高压电容器范文

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导语:如何才能写好一篇高压电容器,这就需要搜集整理更多的资料和文献,欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文,供你借鉴。

高压电容器

篇1

关键词:高压电容器;熔丝技术;分析及试验

Abstract: the best the fuse protection way and the capacitor device grouping our engineering and technical personnel during the capacitor device design often need to consider, through practical experiments and theoretical analysis to find the minimum number of parallel elements fuse is blown required the extreme conditions of the maximum number of elements in parallel, in order to ensure reliable operation of the high voltage shunt capacitor.Keywords: high voltage capacitor; fuse technology; analysis and testing

中图分类号:TM854 文献标识码A 文章编号:

1、内熔丝的特点

内熔丝的主要优点有:⑴内熔丝可以在几乎没有暂态过程的情况下将故障元件退出运行,对电容器运行本身几乎没有任何干扰;⑵可以避免持续电弧作用,从而降低了电容器箱壳爆破的可能性,使电容器运行更为安全可靠;⑶装内熔丝的电容器,元件在故障时只有故障元件本身退出运行,电容器上的电压仅略为升高;⑷采用适当的结构设计,可以使得在一个元件击穿时,剩余元件的寿命不受影响;⑸如果不考虑成套设计和电容器铭牌的差异,则内熔丝保护与不平衡保护完美配合。

但是内熔丝保护单台电容器是有条件的,足够大的脉冲电流是内熔丝熔断并完成隔离的关键所在。为获得足够大的高频脉冲电流,一般要求有足够多的并联元件数,根据试验研究,通常认为当一个串联段的并联元件数少于12个时,内熔丝开断可靠性变差,少于8个时内熔丝就常常不能开断。当一个串联段上的并联元件数过少时,当某一个元件击穿时,完好并联元件对该元件放电电流较小,使得内熔丝熔断时间过长(达到ms级),这时工频电力将进入击穿元件。由于电容器内熔丝没有灭弧措施。因此,一旦工频电流进入击穿元件,就只有当工频电流完成半波再次经过零时工频电弧才会熄灭,这时由于工频电流注入能量过大,通常对电容器已造成了较严重的破坏,已很难完成击穿元件的隔离任务。这样会导致内熔丝端口多次重燃,直至继电器保护动作退出。在这个过程中,由于重燃导致工频能量大量注入断口,分解大量的油和绝缘材料,使电容器内部压力增大常常会引起电容器爆炸,甚至着火。所以说这时的电容器是无安全可靠性保障的。

2、内熔丝的影响因素

内熔丝熔断过程中可能产生的电流、电压波形如图1所示。

图1 内熔丝工作过程中可能产生的波形

图1中(a)为电路原理图,由图中可以看出在故障电容器熔丝熔断的过程中,非故障电容器可等效为电容和电感的串联。可能产生的三种波形如图1中(b)、(c)、(d),其中(b)波形出现电流截止现象、熔丝出现沿面放电现象;(c)波形中能量完全被熔丝所吸收;(d)波形中电流不出现截止,但会伴有熔丝沿面放电现象。大量的文献资料表明,熔丝的熔断过程随着过热系数K呈现非线性变化,并具有一定的规律。在文献[1]、[2]中给出了注入熔丝中的能量及过热系数的计算公式(1)(2)。

(1)

其中:;;;。

(2)

式中:C为非故障电容器电容量;U0为非故障电容器充电电压;S为金属丝横截面积;D为金属丝直径;K为过热系数;ws为金属升华能;l为金属丝长度;hb为金属的specific “action”,其随着注入能量的变化较小,一定条件下可以看作定值。

在熔丝的使用过程中,还应注意熔丝长度的选取,参数选取的不同,可能使熔丝不出现或者出现电流截止现象。出现电流截止现象的临界金属丝长度为:

(3)

式中,其中B是与材料有关的常数。

另外,熔丝熔断过程中回路的参数(如电容器并联个数、电容器等效电感、电阻等)将会影响熔丝中的电流密度,峰值电流计算公式如下:

(4)

