氧化鋅避雷器試驗培訓(xùn)課件.ppt

氧化鋅避雷器試驗 四格風(fēng)電場黃文顯2013年09月21日 1推薦書籍做什么 怎么做 怎么分析 1中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)電氣裝置安裝工程電氣設(shè)備交接試驗標(biāo)準(zhǔn)GB50150 20062中華人民共和國電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電力設(shè)備預(yù)防性試驗規(guī)程DL T596 19963 電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗規(guī)程 中國大唐集團公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)Q CDT107001 20054廣西電網(wǎng)公司企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電力設(shè)備交接和預(yù)防性試驗規(guī)程Q GXD126 01 20065電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)場絕緣試驗實施導(dǎo)則避雷器試驗DL475 5 92 6中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 交流無間隙金屬氧化物避雷器GB11032 2000eqvIEC60099 4 1991 2講課內(nèi)容 1MOA 氧化鋅避雷器 的作用2避雷器的型式與結(jié)構(gòu)3MOA的特性參數(shù)4MOA的試驗項目 1交接 2預(yù)試 3GIS 4線路類 5舉例一一直流泄漏及起始動作電壓的測試與分析6舉例二一運行電壓下全電流及阻性電流的試驗 帶電測試 7避雷器計數(shù)器的動作特性試驗8在線測試的思想9避雷器的試驗案例分析10作業(yè) 3避雷器的作用 1電力系統(tǒng)過電壓a 暫時過電壓 持續(xù)時間長 單相接地 甩負荷 諧振等b 操作過電壓線路合閘及重合閘 斷路器帶合閘電阻 并聯(lián)電抗器 避雷器做后備 c 雷電過電壓感應(yīng)雷過電壓 雷擊輸電線路導(dǎo)線 雷擊避雷線或桿塔引起的反擊 避雷器限制雷擊過電壓 2MOA的更名 討論 避雷器作用 機器 端子電圧 機器 絶縁 避雷器 抑制電圧 制限電圧 雷 開閉 過電圧 電流 系統(tǒng) 常規(guī)対地電圧 理想的 過電圧抑制図 保護裕度 電氣設(shè)備 機器 沖擊性過電壓 透過波 絕緣等級 LIWV 沖擊電流 設(shè)備的絕緣等級 LIWV 保護裕度 避雷器抑制電壓 殘壓 系統(tǒng)的常規(guī)對地電壓 雷 操作沖擊過電壓引起的沖擊電流 I 理想的過電壓抑制圖 設(shè)備的端子電壓 V 3避雷器的作用續(xù) 單相接地故障過電壓 一 小電流接地系統(tǒng) U非 U相 1 裝有消弧線圈 2 無消弧線圈 比還要大 約為1 1倍線電壓 35kV系統(tǒng)單相接地時非故障相電壓為38 5kV 40 5kV 二 大電流接地系統(tǒng)非故障相的工頻電壓升高不大于1 4倍的相電壓 即0 8倍的線電壓 220kV系統(tǒng)單相接地時非故障相電壓為為176kV Y10W5 216 562額定電壓 216kV 持續(xù)工作電壓 168 5kV 直流1mA參考電壓 314kV 4避雷器的型式與結(jié)構(gòu) 保護間隙一個或兩個間隙管式避雷器多個均勻的小間隙閥式避雷器多個均勻的小間隙并聯(lián)非線性電阻 