì)大為簡(jiǎn)化,例如,通過(guò)采用無(wú)補(bǔ)償作用的布局,使用非常少的外部元件,驅(qū)動(dòng)器就能夠集成類似熱保護(hù)在內(nèi)的特征。當(dāng)LED變得很熱時(shí),能夠減小LED上的電流。
而對(duì)于交流(Ac)輸入而言,最復(fù)雜的是調(diào)光性和與電子變壓器的兼容性問(wèn)題。選用適當(dāng)?shù)尿?qū)動(dòng)器Ic可以提供現(xiàn)成的解決方案來(lái)解決這些問(wèn)題,因此,設(shè)計(jì)師在使驅(qū)動(dòng)器可以調(diào)光并與變壓器兼容時(shí),就可以避免非常冗長(zhǎng)和復(fù)雜的工作。
隨著LED應(yīng)用的發(fā)展,半導(dǎo)體行業(yè)是否已設(shè)計(jì)出LED半導(dǎo)體?
半導(dǎo)體行業(yè)正在從簡(jiǎn)單地銷售通用電源應(yīng)用(如LED驅(qū)動(dòng)器1DC/DC和AC/DC穩(wěn)壓器向制造驅(qū)動(dòng)LED的專用產(chǎn)品方向發(fā)展。如同我們上面所看到的那樣,這些產(chǎn)品的某些特征只是LED驅(qū)動(dòng)器應(yīng)用所需要的。
未來(lái)將出現(xiàn)什么樣的LED驅(qū)動(dòng)器或解決方案?
將會(huì)存在兩種發(fā)展趨勢(shì)。對(duì)于改型燈而言,驅(qū)動(dòng)器將繼續(xù)得以改善,以提供調(diào)光平滑的解決方案;同時(shí),元器件數(shù)量少,解決方案成本低。對(duì)于其它照明應(yīng)用而言,我們希望未來(lái)能夠看到更多特征復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)器,能夠?qū)崿F(xiàn)光的遠(yuǎn)程控制。
在選擇LED驅(qū)動(dòng)器時(shí),設(shè)計(jì)工程師應(yīng)遵循何種選擇標(biāo)準(zhǔn)?
標(biāo)準(zhǔn)的選擇取決于應(yīng)用的類型。對(duì)于直流輸入驅(qū)動(dòng)器而言,重要的當(dāng)然是要選擇運(yùn)行可靠且耐用的驅(qū)動(dòng)器,但解決方案的成本可能會(huì)成為一個(gè)相關(guān)因素,因?yàn)榭晒┻x擇的產(chǎn)品很多,產(chǎn)品的提供相當(dāng)廣泛;對(duì)于交流(Ac)輸入驅(qū)動(dòng)而言,特別是人們要求調(diào)光性或電子變壓器的兼容性時(shí),市場(chǎng)上銷售的Ic彼此之間存在非常大的區(qū)別。由于每種產(chǎn)品都有其自身的解決方案,因此,要找到調(diào)光良好、平滑的解決方案就不是一件容易的事情。因此,與成本驅(qū)動(dòng)相比,該領(lǐng)域中的選擇更多的是特征和性能驅(qū)動(dòng)。
LED技術(shù)的熱點(diǎn)問(wèn)題有哪些?
冷卻(略)
多串布局
多串布局是顯示器背光照明應(yīng)用所采用的模式。就照明應(yīng)用而言,人們有時(shí)在汽車車燈應(yīng)用中使用這些布局方法,將驅(qū)動(dòng)器的輸出電壓保持在安全限值之下;在街燈和戶外用燈等功率非常高的應(yīng)用中有時(shí)也采用這些布局方式。對(duì)這些應(yīng)用而言,由于曼為高效,功率耗散更小,因此,多個(gè)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器(每串一個(gè))的布局一般來(lái)說(shuō)更好?;谕瑯拥目紤],在這些應(yīng)用中,在元器件布局上人們一般不采用單個(gè)開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)器和多個(gè)線性電流吸流器的模式。雖然在可控色彩RGB(紅綠藍(lán))照明中,人們將來(lái)會(huì)更多地使用多串應(yīng)用,但就目前而言,可能由于解決方案的成本較高,因此,使用非常有限。
可調(diào)光IC
如同所述,對(duì)驅(qū)動(dòng)器而言,亮度降低是一個(gè)比較大的問(wèn)題。許多驅(qū)動(dòng)器都聲稱可以調(diào)光,但實(shí)際上,就平滑殼度降低情況以及提供足夠好的功率因子和效率(可調(diào)先驅(qū)動(dòng)器有時(shí)需要采用電流分壓器。電流分壓器能夠增加輸入電流,但卻降低了效率)而言,幾乎沒(méi)有哪種驅(qū)動(dòng)器在這方面是令人滿意的。筆者認(rèn)為這是一個(gè)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品存在改善空間的領(lǐng)域。
有關(guān)IC的保護(hù)/特征
主要指汽車應(yīng)用領(lǐng)域。在該領(lǐng)域中,用戶需要外部元器件來(lái)防止短路、降低EMI噪音等,而通過(guò)集成保護(hù)特征、降低EMI噪音(如,使用擴(kuò)展頻譜方法),驅(qū)動(dòng)器Ic可以做許多事情來(lái)減少元器件的數(shù)量和大小。
排在前5名的應(yīng)用有哪些?其LED半導(dǎo)體的特點(diǎn)是什么?
目前商業(yè)型的主要應(yīng)用包括,100~230VAc改型交流輸入燈。在該領(lǐng)域,LED驅(qū)動(dòng)器對(duì)于調(diào)光、以及工作在不利“熱”環(huán)境下的驅(qū)動(dòng)器電路能否具有較長(zhǎng)的使用壽命都起到相當(dāng)大的作用。
小形狀(如,MRl6,GUlO)改型燈。由于這些燈不能用熒光燈替代(熒光燈不適合這些燈的小形狀因子要求),因此,它們可能會(huì)替代傳統(tǒng)燈的傳感器。對(duì)于這些燈中最常見(jiàn)的MR16而言,存在的問(wèn)題是,燈必須能夠使用電子變壓器而不出現(xiàn)閃爍。標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)器在對(duì)待多個(gè)變壓器方面存在問(wèn)題;Maxim公司代之以提供專門(mén)的解決方案,該方案顯著提高了使用電子變壓器時(shí)的性能。
街道照明及戶外照明是另一個(gè)強(qiáng)勁增長(zhǎng)的市場(chǎng)。在該領(lǐng)域,主要的驅(qū)動(dòng)器解決方案是購(gòu)買現(xiàn)成可用的AC/DC轉(zhuǎn)換器,由其生成直流中間電壓,然后讓LED驅(qū)動(dòng)器在此電壓下工作。對(duì)驅(qū)動(dòng)器的主要要求可能是,驅(qū)動(dòng)器外部元器件數(shù)量要少,并且解決方案的成本要低。
LED已被廣泛地應(yīng)用于汽車后燈,并且現(xiàn)在正被用于汽車的白晝行駛燈、位置指示燈、遠(yuǎn)光燈和車頭的短焦距燈。在該領(lǐng)域,人們面臨的主要問(wèn)題是要有高可靠性的LED驅(qū)動(dòng)器――這種驅(qū)動(dòng)器應(yīng)能夠在輸入電壓和溫度變化范圍較大的環(huán)境下工作;此外,驅(qū)動(dòng)器必須能夠防止出現(xiàn)短路或其 它故障。
太陽(yáng)能燈對(duì)LED驅(qū)動(dòng)器的特殊要求?
太陽(yáng)能燈市場(chǎng)需要直流輸入驅(qū)動(dòng)器,這些驅(qū)動(dòng)器必須結(jié)實(shí)耐用、容易設(shè)計(jì)、所需的外部元器件數(shù)量少且解決方案成本低。針對(duì)該市場(chǎng),Maxim能夠提供的驅(qū)動(dòng)器外部元器件十分少,無(wú)需任何補(bǔ)償,且使用高功率耗散包使熱設(shè)計(jì)變得更為容易和便宜。
英飛凌談LED驅(qū)動(dòng)芯片趨勢(shì)
問(wèn):LED驅(qū)動(dòng)器的技術(shù)趨勢(shì)如何?
答:高效率,同時(shí)又必須高可靠、高穩(wěn)定性。LED驅(qū)動(dòng)器(或解決方案)本身效率必須越來(lái)越高。這要求寬電壓的輸入范圍既能符合不同地區(qū)的電壓標(biāo)準(zhǔn)、適用于不同的LED組合,也能為提供高效率的LED照明提供方便。在不同的使用環(huán)境下,驅(qū)動(dòng)器必須提供高穩(wěn)定度的電流和電壓。由于LED的色溫越來(lái)越柔和,多色組合的LED燈珠給多路LED驅(qū)動(dòng)器提出了要求。LED驅(qū)動(dòng)器的電流控制需要更加精準(zhǔn)。
問(wèn):很多LED企業(yè)認(rèn)為芯片、散熱器是LED壽命的根源,卻沒(méi)有注意到LED電源驅(qū)動(dòng)導(dǎo)致的光衰問(wèn)題。如何更好地解決散熱或光衰等方面的問(wèn)題?