其中,即回路短路电流的幅值。

3、 内熔丝实验

通过我在合阳电气股份有限公司工作以及相关单位的指导和帮助下,对熔丝进行了近300余次的直流(按国家标准)及交流的熔断特性试验,找到了熔丝熔断所需的最小并联元件个数及最大元件并联个数的极限条件(最小并联个数为8个,最大并联个数为112个)。

公司在充分考虑安全裕度后,规定单台电容器一个串段内的并联元件个数不小于16个(11/kV及12/的产品)和32个(11/2kV及12/2的产品),集合式产品一个串联段内的并联元件个数不大于80个。公司于2005年7月在产品中完成了内熔丝的改造技术任务。试验结果:熔丝气化,熔断完全,隔离性能良好,熔化开断(熄灭电孤)时间≤1ms,并未伤及周围元件及其它绝缘件。

现在内熔丝安装方式为隐蔽式,熔丝镶嵌在元件大面的中间位置,两边均设置了绝缘档板,熔丝材质为紫铜线材,直径为0.4mm,元件赋能后测得的温升为78℃,不会对周围绝缘材料造成热损坏。熔丝两端的引线是利用熔丝本体导线多次折叠而成为多股引线。(引线与熔丝本体间没有焊点)。

参考文献:

[1] The Electrical Explosion of Wire: A Method for the Synthesis of Weakly Aggregated Nanopowders. Institute of Electrophysics, Ural Division, Russian Academy of Sciences, ul. Amundsena 106, Ekaterinburg, 620016.

[2] Electric explosion of wires as a method for preparation of nanopowders. Institute of Electrophysics, Ural Branch Russian Academy of Sciences, 106 Amundsen St., Ekaterinburg, 620016, Russia.

[3]GB 11025-1989 并联电容器用内部熔丝和内部过压力隔离器

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【关键词】电容式电压互感器;电容元件;悬浮放电;击穿;故障

1.引言

如果电容式电压互感器(CVT)高中压电容的油室和电磁单元油箱的之间密封不严,会造成高中压电容尤其高压电容的膜纸绝缘缺油,导致其耐电强度下降。由于电容元件设计场强远高于其它电气设备,故而容易击穿,这又使电容量和介质损耗增大,二次电压偏高,严重时会导致主绝缘击穿,引起高中压电容爆炸[1-2]。本文介绍了此类故障的典型案例,以供参考。

2.故障及检查情况

2.1 故障情况

2013年1月16日4点20分,某500kV站监控机报电压越限,值班人员检查发现220kVⅠA母线的Uab、Ubc和Uca母线电压分别为232.5kV、229kV和232.5kV,Uab和Uca比Ubc母线电压高3.5kV。值班人员使用万用表测量220kVⅠA母线三只CVT二次小空开上的电压,Uab、Ubc和Uca测量值分别为106V、103V和103V。

对该三只CVT本体进行了红外测温,发现A相CVT下节电容器的上部与B相、C相CVT相应位置相比温度较高,A相CVT下节电容器的上部温度为9.9℃,B相、C相相应位置温度为-8℃,A相和B相CVT红外图谱如图1和图2所示。另外,还发现A相CVT电磁单元油箱油位有明显增长,与B、C两相相比明显偏高,已经超出油位计的显示范围[3]。

图1 A相CVT红外图谱

图2 B相CVT红外图谱

1月16日,该三只CVT二次电压曲线如图3所示。

由图3可知,UA(图中红色曲线)从3点43分开始逐渐上升,到4点51分基本达到最大值,此时UA为138.36kV,UB为132.36kV,UC为132.35kV。

图3 电压曲线

该三只CVT为某生产厂家1996年03月出厂的TYD220/√3-0.01H型产品,1997年01月16日投入运行。上次停电试验日期为2007年05月12日,试验数据未见异常。该型号CVT电气接线图如图4所示。

图4 电气接线图

综合考虑红外图谱及电压曲线情况,初步判断为A相CVT下节电容器内部存在故障,且位于其上部,说明高压电容C21上部有部分电容元件击穿。

A相CVT上节和下节电容器额定电容设计值均为20000pF。咨询生产厂家技术人员,该CVT设计时,高压电容C11和C21、中压电容C22分别由75、52、23个电容元件串联。