電阻非線性系數(shù)為0 25 0 45 磁吹避雷器 改進間隙來改善避雷器的保護性能氧化鋅避雷器 MOA 4避雷器的型式與結(jié)構(gòu)續(xù) 避雷器結(jié)構(gòu) 瓷外套絕緣型交流無間隙金屬氧化物避雷器 其突出優(yōu)點在于 采用高性能氧化鋅電阻片 使產(chǎn)品通流能量大 大電流沖擊時殘壓低 保護性能好 采用新型的防爆結(jié)構(gòu) 當(dāng)產(chǎn)品內(nèi)部故障導(dǎo)致壓力劇增時 通過壓力釋放裝置使內(nèi)部壓力得以釋放 避雷器結(jié)構(gòu) 單柱型 多柱并聯(lián)型 依據(jù)主要標(biāo)準(zhǔn) GB11032 2000 交流無間隙金屬氧化物避雷器 GB311 1 1997 高壓輸變電設(shè)備的絕緣配合 瓷套型避雷器 單元節(jié)結(jié)構(gòu)圖 避雷器結(jié)構(gòu) 重量減輕 27 體積減小 22 部件數(shù)量減少 50 舊式避雷器構(gòu)造 均壓環(huán) ZnO閥片 標(biāo)準(zhǔn)型 絕緣筒 均壓電容 絕緣子 連接導(dǎo)體 導(dǎo)體 高梯度避雷器構(gòu)造 絕緣子 絕緣筒 均壓環(huán) ZnO閥片 高梯度型 應(yīng)用高梯度閥片的GIS用高梯度避雷器 500kV用避雷器的比較 4兩類避雷器材料的伏安特性比較 4MOA優(yōu)缺點 無間隙 基本無續(xù)流伏安特性平坦 殘壓低 無截波 耐多重雷擊或多次操作波的能力強伏安特性對稱 正負極性過電壓水平相當(dāng)間隙具有極性效應(yīng)MOA閥片可以并聯(lián)使用 擴容 降殘壓易于制成直流避雷器因為直流續(xù)流不像工頻續(xù)流那樣會通過自然過零點閥片受潮后或老化后 無間隙易爆炸 MOA優(yōu)缺點續(xù) 現(xiàn)在試驗研究表明 在氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備 GIS 中 SF6隔離開關(guān)操作母線時產(chǎn)生5 15MHz高頻操作過電壓 VFTO 波前很短 5 20 s 陡度很大 在這種VFTO沖擊作用時 MOA的V I特性顯著高于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的雷電過電壓水平 同時因陡度大 呈現(xiàn)MOA和被保護物之間電壓差很大 MOA對防護VFTO作用很小 而另行采取防護措施 同時應(yīng)研究改善MOA的V I特性以及相應(yīng)試驗方法 5MOA的特性參數(shù) 1額定電壓Ur 由動作負載試驗確定的避雷器上下兩端子間允許的最大工頻電壓有效值 避雷器在該電壓下應(yīng)能正常工作 我國為10秒定義Ur Uc 0 8Ur 進口取0 8 2持續(xù)運行電壓Uc 指允許持續(xù)加在避雷器兩端子間的工頻電壓有效值 一般小于避雷器的額定電壓 5MOA的特性參數(shù) 3伏安特性a點以前小電流區(qū) 拐點b左右毫安級殘壓區(qū)UNmA N為1 4 N 1稱為MOA起始動作電壓 U1mA 5MOA的特性參數(shù) 4持續(xù)運行電流 指在持續(xù)運行電壓下 流過避雷器的電流 包含阻性分量和容性分量 5工頻參考電流下的工頻參考電壓 對避雷器 或避雷器元件 施加工頻電壓 當(dāng)通過試品上的阻性電流等于工頻參考電流時 測出試品上的工頻電壓峰值 參考電壓等于該工頻電壓峰值除以 工頻交流電壓下的飽和點 6 1MOA試驗項目一 交接1 6 1MOA試驗項目一 交接2 6 2MOA試驗項目二 