1_電力系統(tǒng)基本知識

1、電力系統(tǒng)基本知識電力系統(tǒng)的特點(diǎn)生產(chǎn)、傳輸、分配、消費(fèi)同時(shí)進(jìn)行-連續(xù)、快速-技術(shù)密集社會化、國際化商品-電壓-頻率-諧波-可靠性電網(wǎng)故障社會災(zāi)難一次系統(tǒng)發(fā)電機(jī)、變壓器、輸電線、電抗器、電容器等斷路器、隔離開關(guān)等絕緣子、高壓熔斷器等電壓互感器、電流互感器等避雷器、避雷針、避雷線、消雷器、放電間隙等二次系統(tǒng)繼電保護(hù)、安全自動(dòng)裝置系統(tǒng)控制系統(tǒng)計(jì)量系統(tǒng)信號系統(tǒng)通信系統(tǒng)管理系統(tǒng)系統(tǒng)運(yùn)行社會、國計(jì)民生 安全、經(jīng)濟(jì) 電源負(fù)荷動(dòng)態(tài)平衡 電網(wǎng)地域廣闊自然災(zāi)害 元件繁多故障概率風(fēng)險(xiǎn)電力市場電網(wǎng)企業(yè)、發(fā)電企業(yè)、社會電能用戶 電網(wǎng)安全地區(qū)社會政治經(jīng)濟(jì)生活、國計(jì)民生 電廠安全企業(yè)自身生產(chǎn)經(jīng)營活動(dòng)商品生產(chǎn)與銷售 序號故障現(xiàn)

2、象故障可能原因1定子線棒松動(dòng)1.木質(zhì)槽楔和墊塊干縮；2.繞組端部綁線松弛；3.運(yùn)行中的振動(dòng)或短路電流沖擊力的作用；4.制造工藝和質(zhì)量缺陷。2定子線棒接頭開焊1.焊接工藝和質(zhì)量缺陷；2.運(yùn)行中繞組過熱或受到?jīng)_擊力作用。3定子繞組絕緣老化1.長期運(yùn)行時(shí)的自然老化；2.受油侵蝕，絕緣膨脹；3.繞組溫生過高使絕緣裂縫、脫落。4定子繞組絕緣擊穿1.絕緣受潮或老化；2.雷電過電壓或操作過電壓；3.絕緣受機(jī)械損傷；4.繞組匝間短路或接地。5定子繞組端部故障1.端部水盒處焊接質(zhì)量差；2.手包絕緣質(zhì)量差、與模壓絕緣銜接不好；3.端部固體綁扎不好，滌玻繩絕緣水平低；4.端部風(fēng)道擋板與引水管距離太近；5.密封瓦漏入

3、帶水的油及氫冷卻器漏水，使機(jī)內(nèi)濕度大；6.冷去水質(zhì)差，絕緣引水管閃絡(luò)接地。6水內(nèi)冷繞組空芯銅線磨損、腐蝕冷卻中流速、雜質(zhì)等。7電腐蝕1.定子線棒與槽壁嵌合不緊存在氣隙（外腐蝕）；2.定子線棒主絕緣與防暈層粘合不良存有氣隙（內(nèi)腐蝕）。8定子鐵芯松動(dòng)1.鐵芯壓裝不緊或不均勻；2.長期振動(dòng)，片間絕緣層磨損、脫落。9定子鐵芯短路1.定子線棒對地或相間擊穿時(shí)產(chǎn)生電弧將局部鐵芯燒熔；2.硅鋼片間絕緣因老化、振動(dòng)磨損或過熱被損壞。10轉(zhuǎn)子繞組接地或絕緣電阻降低1.長期停用絕緣受潮；2.集電環(huán)下有碳粉和油污堆積；3.多年未拉出護(hù)環(huán)，繞組端部大量積灰；4.熱膨脹和氣流沖擊使槽口絕緣損壞；5.轉(zhuǎn)子槽絕緣斷裂；6.