假设所有电容元件电容量均相等,设为C0,则:

C11=C0/75

C21=C0/52

C22=C0/23

设中间变压器的变比为k,一次电压为U,则二次电压u为:

u=23/[(75+52+23)Uk]

假设高压电容C21有n个电容元件发生击穿,则C21=C0/(52-n),即二次电压u'为:

u'=23/{[75+(52-n)+23]Uk}

已知,u'=138.36kV,u≈132.36kV

u'/u≈138.36/132.35=1.0454

计算可得损坏电容元件数n≈6.5,即该CVT二次电压偏高的原因初步判断为高压电容C21有6个或者7个电容元件击穿,高压电容C21电容量增大,导致中压电容C22两端电压升高,而二次电压与中压电容C22的两端电压成正比关系,造成该CVT二次电压升高,即高压电容C21电容量增大会造成二次电压升高[4]。

2.2 外观检查情况

A相CVT外表清洁、连接可靠,未发现闪络、渗油及其它异常。

根据TYD220/√3-0.01H型CVT的结构特点,上节电容器、下节电容器和电磁单元分别具有独立的油室,A相CVT电磁单元油位与B、C两相CVT相比明显偏高,初步认为是由于下节电容器油室和电磁单元油室之间密封不严,下节电容器的油渗漏到电磁单元中而引起的。

2.3 试验检查情况

为查找故障原因,对A相CVT进行试验检查。电容分压器极间、二次绕组等绝缘电阻测试结果正常。中间变压器二次绕组直流电阻测试结果见表1,与以往测量结果相比未发现异常[5-6]。采用自激法测量介损和电容量,高压电容C11介损及电容量测试正常,与以往测量结果相比未发现异常,但高压电容C21和中压电容C22无法运用自激法进行测试。A相CVT近两次介损及电容量测试结果见表2所示。

表1 二次绕组直流电阻测量数据

测试时间 1a-1n(Ω) 2a-2n(Ω) da-dn(Ω) 环境温度(℃)

2013-01-16 0.014 0.025 0.098 -11

表2 电容量及tanδ测量数据

测试时间 C11 C21 C22

tanδ 2013-01-16 0.00122 / /

2007-05-12 0.00104 0.00104 0.00114

电容量

(pF) 2013-01-16 20370 / /

2007-05-12 20270 29200 67820

误差(%) 0.14 / /

根据试验结果,得出下面几个初步结论:

(1)中间变压器二次绕组的直流电阻测量数据与以往试验数据相比,无明显变化,所以二次电压升高不是由于二次绕组出现故障而产生的;

(2)高压电容C11介损及电容量测试结果与以往试验数据相比,无明显变化,所以二次电压升高不是由于高压电容C11出现故障而产生的;

(3)由于高压电容C21和中压电容C22无法运用自激法进行测试,从试验方面,无法确定二次电压升高是否由于高压电容C21和中压电容C22出现故障而产生的。

图5和图6分别为高压电容C21和中压电容C22运用自激法进行测试的原理图[7]。该CVT故障运行时,二次有电压输出,说明高压电容C11和高压电容C21之间、高压电容C21和中压电容C22之间电气连接及中间变压器不是导致高压电容C21和中压电容C22无法运用自激法进行测试的故障部位。综合考虑上面两方面因素,高压电容C21和中压电容C22无法运用自激法进行测试的原因分析初步判断为中压电容C22末端于二次接线盒之间存在断线故障。

图5 测量C21的原理图

图6 测量C22的原理图

2.4 解体检查情况

为进一步查明故障原因,将A相CVT进行了解体检查。

打开该CVT下节电容器上部的密封盖,发现内部油位约只有原来1/2。吊起下节电容器瓷套,发现上部电容元件已经没有绝缘油浸泡,上部6个电容元件有击穿放电痕迹,如图7所示,与红外图谱位置相对应。