答:不管是在汽車電子,工業(yè)控制還是消費(fèi)電子產(chǎn)品,英飛凌一直注重產(chǎn)品的質(zhì)量、高效率和環(huán)保。隨著LED通用照明的普及,對(duì)驅(qū)動(dòng)器安全、穩(wěn)定和高效提出了新的要求。因此英飛凌在提供高品質(zhì)的IC同時(shí),更重視方案的提供。AC-DC和DC-DC效率都是需要考慮的因素。所以對(duì)于一款高效率高品質(zhì)的LED照明驅(qū)動(dòng)器,不能只衡量某一個(gè)Ic的品質(zhì)或效率,更要注重整體的方案。例如加入單片機(jī)為系統(tǒng)提供智能控制、反饋、通訊等功能,能更靈活有效地提高整體方案。在LED驅(qū)動(dòng)器方面,為了降低發(fā)熱,驅(qū)動(dòng)器自身的功耗必須越來(lái)越小。由于LED照明燈具的體積非常小,燈具的設(shè)計(jì)也越來(lái)越小,要求驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì)具有良好的散熱性,對(duì)產(chǎn)品的封裝技術(shù)也提出了要求。同時(shí)也要求驅(qū)動(dòng)器本身具有很好的耐高溫性(產(chǎn)品可以長(zhǎng)時(shí)間工作在較高溫度環(huán)境下)。為了防止光衰,LED驅(qū)動(dòng)器必須可以工作在很寬的溫度范圍,
同時(shí)必須提供一個(gè)比較精確的恒流控制,這些對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)工藝都提出了要求。
【關(guān)鍵詞】電氣設(shè)備;故障現(xiàn)象與分析
當(dāng)前國(guó)家對(duì)水利領(lǐng)域高重視、高投入,水利建設(shè)發(fā)展的速度驚人,在水利工程運(yùn)用中,由于電氣設(shè)備使用頻率變高,經(jīng)常出現(xiàn)故障是難以避免的。電氣設(shè)備出現(xiàn)故障有可能會(huì)影響工作的正常進(jìn)行,甚至造成較大經(jīng)濟(jì)的損失,嚴(yán)重些還有可能危及人的生命安全。水利工程電氣設(shè)備中的真空斷路器、CT、PT、變電所GIS、變壓器、避雷器、發(fā)電機(jī)等主要設(shè)備也會(huì)經(jīng)常出現(xiàn)一些故障。為了能夠減少和避免故障的發(fā)生或者發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的危害,我們列舉了以下經(jīng)常出現(xiàn)的一些典型故障現(xiàn)象,并分析其原因及找出相應(yīng)的解決方案。希望通過(guò)對(duì)其闡述能夠?qū)λこ踢\(yùn)行與管理工作者能有一定的幫助,從而避免或減少設(shè)備運(yùn)行管理過(guò)程中事故的發(fā)生,盡可能地降低生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn),形成有針對(duì)性的運(yùn)行管理反事故預(yù)案,使水利工程能夠安全的發(fā)揮最大效益。
1電氣設(shè)備運(yùn)行中故障現(xiàn)象與分析
1.1 真空斷路器
1.1.1故障現(xiàn)象
(1)電動(dòng)不能儲(chǔ)能,但是手動(dòng)可以儲(chǔ)能。
(2)電動(dòng)可以分閘拒合,但合閘脫扣器不動(dòng)作。
(3)電動(dòng)可以分閘拒分,但分閘脫扣器不動(dòng)作。
(4)儲(chǔ)能機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)不停止,甚至導(dǎo)致線圈過(guò)熱損壞。
1.1.2 故障原因分析
(1)電動(dòng)不能儲(chǔ)能,但是手動(dòng)可以儲(chǔ)能可能是由儲(chǔ)能電機(jī)MO燒壞引起的。
(2)電動(dòng)可以分閘拒合,但合閘脫扣器不動(dòng)作可能是因?yàn)楹娇詹孱^的插針脫落引起。
(3)電動(dòng)分閘拒分,分閘脫扣器不動(dòng)作可能是由于二次控制回路接線松動(dòng)或者航空插頭的插針脫落。
(4)對(duì)于儲(chǔ)能機(jī)手動(dòng)可以儲(chǔ)能運(yùn)轉(zhuǎn)不停止,甚至導(dǎo)致線圈過(guò)熱損壞可能是由于行程開(kāi)關(guān)位置偏上,致使合閘彈簧儲(chǔ)能完畢后完畢后,行程開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)還沒(méi)有得到轉(zhuǎn)換,儲(chǔ)能電機(jī)仍處于工作狀態(tài),以致電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)不停。
1.1.3 解決方案
(1)對(duì)于電動(dòng)不能儲(chǔ)能,但手動(dòng)可以儲(chǔ)能故障可以在電機(jī)控制回路完整的情況下,可測(cè)量電機(jī)回路電阻,如有異常應(yīng)檢查是否是儲(chǔ)能電機(jī)燒壞了,此時(shí)可以拔出連接導(dǎo)線,卸下電機(jī)的三顆固定螺栓,取出電機(jī)進(jìn)行更換。
(2)對(duì)于電動(dòng)分閘拒合,但合閘脫扣器不動(dòng)作故障可以更換航空插頭。
(3) 對(duì)于電動(dòng)分閘拒分,但分閘脫扣器不動(dòng)作故障可以通過(guò)回路檢查,卡緊松動(dòng)的連線;如果是航空插頭的插針脫落,可以更換航空插頭。
(4)對(duì)于能機(jī)手動(dòng)可以儲(chǔ)能運(yùn)轉(zhuǎn)不停止,甚至導(dǎo)致線圈過(guò)熱損壞故障可以調(diào)整行程開(kāi)關(guān)位置,實(shí)現(xiàn)電機(jī)準(zhǔn)確斷電。
1.2 CT、PT
1.2.1 故障現(xiàn)象
(1)電流互感器運(yùn)行中出現(xiàn)鐵芯過(guò)熱現(xiàn)象。
(2)運(yùn)行時(shí)電壓互感器一次側(cè)熔絲熔斷。
1.2.2 故障原因分析
(1)電流互感器運(yùn)行中出現(xiàn)鐵芯過(guò)熱現(xiàn)象可能是由于長(zhǎng)期過(guò)負(fù)荷或二次回路開(kāi)路引起鐵芯磁飽和而造成的。
(2)運(yùn)行中的電壓互感器一次側(cè)熔絲熔斷可能是由于電壓器感器內(nèi)部發(fā)生匝間、層間或相間短路以及一相接地等引起的。
1.2.3 解決方案
(1)對(duì)于電流互感器運(yùn)行中出現(xiàn)鐵芯過(guò)熱故障現(xiàn)象首先要仔細(xì)觀察,并且通過(guò)儀表指示判斷引起聲音異?;蜩F芯過(guò)熱的原因,如果是過(guò)負(fù)荷引起的應(yīng)采取降低負(fù)荷,至額定值以下并觀察其運(yùn)行;如果是因?yàn)槎位芈匪斐傻?,則應(yīng)該立即停止運(yùn)行(或?qū)⒇?fù)荷減小至最低限度),處理過(guò)程中要必要的安全措施,防止觸電。如果是因?yàn)槠浣^緣破壞造成的放電,則應(yīng)該進(jìn)行更換
(2)對(duì)于運(yùn)行中的電壓互感器一次側(cè)熔絲熔斷現(xiàn)象應(yīng)當(dāng)拉開(kāi)電壓互感器隔離開(kāi)關(guān),并取下二次保險(xiǎn),檢查是否熔斷,在排除電壓互感器本身故障或二次故障后,可重新更換合格熔絲將電壓互感器投入運(yùn)行
1.3 變電所GIS
1.3.1 故障現(xiàn)象
(1)SF6氣體微水超標(biāo)。
(2)SF6 氣體泄漏。
(3)GIS內(nèi)部放電現(xiàn)象。
(4)液壓機(jī)構(gòu)出現(xiàn)滲漏油或打壓頻繁。
1.3.2 故障原因分析
(1)SF6氣體微水超標(biāo)可能是因水分通過(guò)密封件泄露滲入進(jìn)入到SF6氣體中。
(2)SF6氣體泄漏可能是由于密封墊老化或者焊縫出現(xiàn)砂眼引起。
(3)GIS內(nèi)部放電可能是由于制造工藝不合格,在GIS內(nèi)部某些部件處于懸浮電位,導(dǎo)致電場(chǎng)強(qiáng)度局部升高,進(jìn)而產(chǎn)生電暈放電。
(4)液壓機(jī)構(gòu)出現(xiàn)滲漏油或打壓頻繁可能是由于液壓機(jī)構(gòu)密封圈老化,或安裝位置偏移、或儲(chǔ)壓筒漏氮等原因引起。
1.3.3 解決方案
(1)對(duì)于SF6氣體微水超標(biāo)故障,通常辦法是回收SF6氣體后,用氮?dú)夥磸?fù)沖洗、干燥和抽真空,然后充入新的SF6氣體。
(2)對(duì)于SF6氣體泄漏故障,一般先用SF6檢漏儀對(duì)漏氣間隔進(jìn)行檢測(cè),找出漏氣點(diǎn)。若為焊縫漏氣,則將SF6氣體回收后進(jìn)行補(bǔ)焊;若為密封接觸面漏氣,通常在回收SF6氣體后更換密封。
(3)對(duì)于GIS內(nèi)部放電現(xiàn)故障,則應(yīng)該及時(shí)更換內(nèi)部出問(wèn)題的設(shè)備。
(4)對(duì)于液壓機(jī)構(gòu)滲漏油或打壓頻繁故障,在停電后需將液壓機(jī)構(gòu)泄壓,查明原因,更換相應(yīng)的油封。
1.4 變壓器
1.4.1 故障現(xiàn)象
(1)變壓器鐵芯過(guò)熱故障。
(2)變壓器油溫不斷升高。
(3)變壓器繞組放電、擊穿或燒毀。
(4)變壓器斷線相沒(méi)有電流的顯示。
1.4.2 故障原因分析
(1)變壓器鐵芯過(guò)熱的原因可能是鐵芯多點(diǎn)接地和鐵芯片間絕緣不好造成鐵耗增加所致。
(2)變壓器油溫不斷升高原因可能是渦流、夾緊鐵芯用的穿心螺絲絕緣損壞、變壓器內(nèi)部故障如繞組短路、油路堵等引起的。