4、集電環(huán)與軸之間絕緣損壞、引線絕緣受損。11轉(zhuǎn)子繞組匝間短路1.振動(dòng)和銅線熱膨脹冷縮使匝間絕緣磨損、脫落或位移等；2.端部繞組墊塊配置不當(dāng)，繞組變形使線圈端部相碰或倒塌；3.通風(fēng)孔堵塞引起局部過熱使絕緣老化。12轉(zhuǎn)子表面護(hù)環(huán)過熱、灼傷及裂紋發(fā)電機(jī)在非允許方式下運(yùn)行。13空冷器漏水水管腐蝕損壞。14水冷發(fā)電漏水1.絕緣水管老化開裂或損傷；2.絕緣水管接頭松動(dòng)；3.焊口開焊；4.空心導(dǎo)線質(zhì)量差；5.轉(zhuǎn)子繞組引水彎腳斷裂；6.冷卻器泄漏。15勵(lì)磁回路絕緣電阻太低1.絕緣受潮；2.雜物落入轉(zhuǎn)子。變壓器1 繞組故障繞組中的故障主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）繞制線圈的銅導(dǎo)線的棱表面有刺或棱的曲率半徑較??；（

5、2）變壓器線圈的接頭因焊接等等致使質(zhì)量欠佳。線圈引出線和套管導(dǎo)電桿連接不好，變壓器在運(yùn)行中會由于接頭過熱從而導(dǎo)致局部絕緣劣化，嚴(yán)重者會由于接頭斷開而造成繞組短路。（3）線圈的絕緣中滲入水分或器身干燥處理的不徹底，那么運(yùn)行中的變壓器容易發(fā)生匝間短路。（4）運(yùn)行中的變壓器遭受嚴(yán)重的外部短路時(shí)，在電動(dòng)力和機(jī)械力的作用下，變壓器繞組的尺寸或形狀將發(fā)生不可逆的變化。（5）在雷電沖擊或?qū)Φ鼗」夥烹娚踔翛_擊合閘等瞬變過程中可能會造成繞組薄弱處發(fā)生絕緣損壞乃至擊穿。（6）嚴(yán)重的持續(xù)過載可在整臺變壓器中引起高溫，造成線圈絕緣變脆、脫落，引起繞組匝間短路。絕緣油因高溫劣化，散熱不良，并使得過熱更趨嚴(yán)重，最終導(dǎo)致變

6、壓器損壞。2 鐵心故障變壓器鐵心和繞組是傳遞、交換電磁能量主要部件，磁路中故障主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）鐵心疊片之間的絕緣或鐵軛夾件之間的絕緣也可能產(chǎn)生損壞。此時(shí)會產(chǎn)生很大的循環(huán)渦流，并由此產(chǎn)生可觀的熱量，從而危及鐵心和線圈的絕緣，變壓器的鐵損也會隨之增加。（2）在變壓器鐵心制作過程中，若鐵心或鐵軛疊片的邊緣形成較大的毛刺或鐵心疊片間夾金屬物質(zhì)甚至鐵心疊片產(chǎn)生微小的彎折，則變壓器在運(yùn)行中會由于這些鐵缺陷導(dǎo)致鐵心疊片的局部形成短路，由此產(chǎn)生的渦流會使鐵心局部過熱。（3）正常運(yùn)行中的變壓器應(yīng)確保其鐵心為一點(diǎn)接地。一旦形成多點(diǎn)接地，運(yùn)行中的變壓器輕則發(fā)生局部過熱，重則導(dǎo)致變壓器跳閘甚至造成變壓器

7、直接損壞。3 分接開關(guān)故障有載分接開關(guān)內(nèi)部傳動(dòng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，其主要故障形態(tài)為：（1）選擇開關(guān)接觸不良，甚至合不到位，造成接觸過熱、放電燒損及斷軸。（2）切換開關(guān)內(nèi)觸點(diǎn)接觸不良，絕元件機(jī)械強(qiáng)度不夠而損壞。（3）切換開關(guān)油室密封不良造成大、小油箱連通，使變壓器本體油箱中可燃?xì)怏w含量異常增高導(dǎo)致誤判斷。（4）操作機(jī)構(gòu)內(nèi)低壓控制電器及輔助元件質(zhì)量不穩(wěn)定，造成分接開關(guān)據(jù)動(dòng)、連調(diào)、位置指示失靈等故障。4 引線故障引線是變壓器內(nèi)部繞組出線與外部接線的中間環(huán)接，其主要故障模式有：引線短路、引線斷路、引線接觸不良。引線斷路應(yīng)使變壓器停止運(yùn)行，引線相間短路如不及時(shí)處理會導(dǎo)致繞組相間短路擴(kuò)大事故發(fā)展成為災(zāi)難性故障，