图7 电容元件放电情况

该CVT下节电容器共有73个电容元件,其中高压电容C21有51个电容元件,中压电容C22有22个电容元件(考虑到阻抗平衡问题,实际电容元件数量与设计值有1-2个偏差)。用电容表测量电容元件的电容量,表明高压电容C21从顶端往下第1个至第6个及第33个电容元件击穿,即高压电容C21共有7个电容元件击穿,与本文第2.1部分计算结果基本吻合。

打开该CVT电磁单元油箱,发现中压电容C22末端引出线套管破裂,碎片散落在中间变压器的铁心上,末端引出线在套管接头处烧断。

运用正接线测量该CVT高压电容C21和中压电容C22介损及电容量,测试结果如表3所示。高压电容C21的电容量偏差超过了10%[8]。

表3 电容量及tanδ测量数据

测试时间 C21 C22

tanδ 2013-01-16 0.481 0.124

2007-05-12 0.104 0.114

电容量

(pF) 2013-01-16 31930 67180

2007-05-12 28972.8 67683

误差(%) 10.21 -0.74

取下中压电容C22末端引出线低压套管,发现低压套管内部有严重的放电痕迹,接线柱及低压套管内、外表面积累了大量的炭黑,形成导电通道,如图8所示。低压套管的紧固法兰密封胶圈有一处烧损痕迹,如图9所示。

图8 低压套管破损情况

图9 密封胶圈烧损情况

展开击穿后和部分未击穿的电容元件,未发现电容元件内部存在绝缘劣化痕迹。

3.故障原因分析

该500kV站220kVⅠA母线A相CVT故障的原因为,该CVT中压电容C22末端引出线在运行中烧断,造成中压电容C22末端引出线端部悬浮电位放电,处于中压电容C22低压端小瓷套的导电杆和处于地电位的其固定法兰之间绝缘无法承受升高的电压而击穿放电造成小瓷套破碎,同时将小瓷套与其固定法兰之间密封胶圈烧损,造成下节电容器油室与电磁单元油室之间密封不严,下节电容器油室中变压器油渗漏到电磁单元油室中,下节电容器油室的油位下降,高压电容C21上部6个电容元件的膜纸绝缘由于缺油耐电强度下降而击穿短路。由于高压电容C21是由多个电容元件串联组成,随着电容元件数量减少,剩余单个电容元件承受电压上升,造成下部一个绝缘较为薄弱的电容元件击穿,即C21共计7个电容元件击穿。同时,高压电容C21电容元件击穿放电产生的高温造成下节电容器外部瓷套温度升高约18K。

在运行中,高压电容C21电容量增大使中压电容C22的两端电压升高,由于二次电压u与中压电容C22的两端电压成正比关系,即二次电压同样随着高压电容C21电容量增大而升高。

该CVT故障初期,中压电容C22低压端的小瓷套的导电杆和处于地电位的其固定法兰之间绝缘击穿放电生成的炭黑等导电物质在小瓷瓶接线柱和其固定法兰之间形成新的导电通道,不影响该CVT电气回路的完整性,故二次电压可以正常输出。

该CVT中压电容C22末端引出线与小瓷套导电杆的连接处未采用接线鼻子,而是通过铜绞线缠绕并锡焊处理。故中压电容C22末端引出线在运行中烧断的原因判断为,连接时,由于生产厂家安装工艺控制不严,末端引出线接线端部受到损伤。长期运行过程中,损伤部位逐步扩大最终断裂从而形成悬浮放电,最终造成此次故障的发生。

4.预防措施

与该500kV站220kVⅠA母线A相CVT同批次的部分产品仍在网运行,为了避免类似故障再次发生,采取以下预防措施:

(1)加强监管巡视力度,发现有声响、油位异常、二次侧三相输出电压长时间不平衡等异常情况,应及时采取措施,防止事故扩大;

(2)利用红外精确测温、容性设备介损电容量带电检测、高频局部放电带电检测等手段,发现异常,应立即查明原因[9-12];