預(yù)試 6 3MOA試驗項目意義 可以初步了解其內(nèi)部是否受潮 還可以檢查低壓MOA內(nèi)部熔絲是否斷掉 及時發(fā)現(xiàn)缺陷U1mA主要檢查閥片是否受潮 確定其動作特性和保護特性是否符合要求 以直流電壓和電流方式來表明閥片的伏安特性曲線飽和點的位置 75 U1mA一般比最大工作相電壓 峰值 要高一些 在此電壓下主要是檢測長期允許工作電流是否符合規(guī)定 因為這一電流與MOA的使命有直接關(guān)系 一般在同一溫度下泄漏電流與壽命成反比 工頻參考電壓以交流電壓和電流方式來表明閥片的伏安特性曲線飽和點的位置 確定其動作特性和保護特性是否符合要求 測量避雷器在持續(xù)運行電壓下持續(xù)電流能有效地檢驗避雷器的質(zhì)量狀況 并作為以后運行過程中測試結(jié)果的基準(zhǔn)值 一般情況下 U1mA與避雷器的工頻參考電壓峰值相等 直流參考電壓與工頻參考電壓 直流參考電壓與工頻參考電壓 6 3MOA試驗項目意義續(xù) 5當(dāng)閥片老化時 避雷器受潮 內(nèi)部絕緣部件受損以及表面嚴重污穢時 容性電流變化不多 而阻性電流大大增加 所以測量交流泄漏電流及其有功分量和無功分量是現(xiàn)場監(jiān)測避雷器的主要方法 在運行電壓下測量全電流 阻性電流可以在一定程度上反映MOA運行的狀態(tài) 全電流的變化可以反映MOA的嚴重受潮 內(nèi)部嚴重老化 而阻性電流的變化對閥片初期老化的反應(yīng)較靈敏 6計數(shù)器統(tǒng)計避雷器動作情況 為雷電侵襲時判明避雷器是否動作提供依據(jù) 6 3MOA試驗項目準(zhǔn)備 外部絕緣瓷筒是否完整 破碎 裂紋 表面有無閃絡(luò)痕跡 棕色變?yōu)榛野咨?白色瓷釉變?yōu)辄S黑色 密封是否良好 引入線和接地線的連接處及其本身是否良好 查看內(nèi)部零件是否十分牢固 可將避雷器左右各傾斜60 如無響音 即說明螺旋彈簧的壓力完全適合 6 4 1MOA交接試驗項目舉例 220kV 以扶綏縣上龍變電站為例 型號 Y10W5 216 562額定電壓 216kV 持續(xù)工作電壓 168 5kV 出廠日期 2005 6制造廠 西安西電高壓電瓷有限公司 直流1mA參考電壓 314kV使用ZGS III 300 3直流發(fā)生器 2500V兆歐表 t 33 C 濕度 66 測試日期 2005 7 10 6 4 1MOA交接試驗項目舉例一 220kV 6 4 2MOA交接試驗項目舉例二 500kV 以500kV溯河變電站為例 型號 Y20W5 444 1050w額定電壓 444kV 持續(xù)工作電壓 324kV 出廠日期 2005 6 500kV白色站采用Y20W5 420 1006w 制造廠 西安西電高壓電瓷有限公司 直流1mA參考電壓 597kV使用ZGS 300直流高壓發(fā)生器 5000V兆歐表 t 18 C 濕度 68 測試日期 2004 01 08 6 4 2MOA交接試驗項目舉例二 500kV 6 5MOA預(yù)試試驗項目舉例 編號及安裝位置 500kV賀州變電站賀羅I線 試驗時間 2005年12月10日溫度 11 6 濕度 83 使用儀器 AST直流高壓發(fā)生器儀器編號 250 1 6 5MOA預(yù)試試驗項目舉例續(xù) 6 6GIS 氣體絕緣組合電氣系統(tǒng) 的MOA試驗 6 7線路MOA試驗 1 試驗項目同6 2 2 第1 5項周期均為必要時 3 第6項為新投運后半年內(nèi)測量一次 運行一年后每年雷雨季前一次 或必要時 6 8低壓 220 380V等其它 的MOA 1用500V兆歐表測閥片電阻值 如讀數(shù)在2M 以上 說明正常 