(3)變壓器繞組放電、擊穿或燒毀現(xiàn)象可能是變壓器絕緣有薄弱環(huán)節(jié), 或絕緣距離不符合要求等原因引起的。
(4)變壓器發(fā)出異常聲音可能是因?yàn)槎搪冯娏鞯碾姶帕ψ饔靡鸬摹?/p>
1.4.3 解決方案
(1)對(duì)于變壓器鐵芯過(guò)熱引起的故障,可以進(jìn)行鐵心多點(diǎn)接地的檢測(cè)。常用的方法有交流法、直流法、電表交流法。
(2)對(duì)于變壓器油溫不斷升高故障現(xiàn)象,則應(yīng)該進(jìn)行停電檢修。
(3)對(duì)于變壓器繞組放電、擊穿或燒毀等故障應(yīng)更換優(yōu)質(zhì)的絕緣材料以及調(diào)整絕緣的距離。
(4)對(duì)于變壓器發(fā)出異常聲音故障應(yīng)該擰緊壓圈螺釘,緊固松托的襯墊和撐條。
1.5 避雷器
1.5.1故障現(xiàn)象
(1)避雷器內(nèi)部閥片老化。
(2)避雷器密封不良。
1.5.2故障原因分析
(1)避雷器內(nèi)部閥片老化可能是因?yàn)楸芾灼鞒掷m(xù)運(yùn)行電壓偏低,避雷器內(nèi)其余正常閥片負(fù)擔(dān)加重,導(dǎo)致其老化速度加快。
(2)避雷器密封不良可能是由產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中避雷器閥片烘干不徹底、含水分所引起的。
1.5.3解決方案
(1)對(duì)于避雷器內(nèi)部閥片老化故障應(yīng)該在設(shè)計(jì)選型時(shí)選擇具有足夠的額定電壓和持續(xù)運(yùn)行電壓的避雷器。
(2)對(duì)于避雷器密封不良故障應(yīng)該在使用之前進(jìn)行嚴(yán)格的密封性測(cè)試。
1.6 發(fā)電機(jī)
1.6.1 故障現(xiàn)象
(1)發(fā)電機(jī)斷路器自動(dòng)跳閘。
(2)發(fā)電機(jī)溫度過(guò)高。
1.6.2故障原因分析
(1)發(fā)電機(jī)斷路器自動(dòng)跳閘可能是由于發(fā)電機(jī)定子繞組短路或接地引起。
(2)發(fā)電機(jī)溫度過(guò)高可能是因?yàn)殡娏鬟^(guò)大所引起的。
1.6.3解決方案
(1)對(duì)于發(fā)電機(jī)斷路器自動(dòng)跳閘現(xiàn)象應(yīng)該檢查發(fā)電機(jī)滅磁開(kāi)關(guān)是否已跳開(kāi),如果沒(méi)有,應(yīng)馬上將其斷開(kāi)。
(2)對(duì)于發(fā)電機(jī)溫度過(guò)高故障應(yīng)該查明是否因?yàn)榘l(fā)電機(jī)內(nèi)部局部短路所引起的。
2 結(jié)語(yǔ)
本文通過(guò)對(duì)水利工程中電氣設(shè)備的闡述,讓我們意識(shí)到電氣設(shè)備維護(hù)和檢測(cè)的重要性。在日后的生產(chǎn)過(guò)程中,我們運(yùn)用科學(xué)的方法分析問(wèn)題,熟悉的掌握電氣設(shè)備的性能,保證電氣設(shè)備能夠有效安全穩(wěn)定地運(yùn)行。同時(shí),我們要從工作中不斷地總結(jié)經(jīng)驗(yàn),做好相關(guān)的防范工作,排除一切安全隱患。在遇到問(wèn)題是要學(xué)會(huì)系統(tǒng)地分析問(wèn)題和解決問(wèn)題,保證工作有條不紊地進(jìn)行。
參考文獻(xiàn):
[1]邱世卉.變電站GIS機(jī)構(gòu)故障的事故分析及處理[J].成都電子機(jī)械高等??茖W(xué)校學(xué)報(bào),2009(04).
關(guān)鍵詞:低電壓 電壓質(zhì)量 解決方案
前言
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展及用電負(fù)荷的高速增長(zhǎng),部分配電變壓器的端電壓不能滿足用戶的要求,嚴(yán)重影響了供電企業(yè)服務(wù)的質(zhì)量。尤其在夏季高溫期間,空調(diào)負(fù)荷急劇增加, 低電壓?jiǎn)栴}尤為突出,嚴(yán)重影響了城鄉(xiāng)居民的日常生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
電壓質(zhì)量是電力企業(yè)的一項(xiàng)重要綜合性技術(shù)指標(biāo), 解決農(nóng)村低電壓?jiǎn)栴},是提高農(nóng)村供電服務(wù)的具體體現(xiàn),也是企業(yè)節(jié)能降損的內(nèi)在要求,是關(guān)系到供電企業(yè)經(jīng)營(yíng)的大事。低電壓?jiǎn)栴}是一個(gè)綜合問(wèn)題,任何一項(xiàng)技術(shù)問(wèn)題或管理問(wèn)題都有可能造成低電壓?jiǎn)栴},我們必須剖開(kāi)這一問(wèn)題的現(xiàn)象,發(fā)現(xiàn)其產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)原因,根據(jù)不同情況,采取具體問(wèn)題具體分析的方法,同時(shí)考慮成本效益原則,對(duì)不同原因要使用不同的方法,從而在有限的投資范圍內(nèi)打造適應(yīng)新農(nóng)村建設(shè)的新型農(nóng)村電網(wǎng)。
1低電壓產(chǎn)生的原因分析
雖然經(jīng)過(guò)幾次電網(wǎng)改造,但現(xiàn)今仍有相當(dāng)一部分的線路比較陳舊、標(biāo)準(zhǔn)較低,同時(shí)隨著家用電器的迅速普及,原先建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)較高的一些電網(wǎng)也不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要,急需進(jìn)行規(guī)劃建設(shè)。尤其導(dǎo)線截面選擇方面,應(yīng)當(dāng)根據(jù)當(dāng)?shù)赜秒娯?fù)荷的密度、分布情況,結(jié)合現(xiàn)狀和長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃,選擇合適截面,當(dāng)導(dǎo)線截面不能滿足電壓質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí),必須采取技術(shù)措施加以調(diào)整,以免造成負(fù)荷過(guò)大,給供電質(zhì)量造成負(fù)面的影響。
供電半徑過(guò)大也是電壓低的主要原因。原先由于在改造中制定的方案不合理或者資金的原因使得高壓線不能深入到負(fù)荷中心,造成低壓供電線路呈單方向放射,進(jìn)而造成末端電壓偏低。
運(yùn)行管理不到位也是低電壓產(chǎn)生的主要原因之一。我們知道變壓器應(yīng)盡可能布置在負(fù)荷中心或重要負(fù)荷附近,三相負(fù)荷平衡,會(huì)使零線電流較低、線損偏低、電壓質(zhì)量較高,設(shè)備使用壽命較長(zhǎng)。同樣大小的負(fù)荷,如果只接在單相上,造成變壓器三相負(fù)荷不平衡,由于變壓器繞組壓降不同,出口電壓不均衡,電壓質(zhì)量得不到保障。低壓線路的不平衡度相對(duì)比較嚴(yán)重的地方,低壓端電壓出現(xiàn)低電壓現(xiàn)象也就越普遍。在高峰負(fù)荷期間或負(fù)荷變化較大時(shí)對(duì)線路要進(jìn)行實(shí)際測(cè)量,不僅僅測(cè)量變壓器的低壓側(cè)電流,還要測(cè)量負(fù)荷高峰時(shí)的末端電壓。根據(jù)實(shí)際數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的調(diào)整。
低壓電網(wǎng)處于電力系統(tǒng)的末端,無(wú)功電源先天不足,加之低壓感性負(fù)荷較多,大量消耗無(wú)功,造成無(wú)功非常缺乏,但由于認(rèn)識(shí)的片面性,重視有功忽視無(wú)功在低壓供電中比較普遍,在電壓存在問(wèn)題的地區(qū)均出現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償不到位的現(xiàn)象,有的地方線路內(nèi)無(wú)功補(bǔ)償基本沒(méi)有。
除上面介紹的幾個(gè)主要原因,產(chǎn)生電壓低的還有以下幾個(gè)方面:
1)有的農(nóng)村用戶所用配變?nèi)萘啃?,農(nóng)網(wǎng)穩(wěn)性負(fù)荷量很小,導(dǎo)致負(fù)荷變化大、負(fù)荷高峰時(shí)出現(xiàn)了超負(fù)荷情況,電壓波動(dòng)大。
2)每逢春季農(nóng)業(yè)負(fù)荷特別集中,造成各級(jí)電網(wǎng)電壓偏低。
3)電網(wǎng)中現(xiàn)有主變壓器,有載調(diào)壓裝置投運(yùn)率低或調(diào)壓操作不及時(shí)。
2解決電壓低的技術(shù)措施
為了解決低電壓?jiǎn)栴},供電部門(mén)通常采用變壓器增容及低壓線路大規(guī)模改造的辦法,但這樣做不僅工程造價(jià)高,而且物資采購(gòu)及施工周期長(zhǎng),不利于迅速有效解決突發(fā)性低電壓?jiǎn)栴}。為此應(yīng)詳細(xì)分析低電壓產(chǎn)生的具體原因,因地制宜,制定最佳策略,以在有限的資金范圍內(nèi)迅速解決低電壓?jiǎn)栴},進(jìn)一步提高供電企業(yè)設(shè)備運(yùn)行水平和優(yōu)質(zhì)服務(wù)水平。
2.1對(duì)線路進(jìn)行復(fù)雙