(3)利用停电试验机会,加强对CVT的检查和维护,试验中,应注意观察C11、C21和C22的tanδ和电容量有无明显异常,并测量中压电容C22末端N端子的绝缘电阻;

(4)红外在线监测诊断设备故障具有准确、实时、快速特征,日常维护中重视红外热成像的应用,通过定期对CVT进行红外监测和诊断及早发现设备的缺陷,排除事故隐患;

(5)生产厂家要严格控制工艺流程,并保证其产品附件的质量[13-17]。

5.结束语

该500kV站220kVⅠA母线A相CVT损坏的原因为中压电容C22末端引出线未采用接线鼻子,而是通过铜绞线缠绕并锡焊处理。连接时,由于生产厂家安装工艺控制不严,末端引出线接线端部受到损伤。长期运行过程中,损伤部位逐步扩大最终断裂形成悬浮放电,最终造成此次故障的发生。生产厂家在CVT制造过程中应加强质量管理,细化工艺控制卡,做到每个生产细节都得到严格把关,确保质量管理体系有效运转。

参考文献

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篇3

关键词:电气试验;设备;对策

一、高压电气试验碰到的问题

虽然高压电气试验得到了快速的发展,但是高压电气试验在试验过程往往会受到一些因素的影响,从而造成了试验结果和实际情况相脱节,严重时会造成不必要的损失。

(一)高压电气试验设备和被试设备的接地问题。

①高压电气被试设备接地不良。高压电器被试设备接地不良容易造成介质的严重损耗,这种问题一般情况发生在电容性的设备上,比如说电压互感器或者耦合电容器等。在变电站里,为了保证线路的正常运行,把电压互感器与线路直线连接。如果电气设备的接地开关或者连接线接触不良,就如同在电容器上串联了一个等量的电阻。比如说如果电容量为 C,电容器的介质损耗因数为 tgδ,等值串联电阻为 R,那么关系式为:tgδ=ωCR。但是如果当设备接地不良的情况出现后,电容器的电容量越大,它所产生的损耗就会越大,进而会造成被试设备介质损耗超标的情况。

②高压设备在使用 TV 和 TA 时,二次回路接地不良。在测试高电压的运行过程中,必须要使用,TV 和 TA。在一般情况下,TV和 TA 的交互应该遵循电磁感应定律,但是在他们实际的交互过程中,TV 和 TA 的二次绕组会出现接地不良的情况,这样一来,实际反映出来的数值对铭牌值而言出现了偏差。由于高压电气设备中的 TV 和 TA 的一次绕组和二次绕组与地面两者之间存在着分布电容,如果在二次绕组不接地的情况下,二次绕组上的感应电压往往会在表计和地面之间产生杂散电流,这样就会产生错误的指示值。

③滤波器接地开关没合上造成测量数据异常。这种情况发生在测量耦合电容器(或带通信端了的CVT )上,如图1所示。由于耦合电容器顶部接地,所以在测量C1的介质损耗时通常采用反接屏蔽法,也就是将测量装置的屏蔽端子接于C2的下端,这种接法似乎是把C2以下的元件全部屏蔽掉了,而事实上并非如此。表3是一个测量实例,从表3数据来看,当接地开关打开时,不同的测童仪器所呈现的异常情况不尽相同,只有当接地开关合上后,才能测出正确的数据。这种情况说明异常现象还与仪器的测量原理有密切的关系。因此,在测量耦合电容器的介质损耗时,应首先将结合滤波器的接地开关合上。

图1 饭接屏蔽发测量C1

表3 滤波器接地开关的分合状态对测量结果的影响比较

(二)高压电气试验中引线所引起的问题。

①高压电气设备中避雷器的引线问题。在一次高压变电所的检修试验中,一台220kV 主变中性点避雷器在试验过程中被检修人员将引线断开,但是引线的接头还保留在避雷器上边。最后出现的结果是:75%直流参考电压下的漏电量高达80uA;但是如果把把残留在避雷器上的引线拆下后重新测试,75%直流参考电压下的漏电量小于 20uA。由此可见,高压电气试验中避雷器引线产生的问题是非常巨大的,因此,在具体的高压电气试验实际运行过程中,我们必须把高压部位的引线全部拆除,从而能够更好地防止引线拆除不当引起的电流泄漏以及造成微安电表刻度的变差。