如讀數(shù)為零 說明閥片已壞 如讀數(shù)為無窮大 說明熔絲已斷 避雷器不能使用 對低壓避雷器施加直流電壓 用直流毫安表和電壓表測量避雷器的泄漏電流和U1mA 對于220V避雷器 U1mA 500V 600 對于380V避雷器 U1mA 800V 1200 為正常 根據(jù)廠家要求來作 如樂灘電廠滅磁組件中的非線形電阻U10mA I50 U10mA 還要考慮是幾串幾并 4串2并 的要求可能又不一樣 7 1直流高壓發(fā)生器的原理 7 2直流高壓發(fā)生器的原理 7 3直流高壓發(fā)生器的原理 7 4直流高壓發(fā)生器的原理 7 5直流高壓發(fā)生器的結(jié)構(gòu) 7 6直流高壓發(fā)生器的結(jié)構(gòu) 1頂帽2電容3上下連接螺栓4接地磚頭5硅堆6測壓電阻桿7上下節(jié)倍壓筒8上下節(jié)對準(zhǔn)標(biāo)志9上下節(jié)倍壓筒10連接插座11中頻變壓器12內(nèi)藏式撐腳 7 7直流高壓發(fā)生器的結(jié)構(gòu) 7 8直流高壓發(fā)生器的接線 7 9直流高壓發(fā)生器的接線 7 10直流高壓發(fā)生器的故障現(xiàn)象 8 1MOA直流泄漏試驗接線一 以500kV三節(jié)避雷器為例 8 1MOA直流泄漏試驗接線一 續(xù)1 8 1MOA直流泄漏試驗接線一 續(xù)2 8 1MOA直流泄漏試驗接線一 續(xù)3 8 2MOA直流泄漏試驗接線二 8 3MOA直流泄漏試驗接線三 8 3MOA直流泄漏試驗接線三 續(xù)1 8 3MOA直流泄漏試驗接線三 續(xù)2 8 3MOA直流泄漏試驗接線三 續(xù)3 8 3MOA直流泄漏試驗接線三 續(xù)3 8 4MOA直流泄漏試驗危險點 1試驗中控制臺應(yīng)與高壓引線或分壓器保持足夠的距離 以防感應(yīng)電壓危及人生安全 2直流發(fā)生器的控制臺和分壓器一定要與地可靠連接 3絕緣棒連接的高壓引線與避雷器的掛靠一定要穩(wěn) 以防試驗過程中風(fēng)吹將高壓帶電線吹到人或其它設(shè)備上 4試驗過程中 尤其是直流試驗三 升流升不上去時 停下來檢查接線 不要強制加壓 當(dāng)三節(jié)U1mA不等時 電壓加在P或Q點是有講究的 8 5MOA直流泄漏試驗危險點舉例 編號及安裝位置 500Kv平果站2 主變500Kv試驗時間 2005年01月29日溫度 16 8 濕度 68 使用儀器 蘇州華電ZGS高壓直流發(fā)生器儀器編號 21 305006注意 三節(jié)避雷器的U1mA不一樣 8 5MOA直流泄漏試驗危險點舉例續(xù) 8 6MOA直流泄漏試驗誤差 以500kV的三節(jié)避雷器為例 假設(shè)三節(jié)特性一致 分析母線側(cè)那一節(jié)的測量誤差如右圖直流試驗接線 8 6MOA直流泄漏試驗誤差續(xù)1 如圖 可知 1 電流誤差為 2 設(shè)三節(jié)避雷器的伏安特性差不多 3 非線性系數(shù) 與電流密度有關(guān) 對于MOA 一般為0 01 0 04 在大的雷電流 10kA 下 8 6MOA直流泄漏試驗誤差續(xù)2 設(shè)上節(jié)施加電壓為U 則 4 因中下節(jié)伏安特性一致 故 5 由 4 5 得 6 7 將其帶入 2 可得 8 6MOA直流泄漏試驗誤差續(xù)3 可見 測量誤差很小 這種測量方法較準(zhǔn)確 9 1如何排除表面影響1 9 2如何排除表面影響2 9 3如何排除表面影響3 9 4如何排除表面影響4 10MOA的放電記數(shù)器試驗 1專用的能產(chǎn)生模擬標(biāo)準(zhǔn)雷電流 