用戶端低電壓的直接原因是線路電壓損耗大,造成用戶端電壓低于規(guī)定值。線路電壓損耗與線路末端有功、無(wú)功功率、單位長(zhǎng)導(dǎo)線電阻、電抗、額定電壓、線路長(zhǎng)度有關(guān),如果能降低線路阻抗,就能減少線路電壓損耗。在出現(xiàn)低電壓現(xiàn)象的區(qū)域,供電企業(yè)將事先準(zhǔn)備的備用導(dǎo)線從配電變壓器出線端開(kāi)始沿著主干線路并接在主干線上,備用導(dǎo)線截面宜在95 及以上,以200 左右為1段,依次與原有的低壓線路并聯(lián)以降低線路阻抗。
線路復(fù)雙的方法具有以下優(yōu)點(diǎn):
1)不但保全原有線路和設(shè)備繼續(xù)使用,而且投資少,效果明顯。
2)施工簡(jiǎn)單、快捷,可節(jié)約大量人力、物力。
3)采用線路復(fù)雙與增加低壓導(dǎo)線同樣總截面的辦法相比,降低線路電抗的效果更顯著。
4)線路復(fù)雙可作為處理低電壓搶修的應(yīng)急措施,待項(xiàng)目及資金到位后,可對(duì)臺(tái)區(qū)進(jìn)行徹底改造,而復(fù)雙導(dǎo)線可以回收利用,作為搶修備品繼續(xù)使用。
2.2優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、平衡三相負(fù)荷
掌握三相負(fù)荷分布的動(dòng)態(tài),結(jié)合農(nóng)網(wǎng)改造,合理設(shè)計(jì)電網(wǎng)改造方案,主干線、分支干線均采用三相四線制供電。農(nóng)村電網(wǎng)低電壓?jiǎn)栴}的平衡三相負(fù)荷的對(duì)策有:
1)對(duì)產(chǎn)生低電壓?jiǎn)栴}的區(qū)域進(jìn)行測(cè)量,合理設(shè)置分接頭,使電壓處于最小偏差范圍。
2)盡快實(shí)施增容改造,更換滿載、超載的變壓器,提高變壓器容載比,單臺(tái)變壓器容量不宜超過(guò)500kVA。
2.3無(wú)功功率的解決方案
提高變壓器功率因數(shù),實(shí)現(xiàn)無(wú)功分層、分區(qū)平衡,降低電網(wǎng)損耗和改善用戶電壓質(zhì)量,應(yīng)重視高低壓配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題,主要應(yīng)從三個(gè)方面抓:
1)異步電動(dòng)機(jī)的就地?zé)o功補(bǔ)償;
2)配電變壓器的無(wú)功補(bǔ)償;
3)10kV配電線路的補(bǔ)償。
針對(duì)農(nóng)網(wǎng)實(shí)際情況,可采用配變低壓側(cè)集中補(bǔ)償與線路補(bǔ)償相結(jié)合的方式。配電變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償可使低壓區(qū)實(shí)現(xiàn)分層、分區(qū)就地平衡,線路補(bǔ)償用于補(bǔ)償線路無(wú)功負(fù)荷和未進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖儔浩骺蛰d損耗部分,可有效提高線路功率因數(shù),大幅度降低線路損耗。
2.4加強(qiáng)管理力度
應(yīng)當(dāng)成立農(nóng)村“低電壓”整治小組,深入調(diào)研農(nóng)網(wǎng)電壓現(xiàn)狀和“低電壓”情況,制定相應(yīng)整治方案,定期召開(kāi)專題工作會(huì)議。明確責(zé)任目標(biāo),嚴(yán)格按分層分級(jí)負(fù)責(zé)的原則,實(shí)行目標(biāo)管理。
加強(qiáng)調(diào)度管理,深入研究農(nóng)村電網(wǎng)低壓用電負(fù)荷特性,優(yōu)化電網(wǎng)運(yùn)行方式,調(diào)控負(fù)荷、電壓和無(wú)功補(bǔ)償能力。
合理增加配變點(diǎn),重新分配低壓負(fù)荷。解決供電瓶頸問(wèn)題,變壓器布點(diǎn)少,容量小,超載嚴(yán)重的,盡快更換、增容,并優(yōu)先選用新型的有載調(diào)壓變壓器。
調(diào)整配電變壓器低壓側(cè)用戶,均衡三相負(fù)荷,對(duì)配電變壓器低壓側(cè)三相負(fù)荷嚴(yán)重不平衡的地區(qū),迅速制定負(fù)荷轉(zhuǎn)移方案,均衡三相負(fù)荷。盡可能使配電變壓器出口處的負(fù)荷電流不平衡度應(yīng)小于10%,中性線電流不應(yīng)超過(guò)低壓側(cè)額定電流25%,低壓主干線及主要分支線的首端電流不平衡度應(yīng)小于20%。
提高用戶對(duì)電壓質(zhì)量的監(jiān)督意識(shí)。加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)有電壓監(jiān)測(cè)儀的管理,實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)低壓側(cè)電壓。
4結(jié)束語(yǔ)
低電壓綜合治理工作是以滿足經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)電力的需求為目的,以改善低壓客戶端電壓質(zhì)量為目標(biāo)。堅(jiān)持以電網(wǎng)建設(shè)改造為重點(diǎn)、基礎(chǔ)研究為依托、科技與信息技術(shù)為支撐的原則。結(jié)合近期與遠(yuǎn)期發(fā)展需求,統(tǒng)籌考慮電網(wǎng)戰(zhàn)略規(guī)劃,開(kāi)展薄弱點(diǎn)綜合治理,改善結(jié)構(gòu),優(yōu)化布局。加強(qiáng)電村配網(wǎng)運(yùn)行管理,完善電壓質(zhì)量監(jiān)測(cè)手段。加強(qiáng)用電負(fù)荷特性分析,開(kāi)展適合當(dāng)?shù)刎?fù)荷特點(diǎn)的供電方式、綜合調(diào)壓方案和配電變壓器應(yīng)對(duì)日負(fù)荷波動(dòng)能力的研究與應(yīng)用。提升供電能力、調(diào)壓能力、無(wú)功補(bǔ)償能力、精益運(yùn)行和營(yíng)銷服務(wù)能力,既立足解決當(dāng)前突出問(wèn)題,又著力改善配電網(wǎng)供電能力和供電質(zhì)量。
參考文獻(xiàn)
【關(guān)鍵詞】高壓110kV;電力變壓器;匝間短路;故障試驗(yàn)分析
電力變壓器在整個(gè)電力系統(tǒng)中是一種靜止的電氣設(shè)備,它的主要作用就是將一種數(shù)值的電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N不同數(shù)值的電壓,而保證兩種電壓的頻率一樣[1]。在一次繞組中通以交變電流,同時(shí)會(huì)產(chǎn)生交變的磁場(chǎng),交變的磁場(chǎng)在鐵芯的磁導(dǎo)作用下在二次繞組中感應(yīng)出交流電。一次繞組和二次繞組中的電壓大小與兩個(gè)繞組的匝數(shù)有關(guān),電壓越高,則該部分的匝數(shù)越多。變壓器的基本參數(shù)是額定容量,額定容量的大小表征變壓器傳輸?shù)碾娔艿拇笮 ?/p>
1.110kV變壓器匝間短路故障概述
1.1 結(jié)構(gòu)分析
電力變壓器的故障多種多樣,我們先從電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析,主要出現(xiàn)故障的部位一般是在繞組、分接開(kāi)關(guān)、端子排、套管、鐵芯等等,由于繞組是變壓器中電壓轉(zhuǎn)換的主要部件,一旦它出現(xiàn)故障,將會(huì)嚴(yán)重影響變壓器的正常運(yùn)行,所以繞組故障是變壓器的所有故障之中最為特殊的一種變壓器故障[2]。繞組故障可以分為以下三種方式的短路故障:層間短路故障、匝間短路故障、相間短路故障。剩下的斷線故障和接地故障會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的放電現(xiàn)象,大量的電能被消耗。而其中的繞組匝間短路故障一般是由于絕緣部位的老化以及廠家生產(chǎn)之時(shí)絕緣部位損壞,還有就是變壓器受潮卻沒(méi)有得到及時(shí)有效地處理,導(dǎo)致各個(gè)電路由于水的導(dǎo)電現(xiàn)象而造成繞組的短路故障。
1.2 故障檢測(cè)方式
當(dāng)變壓器出現(xiàn)匝間短路故障時(shí),最常用的檢測(cè)方式就是對(duì)變壓器的繞組進(jìn)行變形試驗(yàn),這個(gè)方式也是目前最有效的變壓器匝間短路故障檢測(cè)方式。其他的檢測(cè)方式還有絕緣電阻的測(cè)試、油色譜的具體分析以及直流電阻的參數(shù)測(cè)試,我們?cè)趯?shí)際的操作中要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)變壓器的現(xiàn)象做出故障檢測(cè)方式的合理利用,找出變壓器的具體故障類型,根據(jù)實(shí)際的檢測(cè)情況選擇合適的處理方案以及采取合適的解決措施。
2.故障的過(guò)程詳述
中心控制室的監(jiān)控系統(tǒng)顯示屏上出現(xiàn)“1號(hào)主變重瓦斯動(dòng)作,主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作”主變兩邊的開(kāi)關(guān)處在斷開(kāi)位置,中心控制室的工作人員立即確定電路開(kāi)關(guān)是否處在斷路狀態(tài),及時(shí)的拉開(kāi)閘刀,整個(gè)電力設(shè)備處于檢修狀態(tài)。