8、屬致命性故障。引線對地短路、接觸不良將會產(chǎn)生局部高溫?zé)龜嘁€而使變壓器停運(yùn)，因而屬于臨界性故障。5 套管故障套管是變壓器內(nèi)繞組與油箱外聯(lián)結(jié)引線的重要保護(hù)裝置。其運(yùn)行中的故障形態(tài)主要有如下幾種：（1）套管密封不良導(dǎo)致進(jìn)水受潮。（2）套管磁套的表面沉積有灰塵、油污和鹽霧等，常常會引起套管的污閃。（3）套管因漏油致使套管缺油而過熱。（4）套管引線穿纜線焊接不良或?qū)щ姉U與將軍帽螺紋配合不良而過熱。（5）套管末屏接地不良或開斷。（6）套管與繞組引線聯(lián)接固定銷脫落造成懸浮放電。（7）套管內(nèi)電容屏絕緣有缺陷導(dǎo)致局部放電。（8）安裝不當(dāng)引起套管損壞。6 絕緣故障絕緣系統(tǒng)中的故障主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）采

9、用薄絕緣、小油道設(shè)計(jì)制造的變壓器工作壽命短，往往在投運(yùn)不久就發(fā)生故障。（2）如果變壓器相間絕緣沒有足夠的裕度，則可能產(chǎn)生相間短路。這種短路故障有時(shí)可能由于在相間加入絕緣隔板從而破壞了相間電場強(qiáng)度的分布，例如引起油間隙和隔板的電場強(qiáng)度過高而導(dǎo)致隔板的樹枝放電等。（3）變壓器內(nèi)部的清潔度要求很高，在變壓器線圈表面及器身上即使留下極少數(shù)的金屬雜質(zhì)，對爬電距離也會產(chǎn)生極大影響，運(yùn)行中因此而產(chǎn)生局部放電進(jìn)而導(dǎo)致沿面放電等后果是顯而易見的。（4）由于變壓器油道設(shè)計(jì)不佳和油流速過高而導(dǎo)致運(yùn)行中的變壓器發(fā)生油流帶電嚴(yán)重并發(fā)生油流放電的故障在大型高壓變壓器中有時(shí)發(fā)生。（5）絕緣成型件，諸如用絕緣紙和合成樹脂壓制

10、而成的絕緣筒、絕緣管和絕緣板等，在制造過程中，其表面或內(nèi)部被導(dǎo)電質(zhì)污染，運(yùn)行中會發(fā)生絕緣件表面放電或內(nèi)部發(fā)生局部放電，致使絕緣失效造成故障。（6）由于變壓器油箱上的局部密封失效或其他因素，結(jié)果使水分進(jìn)入變壓器內(nèi)部，這樣就大大的降低了局部的絕緣強(qiáng)度，從而可能引起線圈或引線對油箱或?qū)﹁F心構(gòu)件擊穿。但是，線圈匝間絕緣遭受的危險(xiǎn)性最大。（7）變壓器油受到污染后，絕緣強(qiáng)度下降進(jìn)而導(dǎo)致變壓器整體絕緣性能下降是目前變壓器運(yùn)行中的常見故障。（8）變壓器長時(shí)間過載可引起絕緣油的老化，油溫過高會加速油泥、水分和酸的形成。7 密封不良變壓器密封不良主要接頭處理不好，如焊接質(zhì)量不良、螺栓亂扣以及法蘭不平等原因造成。其

11、后果是漏油、漏氣，故障時(shí)不易發(fā)現(xiàn)，影響范圍大。故障模式有密封圈老化、瓷套脫落或破裂、箱體焊點(diǎn)裂紋、潛油泵處露氣等。絕緣子事故統(tǒng)計(jì)事故類型電氣機(jī)械雷擊閃絡(luò)不明閃絡(luò)鳥糞污閃內(nèi)絕緣擊穿機(jī)械事故脆斷晴天陰天多云污穢氣象比例（）47.212.96.14.916.65.52.52.51.8金屬氧化物避雷器故障爆炸原因事故原因69為制造質(zhì)量問題，25為運(yùn)行不當(dāng)，6為選型不當(dāng)而造成的。1 受潮金屬氧化物避雷器受潮有兩個(gè)途徑：a.密封不良或漏氣，使潮氣或水分侵人。b.總裝車間環(huán)境不良，或是經(jīng)長途運(yùn)輸后，未經(jīng)干燥處理而附著有潮氣的閥片和絕緣件裝人瓷套內(nèi)，使潮氣被封在瓷套內(nèi)。2 額定電壓和持續(xù)運(yùn)行電壓取值偏低3 結(jié)