電壓的避雷器放電記錄器校驗儀 電流多大 電壓多高 中華人民共和國機械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)交流無間隙金屬氧化物避雷器用監(jiān)測器JB T10492 2004規(guī)定8 20微秒上 下記數(shù)電流 20kA 50A 范圍內(nèi)任意作用下 均應(yīng)準(zhǔn)確地做出記數(shù)指示 2兆歐表加電容器電壓高還是要電量容大 合適的電壓及電容量 電流波形 11 1MOA帶電測試原理 11 2MOA帶電測試接線 11 3MOA帶電測試危險點 1選取電壓信號時 先查電壓互感器的二次端子號 最好是二次人員配合 只能從計量或測量端子引 千萬不能從保護端子引 以免誤動作 2測出參數(shù)后 電壓引線一定要先拔互感器側(cè)的端子 再拔面板上的端子 否則 下雨天 先拔后者而前者未拔易短路 11 3MOA帶電測試危險點續(xù)1 11 3MOA帶電測試危險點續(xù)2 11 3MOA帶電測試危險點續(xù)3 11 3MOA帶電測試危險點續(xù)4 11 3MOA帶電測試危險點續(xù)5 3如是ABB的計數(shù)器 因其內(nèi)阻小 電流信號的選取需找一個國產(chǎn)計數(shù)器備用 先裝備用的 再拆ABB的計數(shù)器 見前三頁 試驗后 先裝ABB的計數(shù)器 再拆備用的計數(shù)器 4拆完電壓電流線后再拆地線 否則可能挨打 5雷雨前或遠方有雷云時 立即停止試驗 即便是最后一組的最后一相 11 4MOA帶電測試結(jié)果分析 1測量運行電壓下全電流 阻性電流或功率損耗 測量值與初始值比較不應(yīng)有明顯變化2測量值與初始值比較 當(dāng)阻性電流增加50 時應(yīng)該分析原因 加強監(jiān)測 適當(dāng)縮短檢測周期 當(dāng)阻性電流增加1倍時應(yīng)停電檢查3由于基波阻性電流比較穩(wěn)定 也可從Ir1p判斷 但從電壓電流角度 判斷更有效 因為90 相當(dāng)于介損角 如果規(guī)定阻性電流小于總電流得25 對應(yīng)得 為75 無干擾時 右表4有干擾時 認為B相為0 A相誤差為 2 4 A相誤差為 2 4 12 1MOA在線監(jiān)測思想 診斷評估技術(shù)的限制 計劃經(jīng)濟體制的制約 電力系統(tǒng)的檢修是以事后維修 預(yù)防性計劃檢修為主的檢修體制目前狀態(tài)檢修研究得到了國內(nèi)外廣泛重視 成為近十年來國際研究熱點 實施狀態(tài)檢修 可以有效的延長設(shè)備的檢修周期 節(jié)省維修費用 可以延長設(shè)備的預(yù)試周期 節(jié)省預(yù)試費用 可以在設(shè)備發(fā)生故障前 根據(jù)設(shè)備相關(guān)故障征兆 提前進行檢修 避免設(shè)備 特別是大型設(shè)備損壞事故的發(fā)生 可以減少因設(shè)備的非正常停運造成的停電損失 此外 狀態(tài)檢修的實施 還可以減低現(xiàn)場運行和檢修人員的勞動強度全面的監(jiān)測避雷器的泄漏電流 阻性電流和三次諧波電流 使之更能反映避雷器的運行狀態(tài) 為避雷器的安全評估提供有力工具 12 2ZnO 3型MOA在線監(jiān)測原理 13 1避雷器事故1 1中性點不接地系統(tǒng)避雷器爆炸事故事件某10kV變電所于一日凌晨6時 發(fā)現(xiàn)10kV側(cè)母線不平衡 A B C三相電壓分別為9 5 8 2kV 波動嚴重 后經(jīng)查明10kVB相斷線引起 8點40分 值班員聽到警鈴 并看到C相電壓為零 另兩相電壓升高 