主變檢查;中心控制室的工作人員立即采取措施對(duì)變壓器的各個(gè)元器件狀況、三側(cè)開(kāi)關(guān)、CT、PT設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)密的檢查,對(duì)其各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)運(yùn)用儀器檢測(cè)并與標(biāo)準(zhǔn)值對(duì)照。發(fā)現(xiàn)變壓器的內(nèi)部各個(gè)組成元件沒(méi)有出現(xiàn)任何狀況,各個(gè)設(shè)備的外觀正常,電路中沒(méi)有出現(xiàn)斷路、局部放電的特殊情況,也沒(méi)有爆炸、著火等現(xiàn)象發(fā)生,最終的細(xì)查結(jié)果顯示主變絕緣套管出現(xiàn)些許的漏油情況,瓦斯繼電器中內(nèi)的氣體占2/3。我們根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)知道:主變絕緣套管螺絲松動(dòng)以及變壓器套管缺陷都會(huì)造成絕緣套管的漏油現(xiàn)象,具體分析為充油管中油的質(zhì)量變差,套管內(nèi)的絕緣膠的絕緣效果不佳,如果后果嚴(yán)重的化會(huì)造成變壓器的燃燒和爆炸。
3.故障試驗(yàn)分析
3.1 繞組直流電阻檢測(cè)
目前,變壓器繞組電阻的檢測(cè)也是比較常用的試驗(yàn)項(xiàng)目,它能夠有效地檢測(cè)出繞組絕緣情況以及整個(gè)電路的連接狀況,對(duì)于具體的繞組匝間短路、開(kāi)關(guān)接觸狀態(tài)、接頭的接觸不良等故障都具有比較好的檢測(cè)效果,主變繞組直流電阻故障檢測(cè)可得下表:
表1 主變繞組直流電阻故障檢測(cè)結(jié)果
相間 AO BO CO 誤差
0.1548 0.1508 0,1549 2.76%
線間 AB BC CA 誤差
0.3042 0.3041 0.3088 1.71%
由1表中數(shù)據(jù)可知:直流電阻的誤差超出了標(biāo)準(zhǔn)范圍,B相直流電阻值明顯的偏小,結(jié)果分析證明B相出現(xiàn)了匝路短路故障。
3.2 短路損耗試驗(yàn)
一般選擇在變壓器的一側(cè)的繞組內(nèi)通過(guò)額定頻率、波形為正弦的電流,另一側(cè)的繞組短路會(huì)產(chǎn)生阻抗,該阻抗被稱作是變壓器的短路阻抗[3]。試驗(yàn)時(shí)變壓器一側(cè)的繞組中的電壓為110kV,另一側(cè)的繞組電壓為35kV,110kV部分全部處于斷路狀態(tài),35kV部分全部短路但是不接地。如果加壓側(cè)的電壓為110kV,在BC端加壓時(shí),出現(xiàn)短路的較大損耗現(xiàn)象,通過(guò)反復(fù)的充放電過(guò)程來(lái)測(cè)量直流電阻的阻值,結(jié)果表明B相的直流電阻與其他的兩項(xiàng)之間存在較大的偏差,所以我們認(rèn)定B相繞組出現(xiàn)匝間短路故障。
3.3 色譜數(shù)據(jù)分析
目前,利用色譜分析法來(lái)檢測(cè)變壓器鐵芯接地的故障是一種比較簡(jiǎn)單的方法,同時(shí)它的效果也是非常讓人滿意的,三比值法和四比值法是兩種具體的方法,三比值法在實(shí)際的操作中存在一定的約束,只有是變壓器油中的溶解的氣體超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值或者氣體的產(chǎn)生速率超過(guò)限值時(shí)才能進(jìn)行準(zhǔn)確的判斷,因此現(xiàn)在三比值法的運(yùn)用比較的少,大部分的判斷過(guò)程選用的都是四比值法。我們利用色譜分析得到的各種數(shù)據(jù)來(lái)對(duì)變壓器的故障來(lái)進(jìn)行具體的診斷。首先我們要掌握氣體產(chǎn)生的原因以及發(fā)生的變化,判斷出現(xiàn)的故障的類型,對(duì)故障的具體動(dòng)態(tài)狀況進(jìn)行詳細(xì)的了解,然后選擇合適的處理措施[4]。特殊氣體產(chǎn)生的原因有以下幾種:固體絕緣受熱或者熱分解、電暈放電、強(qiáng)弧光放電等等。
對(duì)于故障之后瓦斯繼電器的氣體進(jìn)行分析統(tǒng)計(jì)得到以下的表格。
表2 故障后瓦斯繼電器氣體色相色譜分析結(jié)果統(tǒng)計(jì)表(微升/升)
氫氣 一氧化碳 二氧化碳 甲烷 乙烯 乙烷 乙炔 總烴
280600 38980 4230 9887 1120 32 4712 15678
由上表2色譜分析統(tǒng)計(jì)表格可知:氫氣和總烴的含量都嚴(yán)重的超標(biāo),因此我們判斷變壓器內(nèi)部有放電故障存在,進(jìn)行進(jìn)一步的檢查發(fā)現(xiàn)B相匝間存在放電現(xiàn)象。
4.結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)上面的對(duì)于110kV變壓器的匝間短路故障簡(jiǎn)單的分析,我們了解到整個(gè)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行與電力變壓器之間存在非常大的關(guān)聯(lián),我們可以尋找合適的變壓器匝間短路故障預(yù)防措施以及故障發(fā)生后的具體解決方案,盡量的減少因故障導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失,為我國(guó)的用電客戶提供一個(gè)安全可靠,長(zhǎng)期穩(wěn)定的良好的用電環(huán)境。
參考文獻(xiàn)
[1]李健,趙雙兵,張紅旗,胡科.110kV變壓器匝間短路故障分析與處理[J].中國(guó)電業(yè)(技術(shù)版),2011年02期.
[2]羅菲,110kV變壓器匝間短路故障電氣試驗(yàn)[J].黑龍江科技信息,2011年22期.
【關(guān)鍵詞】20kV;變壓器;改造
【中圖分類號(hào)】TM 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A
【文章編號(hào)】1007-4309(2013)07-0057-1.5
隨著地區(qū)電網(wǎng)用電負(fù)荷的劇增和可用土地面積的約束,10kV配電網(wǎng)供電半徑偏小、供配電能力不足、供電可靠性較差等問(wèn)題逐漸顯現(xiàn)。20kV配電網(wǎng)在負(fù)荷密度大、線路長(zhǎng)的情況下,在增大輸送容量、降低網(wǎng)損等方面效益十分顯著。根據(jù)目前電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷情況,在現(xiàn)有10kV電網(wǎng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行20kV改造尤為必要。
由于通用變壓器無(wú)20kV電壓等級(jí),配網(wǎng)引入20kV電壓等級(jí)后,就涉及變壓器改造問(wèn)題,從技術(shù)角度分析是完全可行的。由于各變壓器廠生產(chǎn)的變壓器在結(jié)構(gòu)、選材、工藝等方面不盡相同,要針對(duì)每臺(tái)的具體情況制訂不同的改造方案。下面就20kV電網(wǎng)中對(duì)變壓器進(jìn)行改造的可行性作一探討。
一、20kV系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式的選擇
變壓器改造是利用一定存量或原有的變壓器,對(duì)低壓繞組進(jìn)行20kV升壓改造。首先需確定20kV系統(tǒng)中性點(diǎn)的接地方式,它關(guān)系到改造后變壓器接線組別的選擇。
電力系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式,直接影響到系統(tǒng)的絕緣水平、運(yùn)行的安全可靠性和電力設(shè)備的造價(jià)。因此,20kV系統(tǒng)中性點(diǎn)采取何種接地方式,是一個(gè)綜合性的經(jīng)濟(jì)技術(shù)問(wèn)題,要全面分析。中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地電網(wǎng)與中性點(diǎn)不接地電網(wǎng)相比,在消除間歇電弧過(guò)電壓、自動(dòng)檢出故障線路、預(yù)防諧振過(guò)電壓等方面有其優(yōu)勢(shì);與經(jīng)消弧線圈接地電網(wǎng)相比,在故障線路快速切除、自動(dòng)重合閘方面有其優(yōu)勢(shì)。為確保20kV設(shè)備的安全可靠運(yùn)行,建議20kV系統(tǒng)中性點(diǎn)采用小電阻接地方式。其優(yōu)點(diǎn)有:
1.降低了20kV系統(tǒng)的過(guò)電壓水平,特別是避免了小電流接地系統(tǒng)中弧光接地過(guò)電壓對(duì)設(shè)備的危害,有利于設(shè)備絕緣配合。
2.小電阻接地方式不會(huì)引起系統(tǒng)中性點(diǎn)不平衡電壓的放大,進(jìn)而造成系統(tǒng)虛假接地現(xiàn)象。
相應(yīng)減少了鐵磁諧振過(guò)電壓發(fā)生的概率。
3.降低新設(shè)備造價(jià),減少了利用舊設(shè)備升壓改造的投資。
缺點(diǎn)是20kV線路跳閘率會(huì)相應(yīng)提高。對(duì)此,應(yīng)相應(yīng)提高重合閘動(dòng)作的可靠性。