②绝缘带引起的问题。在高压电气试验运行过程中,绝缘带具有非常重要的作用。相关实验人员曾经做过一次实验:在测量电容性电压互感器的介质损耗因数的时候,最后测量的结果却不合格,数据出现了明显的偏差。为了找出数据偏差的原因,试验人员采取了各种各样的方法,最后终于得出了一个重要的结论:只有把固定在引线上的绝缘带去除后,所得到的数据才是合格的。如果不把绝缘带拆除,就说明给介质增加了几百兆欧的电阻,影响了高压电气试验的正常运行。

(三) 高压电气试验电压不同引起的问题。

①对介质损耗因数测量的影响:在一次 500 kV 直流中继站的耦合电容器预防性试验中,由于耦合电容器电容量较大,为了避免仪器过载,采取降低试验电压的方法进行测量。在36台耦合电容器中其中有1 台测量结果不合格,见表4 序号1。为了查找试验不合格的原因,试验人员采取了各种各样的方法 ,如改变试验接线、擦拭外套等等,但测量结果仍不合格。第二天用另一型号的测量仪进行测量时 ,发现在 0.5kV的电压下测量结果仍然不合格 ,但随着试验电压的提高 ,介质损耗却越来越小。然后再用回原来的仪器复测 ,在同样的试验电压下测量结果也已经正常 ,测量结果见表 4 中序号 2~7。这种现象显然与绝缘材料中存在杂质有关。之所以出现这种现象 ,我们分析原因可能是 :多元件串联的耦合电容器中存在连接线氧化接触不良的问题 ,在低电压下氧化层未击穿 ,呈现较大的接触电阻 ,所以介损变大 ;当试验电压提高后 ,氧化膜击穿 ,接触电阻下降 ,介损变小 ,这时即使降低试验电压 ,氧化膜仍保持导通状态 ,介质损耗不再增大。

② 对测量直流电阻的影响:某厂 1 台发电机在进行预防性试验时 ,用双臂电桥测量转子绕组的直流电阻,测量结果与历年数据相比显著增加。为了慎重起见改用外加直流电压电流法,测量结果却与历年试验数据接近,然后改用不同的仪器测量,数据变化很大。根据对测量方法和结果的分析 ,我们判定转子绕组已经存在导线断裂的问题。导体断裂后 ,在断裂面形成一层导电性较差的氧化膜 ,当用双臂电桥测量时,由于电桥输出电压较低,氧化膜不击穿,所以呈现较大的电阻 ; 而采用外加电压电流法时,由于输出电压较高,所以氧化膜击穿导电 ,测量的直流电阻就变小。经拔护环检查,该转子绕组端部存在 5 处断裂的缺陷。

表 4 不同电压下耦合电容器测量结果比较

以上例子说明 ,对于与直流电阻有关的试验 ,采用输出电压低的仪器更容易暴露设备存在的缺陷。

③对测量直流漏电的影响。在高压电气设备导体表面所产生的电晕电流在导体的形状、导体之间的距离确定了之后,与电场强度的大小有着密切的关系。如果外施电压的数值很小时,电晕电流很小,此时对漏电电流的测量所产生的影响也比较小;如果高压试验电压数值变大时,电晕电流就会增大,这时对漏电电流的测量会产生很大的影响。

二、高压电气试验中主要对策

高压电气试验是考核电气设备主绝缘或者是电气参数是否适应安全运行的一个重要手段,对整个电力系统的发展有着重要的作用。高压电气设备的试验,是对设备的具体运行状况进行检查和鉴定的重要措施,是进一步了解高压设备绝缘状态以及运行性能的主要方法,针对以上高压电气试验中面临的一些问题和困境,我们要做到以下几点:首先,搞清高压电气试验设备和被试设备的接地不良问题,我们要高度重视高压 TV和TA 的二次绕组,从测量的准确度和安全度两个方面着手,对其中的某一个端子的接地情况要确认无误。在进行交流耐压的试验过程中,要认真测量试验品的电容电流强度,通过电流的大小来判断高压电气试验电压运行是否正常。