調(diào)度員命令斷開電壓互感器并立即檢查 發(fā)現(xiàn)C相線圈燒廢 檢修人員隨即找了一個新的換上 14 36投運 但不到半個小時 忽然聽到開關(guān)柜一聲巨響 10kV電壓指零又恢復(fù)到正常值 后查明是避雷器爆炸 13 1避雷器事故1續(xù) 原因變電所10kV系中性點不接地 28日凌晨6時 B相斷線引起時形成單相弧光接地 引起系統(tǒng)振蕩 產(chǎn)生間歇性過電壓 致A C相電壓升高 因未及時切斷故障線路 使互感器及避雷器長時間在非正常電壓下 互感器過流而燒廢 避雷器的在高于正常泄漏電流情況下老化 當(dāng)系統(tǒng)再次投入運行發(fā)生振蕩過電壓時 發(fā)生避雷器爆炸事件 教訓(xùn)C相線圈為什么會燒廢 避雷器性能如何 需要思考和試驗 13 2避雷器故障診斷實例2 3避雷器泄漏電流過大引起的補償電容器運行聲音異常事件某變電所四月將少油斷路器SN10 10更換為ZN28 10型真空斷路器 為防止操作過電壓就裝了HYWS2 16MOA 十月發(fā)現(xiàn)電容器發(fā)出 嗡嗡 異響 電流指針劇烈擺動 但無事故信號 運行人員將電容器停運 13 2避雷器故障診斷實例2續(xù) 原因排除電流 電壓互感器連接線松動的可能性 對電容器 避雷器進行試驗 發(fā)現(xiàn)C相避雷器75 U1mA的泄漏電流超過50 A 更換后故障現(xiàn)象消失 教訓(xùn)及時測量 測量值與初始值相比有明顯變化應(yīng)加強監(jiān)視 及時發(fā)現(xiàn)異常設(shè)備 并予以消除 以免事故范圍擴大 13 3避雷器故障診斷實例3 4避雷器泄漏電流大的故障診斷事件某地金橋站購買避雷器Y2W100 260出廠數(shù)據(jù)合格 而到現(xiàn)場75 U1mA下的泄漏電流均超過50 A 已經(jīng)排除儀器儀表 天氣和接線的因素外 數(shù)據(jù)仍然大 13 3避雷器故障診斷實例3續(xù) 原因由于金橋站一次設(shè)備在室內(nèi) 該TV MOA間隔中 兩者相距很近 直流試驗電壓 150kV 對電容式電壓互感器的分壓電容有沖放電現(xiàn)象 導(dǎo)致75 U1mA下的泄漏電流偏大 而將電容式電壓互感器的分壓電容兩端短接接地 試驗數(shù)據(jù)合格 教訓(xùn)綜合分析 13 4避雷器故障診斷實例4 5避雷器泄漏電流大的故障診斷事件南陽避雷器廠Y10W 200 520W1997年7月出廠 三相均超標(biāo) 13 4避雷器故障診斷實例4續(xù) 原因安裝時上下節(jié)固定時出問題 上下節(jié)封閉不嚴導(dǎo)致下雨時進水受潮 全部更換為南陽避雷器廠Y10WZ 200 520W2000年3月出廠 三相均合格 13 5避雷器故障診斷實例5 5避雷器泄漏電流大的故障診斷事件南陽避雷器廠Y5W 421993年2月出廠 A相均超標(biāo) 13 5避雷器故障診斷實例5續(xù) 原因氧化鋅閥片老化 A相更換為南陽避雷器廠Y5WZ 52 7 520W2001年1月出廠 數(shù)據(jù)合格 13 6避雷器故障診斷實例6續(xù) 社門山變 2主變35kV側(cè)中性點避雷器計數(shù)器損壞情況110kV社門山變新 2主變 50MVA 原主變?nèi)萘繛?0MVA 于2008年7月5日投運 2主變投運后 陸續(xù)發(fā)生 2主變35kV側(cè)中性點避雷器計數(shù)器損壞 共有3次 具體情況如下 2主變35kV中性點避雷器型號為Y5W 33 南洋避雷器廠生產(chǎn) 2008年7月1日將有輕微滲水的計數(shù)器更換為JCQ C1型監(jiān)測器 西安遠航塑膠電氣有限