二、220kV與110kV主變改造
(一)220kV主變改造
目前運(yùn)行的220kV主變有2種類型,即:三繞組變壓器和自耦式變壓器。三繞組變壓器的接線組別為YN切ynO d11;自耦式變壓器的接線組別為YN a0.ynO+d??煞祻S進(jìn)行如下改造:
1.取消35kV繞組,將相應(yīng)的35kV繞組改造為20kV繞組。為了滿足接線組別的要求,相應(yīng)增加1個(gè)10kV平衡繞組,同時(shí)進(jìn)行上節(jié)油箱改造。
2.將三繞組變壓器的接線組別改造為YN ynO yn+d11,即220,110和20kV繞組為星形接線,另增加1個(gè)10kV平衡繞組成三角形接線。自耦式變壓器的接線組別改造為YN a0.ynO+d11,即220,110和20kV繞組為星形接線,另增加1個(gè)10kV平衡繞組成三角形接線。
3.改造后變壓器各側(cè)繞組的額定容量比建議采用:100%/100%/(40%-60%)/(25%-30%)。
(二)110kV主變改造
目前運(yùn)行的110kV主變有2種類型,即:三繞組變壓器和二繞組變壓器。三繞組變壓器的接線組別為YN ynO d11,電壓比為:110/35/10kV;二繞組變壓器的接線組別為YNd11,電壓比為:110/10kV。
1.二繞組變壓器中取消10kV繞組,增加20kV繞組。三繞組變壓器中取消35kV繞組及10kV繞組,增加20kV繞組。
2.改造后的變壓器接線組別均為YN ynO+d11,即110kV和20kV繞組為星形接線,另增加1個(gè)10kV平衡繞組成三角形接線。
3.改造后變壓器各側(cè)繞組的額定容量比建議采用:100%/100%/100%。
(三)改造方案的優(yōu)、缺點(diǎn)分析
上述變壓器改造方案的優(yōu)點(diǎn)有:一是取消了接地變,能有效防止接地變故障跳閘后,因失去小電阻而改變了系統(tǒng)的接地方式,危及安全運(yùn)行故障的發(fā)生。二是引入了10kV繞組可以起到2個(gè)作用:20kV升壓改造過(guò)程中,可以對(duì)未經(jīng)改造的10kV線路繼續(xù)供電(或?qū)Χ唐诖嬖诘?0kV和20kV混供區(qū)供電);全部20kV升壓改造工作結(jié)束后,可作平衡繞組使用。缺點(diǎn):由于低壓繞組改造,必須拔出高、低壓線圈(低壓線圈換成20kV線圈)。高壓線圈存在絕緣損壞,線圈間焊接點(diǎn)增加而局部溫升高的風(fēng)險(xiǎn);矽鋼片拆裝過(guò)程中可能會(huì)存在矽鋼片局部受損的情況,造成局放量增大;由于變壓器器身幾何尺寸整體基本不作變動(dòng),因此,其阻抗電壓變化不大。與同類型新變壓器(20kV)比較,空載損耗要增大。
上述問(wèn)題可以通過(guò)擇優(yōu)委托變壓器廠家;嚴(yán)格制定變壓器改造的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn);加強(qiáng)駐廠監(jiān)造和出廠驗(yàn)收等手段來(lái)進(jìn)行掌控。
三、10kV配變改造
(一)油浸式普通配變改造
由于10kV油浸式普通配變受鐵芯窗口、絕緣距離和油箱尺寸等因素限制,同時(shí)考慮到主絕緣溫升、阻抗電壓、損耗之間的制約關(guān)系。在這些參數(shù)的性能指標(biāo)滿足國(guó)標(biāo)要求下,實(shí)現(xiàn)10kV配變升壓到20kV的可行辦法是:降低原有配變?nèi)萘?。即:油浸式普通配變升壓減容改造。據(jù)初步分析減容幅度約為原配變的30%左右。改造內(nèi)容:
1.高、低線圈更換,即升壓減容。由于10kV配變高、低壓線圈是采用一體式繞制的工藝,無(wú)法單獨(dú)更換高壓線圈;并且,低壓線圈同時(shí)更換,可節(jié)省鐵芯窗口的空間。
2.適當(dāng)增加鐵芯截面。即增加部分矽鋼片,達(dá)到減少損耗、降低空載電流的目的,以保證變壓器不出現(xiàn)過(guò)勵(lì)磁。
3.油箱大蓋更換。滿足20kV套管相間距離。
(二)方案的優(yōu)、缺點(diǎn)
升壓減容改造原有10kV配變,充分利用了原有設(shè)備資源。但是其改造費(fèi)用較大;設(shè)備容量降低;空載損耗增大;噪聲水平提高。對(duì)此,可以通過(guò)以下手段進(jìn)行控制:
1.采購(gòu)少量大容量20kV配變,進(jìn)行大、小容量20kV配變逐級(jí)替換解決,或利用35kV主變降壓改造為20kV大容量配電變壓器。
2.嚴(yán)格變壓器改造的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。
3.加強(qiáng)設(shè)備出廠驗(yàn)收。
干式變壓器可以升壓改造,方案基本同油浸式普通配變。
(三)卷鐵芯配變
卷鐵芯配電變壓器由于結(jié)構(gòu)因素,高、低壓線圈無(wú)法抽出鐵芯,一般情況下無(wú)法進(jìn)行升壓減容改造。如果改造廠具備對(duì)卷鐵芯配電變壓器高、低壓線圈拆除條件,其改造方案與油浸式普通配變相同。
四、綜合經(jīng)濟(jì)分析
不同電壓等級(jí)的變壓器,改造費(fèi)用所占變壓器原價(jià)比例如下。
1.220kV變壓器返廠改造費(fèi)用(三圈變和自耦變同視)為現(xiàn)有變壓器價(jià)格×(20%-25%)。
2.110kV變壓器返廠改造費(fèi)用為現(xiàn)有變壓器價(jià)格×(25%-28%)。
3.10kV配電變壓器(油浸式)返廠改造費(fèi)用為現(xiàn)有配電變壓器價(jià)格×(50%-65%)。
各電壓等級(jí)變壓器改造和新購(gòu)費(fèi)用比較。因變壓器制造廠在選材、設(shè)計(jì)及工藝方面的差異,新變壓器價(jià)格僅供參考。
五、結(jié)語(yǔ)
根據(jù)電網(wǎng)的現(xiàn)狀和遠(yuǎn)景規(guī)劃,對(duì)變壓器20kV改造的可行性進(jìn)行了探討,重點(diǎn)分析了變壓器改造中的問(wèn)題和解決方案;同時(shí)對(duì)改造變壓器及新購(gòu)變壓器進(jìn)行了綜合經(jīng)濟(jì)比較。變壓器20kV改造需根據(jù)實(shí)際情況做針對(duì)性分析,以確保改造方案的科學(xué)、經(jīng)濟(jì)、可行。
【參考文獻(xiàn)】
關(guān)鍵詞:主變壓器C相 乙炔 數(shù)據(jù)超標(biāo)
Abstract: A main power transformer phase C work to generate a large number of acetylene gas state. This paper carries on the inspection to the main transformer,.Cause analysis of total hydrocarbon content exceed the standard. That produces a lot of gas hydrocarbon is the transformer box along the overheating and the ablation leads to the conclusion and provide the theoretical basis and Solutions.
Keywords: Transformer C phase; Acetylene; Data exceed the standard
中圖分類號(hào):TM407 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1003-9082(2015)09-0295-02
引言
某發(fā)電廠主變壓器C相于2004年7月投運(yùn),投運(yùn)后運(yùn)行正常,2004年11月開(kāi)始產(chǎn)生微量乙炔氣體,到2008年3月,氣體含量保持在0.15μl/l。同年,利用停機(jī)對(duì)主變絕緣油進(jìn)行了濾油處理。油處理后保持一年,于2009年3月又產(chǎn)生微量乙炔,一直觀察運(yùn)行,沒(méi)有增長(zhǎng)趨勢(shì),但總烴一直存在增長(zhǎng)趨勢(shì),增長(zhǎng)速度緩慢。2010年10月,乙炔氣體突然開(kāi)始快速增長(zhǎng),總烴含量達(dá)到超標(biāo)值。根據(jù)色譜數(shù)據(jù)及廠家建議決定利用機(jī)組大修機(jī)會(huì)對(duì)3號(hào)機(jī)主變C相進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)吊罩檢查,徹底處理該缺陷。
一、變壓器概況
某廠主變壓器為DFP-250000/500型變壓器,2004年6月投運(yùn),運(yùn)行運(yùn)行三年半時(shí)間,運(yùn)行期間沒(méi)有發(fā)生重大設(shè)備異常,運(yùn)行情況基本良好。該主變壓器C相設(shè)備參數(shù)如表1:
二、變壓器C相色譜數(shù)據(jù)分析
根據(jù)舍普數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)變壓器異常進(jìn)行分析,色譜跟蹤數(shù)據(jù)如下圖1:
由圖1的變壓器絕緣油色譜跟蹤數(shù)據(jù)分析可得,主變壓器C相變壓器油中乙炔和總烴增長(zhǎng)主要分為三個(gè)階段,各階段的數(shù)據(jù)特點(diǎn)及分析如下:
1.乙炔和總烴微量含有階段