12、構(gòu)設(shè)計(jì)不合理4 參數(shù)選擇不當(dāng)5 電網(wǎng)工作電壓波動(dòng)配電網(wǎng)的工作電壓波動(dòng)范圍很寬對金屬氧化物避雷器，如要求在穩(wěn)定狀態(tài)下吸收大量能量，就可能造成熱崩潰。6 操作不當(dāng)運(yùn)行部門操作不當(dāng)也是造成金屬氧化物避雷器損壞或爆炸的一個(gè)原因。操作人員誤操作，將中性點(diǎn)接地系統(tǒng)變?yōu)榫植坎唤拥叵到y(tǒng)，致使施加到某臺金屬氧化物避雷器兩端的電壓大大超過其持續(xù)運(yùn)行電壓。7 老化問題老化特性不好，有些公司的產(chǎn)品存在問題；閥片的均一性差，使電位分布不均勻，斷路器DL/T405-1996進(jìn)口252(245)550kV交流高壓斷路器和隔離開關(guān)技術(shù)規(guī)范3.3.11近區(qū)故障下的開、合能力:近區(qū)故障下的開斷電流為額定短路開斷電流的90%.75

13、%；操作方式為分t，合分180合分；t，一般為0.3s3.3.12失步狀態(tài)下的開斷能力:失步開斷電流為額定短路開斷電流的25%;工頻恢復(fù)電壓為額定電壓的2倍。3.3.13斷路器操動(dòng)機(jī)構(gòu)的電源電壓額定值:直流(V)110，220；常見故障故障原因泄漏1）密封面緊固螺栓松動(dòng)；2）焊縫滲漏；3）壓力表滲漏；4）瓷套管破損。絕緣不良，表面閃絡(luò)1）瓷套管污穢較多或有其他異物；2）瓷套管炸裂或絕緣不良。本體內(nèi)部卡死，某相完全不能動(dòng)作多數(shù)是絕緣拔叉脫落或斷裂所致。分、合閘動(dòng)作電壓不符合要求1）測量或接地問題；2）電磁鐵本身的問題。同期不合格1）管路存在氣體；2）工作缸起動(dòng)慢；3）合閘時(shí)間長，輔助儲壓器中沒有

14、氮?dú)狻y量出口的斷口示波線有干擾等問題1）測量中接線不牢固；2）測量是使用的電池電壓不足；3）示波器的振子損壞定徑孔尺寸不對。金屬短接時(shí)間調(diào)整合閘電阻示波圖為一直線 1）接線不牢固；2）五聯(lián)箱中大連板是否斷裂。合閘電阻值偏小 接線問題。分、合閘速度過低（高） 1）儲壓器預(yù)壓力偏低（高）；2）定徑孔太?。ù螅?；3）環(huán)境溫度影響。動(dòng)作時(shí)間過大 1）一級閥頂桿空程太??；2）管道內(nèi)有氣體；3）一級閥頂桿有卡住現(xiàn)象。隔離開關(guān)部位異?，F(xiàn)象原 因觸頭1）接觸不良2）接觸面有燒損、熔損3）彈簧上有缺陷4）緊固螺栓等松動(dòng)5）零部件生銹、損傷6）觸頭上有鳥巢7）閘刀自動(dòng)力沉重接觸表面腐蝕、有灰塵、氧化膜、鍍銀層損

15、傷、磨損使壓力降低、電弧燒傷彈簧松動(dòng)等軸承有缺陷操作機(jī)構(gòu)1）不能遠(yuǎn)距離操作2）操作機(jī)構(gòu)動(dòng)作，但隔離開關(guān)不動(dòng)3）機(jī)構(gòu)受潮，進(jìn)水生銹及生銹、漏氣等電磁閥不動(dòng)作，管系統(tǒng)漏氣、鎖扣裝置卡，電磁閥線圈失磁連接桿連接已有脫落密封失效、松動(dòng)、使用年久惡化絕緣部件1）絕緣子表面閃絡(luò)2）連接部分松動(dòng)表面臟污、破損膠合劑發(fā)生不應(yīng)有的膨脹或收縮底座松動(dòng)、銷子脫落使用年久出線座（轉(zhuǎn)動(dòng)式）轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活接觸面臟、軸承缺陷零件生銹，松動(dòng)互感器常見故障故障種類原 因危 害電流互感器二次開路電流引線接頭松動(dòng)，端子損壞等將一次側(cè)安匝全部用于勵(lì)磁，鐵芯高度磁飽和，損耗、溫度劇增。二次繞組產(chǎn)生高電壓。危及人身和絕緣受潮互感器進(jìn)水使變壓