從2005年2月變壓器油中首次檢測(cè)出乙炔氣體到2010年11月為第一階段。該階段主變壓器C相絕緣油中乙炔氣體的含量基本保持在0.15μl/l左右,一直沒(méi)有增長(zhǎng)的趨勢(shì),雖然在2008年3月進(jìn)行過(guò)絕緣油濾油處理,但沒(méi)有從根本上解決問(wèn)題,只保持了約一年時(shí)間,到2009年3月又產(chǎn)生乙炔氣體,并且和前一段時(shí)間一樣沒(méi)有增長(zhǎng)趨勢(shì)。雖然該階段的絕緣油氣體含量沒(méi)有增產(chǎn)趨勢(shì),但由于產(chǎn)生乙炔和總烴氣體,由于懷疑存在放電點(diǎn),決定觀察運(yùn)行。色譜數(shù)據(jù)跟蹤的周期從開(kāi)始的每三個(gè)月一次,到2008年3月濾油后到2010年11月為每?jī)蓚€(gè)月一次。
2.乙炔和總烴快速增長(zhǎng)階段
從2010年11月10日開(kāi)始,乙炔氣體和總烴含量突然開(kāi)始快速增長(zhǎng),由0.16μl/l直接變?yōu)?.81μl/l。這一現(xiàn)象馬上引起注意,將取樣周期縮短,先變?yōu)槊恐芤淮?,最后?010年12月31日后變?yōu)槊恐軆纱紊踔潦侨?。該階段,乙炔氣體從0.81μl/l快速增長(zhǎng)到8.83μl/l。由于該階段氣體含量快速超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)值(標(biāo)準(zhǔn)值見(jiàn)表1)。
2.1乙炔和總烴快速增長(zhǎng)階段色譜數(shù)據(jù)的分析處理
2.1.1三比值法
本文使用三比值法對(duì)色譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。三比值法是在熱動(dòng)力學(xué)和實(shí)踐的基礎(chǔ)上,推薦作為判斷充油電氣設(shè)備故障類型的主要方法。改良三比值法是用五種氣體的三對(duì)比值以不同的編碼表示,編碼規(guī)則和故障類型判斷方法見(jiàn)表2和表3。
利用三對(duì)比值的另一種判斷故障類型的方法,是溶解氣體分析解釋表和解釋簡(jiǎn)表,見(jiàn)表4和表5。表4是將所有故障類型分為六種情況,這六種情況適合于所有類型的充油電氣設(shè)備,氣體比值的極限依賴于設(shè)備的具體類型可稍有不同。表4中還顯示了D1和D2之間的某些重疊,而又有區(qū)別,這說(shuō)明放電的能量有所不同,因而必須對(duì)設(shè)備采取不同的措施。
2.1.2現(xiàn)有數(shù)據(jù)的分析與處理
現(xiàn)有數(shù)據(jù)記錄如下表6:
據(jù)三比值法計(jì)算的編碼組合在表3中查找故障類型為高溫過(guò)熱(高于700℃),可能的故障為分接開(kāi)關(guān)接觸不良,引線夾件螺絲松動(dòng)或接頭焊接不良,渦流引起銅過(guò)熱,鐵心漏磁,局部短路,層間絕緣不良,鐵心多點(diǎn)接等原因。對(duì)照表4和表5也判斷該變壓器為溫度大于700℃的熱故障。
3.乙炔和總烴含量平穩(wěn)階段
從2011年1月開(kāi)始到2011年1月13日停機(jī),3號(hào)機(jī)主變C相乙炔含量基本不變,保持在7-8μl/l之間,該段期間內(nèi)總烴含量增長(zhǎng)也比較緩慢,從1561.83μl/l增長(zhǎng)到1683.43μl/l。
結(jié)合快速增長(zhǎng)階段,我們分析3號(hào)機(jī)主變C相的過(guò)熱放電為裸金屬過(guò)熱并伴隨輕微放電。由于CO2/CO的值基本集中在7-9的范圍內(nèi),所有初步判斷該故障不涉及到固體絕緣材料(涉及到固體絕緣材料的故障CO2月CO的比值一般小于3)。根據(jù)以上分析,結(jié)合其他產(chǎn)生具有間歇性的特點(diǎn),判斷故障點(diǎn)可能是在該變壓器的分接開(kāi)關(guān)、高低壓引線、變壓器工藝螺釘?shù)燃兇獾慕饘俳佑|部位。
三、主變壓器C相色譜數(shù)據(jù)超標(biāo)故障檢查處理
1.主變壓器C相色譜數(shù)據(jù)超標(biāo)故障檢查處理方法
通過(guò)對(duì)主變壓器進(jìn)行吊罩檢查發(fā)現(xiàn),油箱內(nèi)側(cè)正對(duì)變壓器低壓x端引線上下箱沿出有過(guò)熱和放電燒痕,長(zhǎng)度約150cm(油箱此處外部箱沿螺栓曾經(jīng)發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象,已將箱沿螺栓更換為不銹鋼螺栓),當(dāng)時(shí)對(duì)該處進(jìn)行打磨拋光處理,如圖2所示:
為防止漏磁在該處上下箱沿再產(chǎn)生渦流過(guò)熱,在變壓器上下箱壁上各焊接一個(gè)螺栓并用導(dǎo)電帶進(jìn)行連接,如圖3:
2.主變壓器C相色譜數(shù)據(jù)超標(biāo)故障原因分析
變壓器箱沿處過(guò)熱和燒蝕是產(chǎn)生大量烴類氣體的原因。其理由是由于變壓器容量很大(單相250MVA),其低壓側(cè)電流很大(12500A)。因此低壓繞組z端至套管的引線(由下至上貫穿整個(gè)器身的高度,且距離油箱壁很近)通過(guò)的大電流在引線周圍產(chǎn)生很強(qiáng)的磁場(chǎng),該磁場(chǎng)在其周圍的金屬導(dǎo)體(油箱壁)內(nèi)產(chǎn)生渦流,當(dāng)上下箱沿之間不接觸或接觸很好時(shí),不會(huì)產(chǎn)生過(guò)熱或燒蝕,但當(dāng)上下箱沿之間有毛刺似接非接時(shí)(類似于電焊機(jī)的焊條與被焊物之間產(chǎn)生的電?。┚蜁?huì)產(chǎn)生火花放電、發(fā)生過(guò)熱現(xiàn)象,導(dǎo)致變壓器油的分解,產(chǎn)生烴類氣體。
四、結(jié)論
本文通過(guò)對(duì)生產(chǎn)實(shí)例進(jìn)行處理分析,研究主變壓器C相色譜數(shù)據(jù)超標(biāo)故障原因及處理方法,得出產(chǎn)生大量烴類氣體是變壓器箱沿處過(guò)熱和燒蝕導(dǎo)致的結(jié)論,為變壓器總烴含量超標(biāo)處理提供了一定的理論基礎(chǔ)和解決方案,其處理效果還需經(jīng)過(guò)變壓器的長(zhǎng)期運(yùn)行過(guò)程得以驗(yàn)證。從此臺(tái)主變壓器乙炔異常情況可以看出,加強(qiáng)變壓器的制造與安裝過(guò)程中的質(zhì)量控制是非常重要的。
參考文獻(xiàn)
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【關(guān)鍵詞】變壓器;中性點(diǎn)套管;絕緣電阻;介質(zhì)損耗因素;色譜分析
1 引言
套管是電力系統(tǒng)中廣泛使用的一種重要電器,它能使高壓導(dǎo)線安全地穿過(guò)接地墻壁或箱蓋,與其他電氣設(shè)備相連接。因此,它既有絕緣作用,又有機(jī)械上的固定作用。套管在運(yùn)行中的工作條件是嚴(yán)厲的,所以常常因逐漸劣化或損壞,導(dǎo)致電網(wǎng)事故[1-2]。
本文介紹了一起在預(yù)防性試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的變壓器中性點(diǎn)套管介質(zhì)損耗因素超標(biāo)的缺陷;通過(guò)采用內(nèi)外屏蔽法排除該中性點(diǎn)套管對(duì)高壓繞組連同套管絕緣電阻測(cè)量結(jié)果的影響,屏蔽后,高壓繞組連同套管的絕緣電阻值和吸收比都符合南方電網(wǎng)Q/CSG1 0007 -2004《電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程》[3](簡(jiǎn)稱《規(guī)程》)的要求,而屏蔽前卻都低于《規(guī)程》要求值;據(jù)此判定該中性點(diǎn)套管確存有缺陷。此外,本文還對(duì)該套管的油樣進(jìn)行色譜分析,查明缺陷是套管由于長(zhǎng)期有滲油跡象,以致進(jìn)水受潮,使內(nèi)部固體絕緣材料加速老化。針對(duì)缺陷原因和該變壓器的實(shí)際情況,本文提出該變壓器在運(yùn)行中其高壓中性點(diǎn)應(yīng)保持接地的運(yùn)行方式,以防過(guò)電壓加劇套管絕緣缺陷,危害變壓器的安全運(yùn)行。
5 結(jié)論
電力變壓器作為電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備,它的安全運(yùn)行直接影響到整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行狀況。本文對(duì)在周期預(yù)防性試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的高壓中性點(diǎn)套管絕緣缺陷進(jìn)行了介紹和驗(yàn)證,并通過(guò)油樣的色譜分析,診斷出該套管的具體缺陷原因;最后,結(jié)合該變壓器的實(shí)際情況,本文提出在運(yùn)行中保持該中性點(diǎn)直接接地的解決措施,該措施具有實(shí)際的借鑒意義。
參考文獻(xiàn)
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關(guān)鍵詞:10kv主接線電氣設(shè)備施工
1、 前言
變電所又稱變電站,是變換電能電壓和接受電能與分配電能的場(chǎng)所,是發(fā)電廠和用戶中間的樞紐。主要由電力變壓器、母線、開(kāi)關(guān)等配電設(shè)備以及監(jiān)視、控制等輔助設(shè)備組成,10kv供電系統(tǒng)中設(shè)有數(shù)量眾多的電力變電所,其設(shè)備形式多樣,內(nèi)容不一,幾乎沒(méi)有完全相同的變電所,因此每個(gè)變電所在設(shè)計(jì)施工中均會(huì)碰到新問(wèn)題,需加強(qiáng)與設(shè)計(jì)部門(mén)和土建施工單位的溝通,做好施工前的預(yù)想和施工中的相互配合工作,以保證電力變電所施工的順利進(jìn)行。
2、 變、配電所施工
10kv配電網(wǎng)屬中壓配電網(wǎng),它延伸至用電負(fù)荷的中心或居民小區(qū)內(nèi),直接面對(duì)廣大用戶的供電需要,安全可靠地施工過(guò)程是變電所提供穩(wěn)定電力的核心,顯得尤為重要。
一次設(shè)備施工順序?yàn)椋弘姎庠O(shè)備安裝、測(cè)試、高層軟、硬母線安裝、設(shè)備接線等;二次施工順序?yàn)椋弘娎|支架制安、保護(hù)屏安裝、端子箱安裝、電纜敷設(shè)、二次接線、保護(hù)調(diào)試、傳動(dòng)等。實(shí)驗(yàn)工作應(yīng)和設(shè)備安裝緊密配合,因天氣多變,高壓試驗(yàn)人員應(yīng)抓住有利天氣立即試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)上報(bào)處理。一般10kv變電所的接線圖如圖1所示;
圖1 10kv變電所接線圖
為保證施工質(zhì)量,避免返工和浪費(fèi),施工人員應(yīng)認(rèn)真學(xué)習(xí)圖紙,弄清設(shè)計(jì)意圖,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題應(yīng)與技術(shù)人員一起研究,圖紙上進(jìn)行必要地注釋,工作前要認(rèn)真準(zhǔn)備,以便順利施工。施工中的接線錯(cuò)誤問(wèn)題包括遙測(cè)量、遙信量(含保護(hù)信號(hào))、遙控量和遙脈量,這些信息量如果不準(zhǔn)確,將會(huì)引起分析錯(cuò)誤、統(tǒng)計(jì)失誤、遙控和遙調(diào)拒動(dòng)和誤動(dòng),嚴(yán)重的甚至?xí)鹗鹿省D壳霸诰S護(hù)中發(fā)現(xiàn)造成信息量不準(zhǔn)大多是在施工中的誤接線造成的 ,因而在施工中應(yīng)做到如下要求:
施工前熟悉圖紙,編好電纜清冊(cè),按圖施工;
施工后仔細(xì)檢查,核對(duì)接線的正確性;
回路試驗(yàn)時(shí)要檢查回路的極性和相序的正確性;
竣工驗(yàn)收時(shí)要查看各種記錄和試驗(yàn)結(jié)果。
其中第三條很重要,但往往未引起足夠的重視,結(jié)果常常是極性和相序弄錯(cuò),甚至TA變比都不能完全確定,必然會(huì)引起信息量的錯(cuò)誤,甚至引起主變差流動(dòng)作而導(dǎo)致大面積停電。
3、 施工中遇到的問(wèn)題及解決方案
3.1 負(fù)荷開(kāi)關(guān)運(yùn)行時(shí)發(fā)現(xiàn),其開(kāi)關(guān)的托架承重能力太小,不能滿足安裝符合開(kāi)關(guān)后進(jìn)行操作時(shí)帶來(lái)的沖擊,會(huì)出現(xiàn)晃動(dòng)超量的問(wèn)題,可能是因?yàn)樨?fù)荷開(kāi)關(guān)托架預(yù)埋出現(xiàn)松動(dòng),預(yù)埋入變壓器側(cè)墻內(nèi)會(huì)出現(xiàn)這種情況。
3.2 負(fù)荷開(kāi)關(guān)操作手柄支架埋入的位置不準(zhǔn)確,這樣會(huì)給將來(lái)負(fù)荷開(kāi)關(guān)操作帶來(lái)一定的困難;變壓器高壓電纜管會(huì)造成電纜護(hù)管無(wú)法固定;變壓器大門(mén)沒(méi)有流出通風(fēng)口;變壓器基礎(chǔ)沒(méi)有按要求預(yù)埋出槽鋼口;變壓器及低壓間進(jìn)門(mén)處未設(shè)置支架。
3.3 電纜管多層重疊,有此方高出鋼筋的面筋;電線管2根或2根以上并排緊貼;電線管埋墻深度太淺,甚至埋在墻體外的粉層中。管子出現(xiàn)死彎、痛折、凹痕現(xiàn)象;電線管進(jìn)入配電箱,管口在箱內(nèi)不順填;露出太長(zhǎng);管口不平整、長(zhǎng)短不一;管口不用保護(hù)圈;未緊鎖固定;預(yù)埋PVC電線管時(shí)不是用塞頭堵塞管口,而是用鉗夾扁拗彎管口。
3.4 關(guān)于導(dǎo)線遇到的部分問(wèn)題
多股導(dǎo)線不采用銅接頭,直接做成"羊眼圈"狀,但又不擴(kuò)錫;與開(kāi)關(guān)、插座、配電箱的接線端子連接時(shí),一個(gè)端子上接幾根導(dǎo)線;線頭、導(dǎo)線排列不整齊,沒(méi)有捆綁包扎;導(dǎo)線的三相、零線(N線)、接地保護(hù)線(PE線)色標(biāo)不一致,或者混淆。
3.5 不該安裝的地方安了隔離開(kāi)關(guān),而在安裝的地方,安裝的隔離開(kāi)關(guān)不起作用或是應(yīng)選用三聯(lián)隔離開(kāi)關(guān)的,誤按了單級(jí)隔開(kāi)。
4、解決方案
4.1 為了保證托架晃動(dòng)不超量,必須對(duì)托架重新進(jìn)行加固和預(yù)埋,決定在托架放入預(yù)埋孔后,在預(yù)埋孔中事先加入準(zhǔn)備好的小支架。
4.2 由于負(fù)荷開(kāi)關(guān)手柄支架不準(zhǔn)確和沒(méi)有槽鋼的問(wèn)題,需要從最開(kāi)始的安裝入手,由安裝人員按規(guī)范操作,并且按照指定的位置進(jìn)行劃定;由土建部門(mén)負(fù)責(zé)調(diào)整電纜護(hù)管支架的方向,以保證護(hù)管能夠正常固定;可以安裝帶有通風(fēng)孔的防火門(mén),以保證供電設(shè)備的安全運(yùn)行;在變壓器及低壓間設(shè)置防鼠板和安全警告標(biāo)志欄桿的支架,保證相關(guān)設(shè)施的安裝。
4.3 由于施工人員對(duì)有關(guān)規(guī)范不熟悉,工作態(tài)度馬虎,貪圖方便,不按規(guī)定執(zhí)行,造成多條線管通過(guò)同一狹窄的平面。預(yù)防措施:加強(qiáng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工人員施工過(guò)程的質(zhì)量控制,對(duì)工人進(jìn)行針對(duì)性的培訓(xùn)工作;管理人員要熟悉有關(guān)規(guī)范,從嚴(yán)管理;對(duì)于電纜管多層重疊的問(wèn)題,電氣專業(yè)施工人員布管時(shí)應(yīng)盡量減少同一點(diǎn)處線管的重疊層數(shù);線管層不能并排緊貼;電纜管埋入磚墻內(nèi),管道敷設(shè)要"橫平豎直";電纜管的彎曲半徑(暗埋)不應(yīng)小于管子外徑的10倍,管子彎曲要用彎管機(jī)或拗捧使彎曲處平整光滑,不出現(xiàn)扁折、凹痕等現(xiàn)象;電纜管進(jìn)入配電箱要平整,露出一定的長(zhǎng)度,管口要用護(hù)套并鎖緊箱殼。進(jìn)入落地式配電箱的電纜管,管口宜高出配電箱基礎(chǔ)面一定的距離;預(yù)埋PVC電纜管時(shí),禁止用鉗將管口夾扁、拗彎,應(yīng)用符合管徑的PVC塞頭封蓋管口,并用膠布綁扎牢固。
4.4 關(guān)于導(dǎo)線問(wèn)題的解決方法
多股導(dǎo)線的連接,應(yīng)用鍍鋅銅接頭壓接,盡量不要做"羊眼圈"狀,如做,則應(yīng)均勻搪錫;在接線柱和接線端子上的導(dǎo)線連接只宜1根,如需接兩根,中間需加平墊片,不允許3根以上的連接;導(dǎo)線編排要橫平豎直,剝線頭時(shí)應(yīng)保持各線頭長(zhǎng)度一致,導(dǎo)線插入接線端子后不應(yīng)有導(dǎo)體;銅接頭與導(dǎo)線連接處要用與導(dǎo)線相同顏色的絕緣膠布包扎;材料采購(gòu)人員一定要按現(xiàn)場(chǎng)需要配足各種顏色的導(dǎo)線;施工人員應(yīng)清楚分清相線、零線(N線)、接地保護(hù)線(PE線)的作用與色標(biāo)的區(qū)分,即PA相-黃色,B相-綠色,C相-紅色;單相時(shí)一般宜用紅色;零線(N線)應(yīng)用淺藍(lán)色或藍(lán)色;接地保護(hù)線(PE級(jí))必須用黃綠雙色導(dǎo)線。
4.5 安裝隔離開(kāi)關(guān)過(guò)程中,需要制定相應(yīng)的方案進(jìn)行解決,安裝隔離開(kāi)關(guān)的地點(diǎn)主要有:電纜和架空線的連接處、斷路器的電源側(cè)、分支線T接處位置、架空引下線和跌落式開(kāi)關(guān)之間的位置、架空線T和用戶電源電纜的接觸點(diǎn)。在閉合過(guò)程中,避免用力過(guò)大,要特別注意動(dòng)靜觸點(diǎn)接觸問(wèn)題,保持觸頭的清潔等。
5、總結(jié)
在10kv變電所施工過(guò)程中,包括各個(gè)方面的設(shè)計(jì)意圖的落實(shí),都需要我們養(yǎng)成謹(jǐn)慎認(rèn)真地工作態(tài)度,這些都是涉及到電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定工作的關(guān)鍵問(wèn)題,在作業(yè)過(guò)程中要不斷加強(qiáng)檢查和處理,通過(guò)檢查發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷并及時(shí)處理并記錄,積累經(jīng)驗(yàn),以便在以后的工作中得以提高,實(shí)現(xiàn)更高標(biāo)準(zhǔn)的工作目標(biāo)。
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