16、器油工頻火花放電電壓下降，使油浸紙電氣強(qiáng)度下降放電電暈放電局部場強(qiáng)大絕緣嚴(yán)重腐蝕、老化局部放電絕緣內(nèi)部有氣孔等缺陷使絕緣介質(zhì)逐步劣化，導(dǎo)致?lián)舸╇妷夯ジ衅麒F磁諧振在中性點(diǎn)不直接接地的1066kV系統(tǒng)中，系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)發(fā)生突變，鐵芯磁飽和鐵芯磁通密度高，激磁電流大，二次側(cè)將嚴(yán)重過電壓而發(fā)熱燒毀，嚴(yán)重者，將發(fā)生擊穿爆炸繼電保護(hù)裝置異常情況1）保護(hù)拒動(dòng)設(shè)備發(fā)生故障后，由于繼電保護(hù)的原因使斷路器不能動(dòng)作跳問，稱為保護(hù)拒動(dòng)。拒動(dòng)的原因如下： （1）繼電器故障。（2）保護(hù)回路不通，如電流回路開路，保護(hù)連接片弋?dāng)嗦菲鬏o助觸點(diǎn)、繼電器觸點(diǎn)等接觸不良及回路斷線。（3）電流互感器變比選擇不當(dāng)，故障時(shí)電流互感器嚴(yán)重飽和

17、，不能正確反應(yīng)故障電流的變化。（4）保護(hù)整定值計(jì)算及調(diào)試中發(fā)生錯(cuò)誤，造成故障時(shí)保護(hù)不能啟動(dòng)。（5）直流系統(tǒng)多點(diǎn)接地，將出口中間繼電器或跳問線圈短路。（6）保護(hù)誤動(dòng)。保護(hù)裝置誤動(dòng)保護(hù)裝置誤動(dòng)的主要原因如下：（1）直流系統(tǒng)多點(diǎn)接地，使出口中間繼電器或跳閘線圈勵(lì)磁動(dòng)作。（2）運(yùn)行中保護(hù)定值變化，使保護(hù)失去選擇性。（3）保護(hù)接線錯(cuò)誤，或極性接反。（4）保護(hù)整定值或調(diào)試不正確，如整定值過小，用戶負(fù)荷增大過多。對雙回路供電線，若其中一回停電，另一條線路運(yùn)行，而保護(hù)未按規(guī)定改大定值等造成誤跳閘。（5）保護(hù)回路工作的安全措施不當(dāng)9如未斷開應(yīng)拆開的接線端子或聯(lián)跳連接片，誤碰、誤觸及、誤接線等，使斷路器誤跳閘。（

18、6）電壓互感器二次斷線，如電壓互感器的熔斷器熔斷，有些斷線閉鎖不可靠的保護(hù)可能誤動(dòng)，此情況下，一般會有“電壓回路斷線”信號、電壓表指示不正確。繼電保護(hù)回路常見異常1）繼電器故障，線圈冒煙，回路斷線。2）繼電器觸點(diǎn)粘連分不開或接觸不良。3）保護(hù)連接片未投、誤投、誤切。4）繼電器觸點(diǎn)振動(dòng)較大或位置不正確。安全自動(dòng)裝置異常情況及原因1）自動(dòng)裝置異常，通常是重合閘拒動(dòng)，其主要原因如下： （1）重合閘失掉電源。（2）斷路器合間回路接觸不良。（3）重合閘裝置內(nèi)部時(shí)間繼電器或中間繼電器線圈斷線或接觸不良。 （4）重合閘裝置內(nèi)部電容器或充電回路故障。（5）重合閘連接片接觸不良。 （6）防跳躍中間繼電器的常閉觸點(diǎn)接觸不良。（7）合閘熔斷器熔斷或合閘接觸器損壞。中央信號裝置中央信號裝置是監(jiān)視電氣設(shè)備運(yùn)行中是否發(fā)生了事故和異常的自動(dòng)報(bào)警裝置。事故信號、預(yù)告信號和位置信號三類。異常如下：（1）事故音響信號不響1 蜂鳴器損壞。2 沖擊繼電器發(fā)生故障。3 跳間斷路器的事故音響回路發(fā)生故障。4直流母線電壓太低。（2）預(yù)告信號不動(dòng)作1 警鈴故障。警鈴損壞。2 沖擊繼電器故障。3 預(yù)告信號回路不通等。（3）信號電源異