其次,在试验过程中要注意引线的作用。引线在高压电气试验的过程中起着重要的作用,绝缘带的电阻有几百兆欧,如果不把绝缘带拆除,就说明给介质增加了几百兆欧的电阻,影响了高压电气试验的正常运行。

篇4

【关键词】电压;熔断器铁磁谐振过;饱和电流

电压互感器经常出现高压熔断器的两相熔断情况,造成电能表的准确计量,而且造成安全自动装置的误动作,严重危及电网的安全可靠运行。了解高压熔断器熔断原因,根据现场情况正确处理、从根本上解决电压互感器一次保险熔断问题,以保证电网的安全运行。

1、电压互感器熔断器的作用

电压互感器标准供保护、计量、仪表装置取用,将高电压与电气工作人员隔离。110kV以下电压等级的线路PT一般均要安装一次保险,PT一、二次保险是一次保险作用:在电压互感器内部故障,在电压互感器二次低压熔断器以下回路发生短路故障时熔断,将故障切除,一般情况下,二次保险以下回路的故障高压保险不能熔断。

2、电压互感器高压熔断器熔断的现象

当电压互感器高压熔丝熔断时,熔断相二次电压降低,两相电压应保持断相出现在互感器高压侧,互感器出现零序电压,导致起动接地装置,发出“接地”信号。

3、电压互感器高压熔断器熔断的原因

3.1铁磁谐振过电压可引起电压互感器一次侧熔丝熔断

正常运行时,非线性元件电感其伏安特性曲线在铁芯未饱和时是直线,电感值保持不变,而当系统产生某些波动(常见有雷击、系统发生接地等)时,电压互感器自身运行状态发生改变,导致相电压增高,此时三相铁心出现不同程度的饱和,致使电感值不断下降便出现铁磁谐振。

对于运行中的系统,常见产生铁磁谐振的原因有:单相接地、单相弧光接地、电压互感器突然合闸时绕组内产生巨大涌流等。导致电压互感器熔丝熔断。

3.2低频饱和电流可引起电压互感器一次熔丝熔断

电网间歇弧光接地,中性电压互感器一次绕组形成电回路,这种释放过程由于电压互感器相电抗的存在呈现振荡衰减状态。系统对地电容越大,振荡频率越低,形成低频饱和电流。频率在2~5Hz。

3.3电压互感器故障,一、二次绝缘降低或消谐器绝缘下降可引起熔丝熔断

电压互感器内部线圈短路接地、螺丝松动、导线受潮、绝缘损坏致过热等;套管或外绝缘破损放电,或有火花放电、拉弧现象都可以引起一次熔丝熔断,对于设备自身的缺陷,做好设备运行的维护检查即可。

3.4二次保险容量选择过大,当二次系统发生故障或负荷过重,二次起不到保护作用,造成电压互感器一次保险熔断。可以通这合理选择电压互感器容量及一、二次保险容量解决。

3.5电压互感器一次保险质量问题也可引起PT一次保险的频繁熔断,需严把设备质量关

3.6电压互感器安装地点振动可引起一次熔丝熔断

对于填料式高压熔断器来说振动常会引起熔断器的熔断,但却是很容量被忽视掉的因素,PT一次保险熔断有如下特点时可以考虑振动引起熔断:

3.6.1电压互感器工作现场振动较大

3.6.2每次PT一次保险熔断,更换新保险后一切正常,但又经常发生熔断;

3.6.3运行中检查各接触面无变色、无异常,远红外测温并无温升;

3.6.4有时固定一相保险熔断,有时熔断无规律性,例如有时B相熔断,有时A相熔断,或者有时还C相熔断,无规律性的保险熔断,我们往往会首先考虑铁磁谐振,但PT工作现场若振动,最大的可能性是振动导致;

3.6.5运行一段时间后保险电阻值变小,检查熔断的一次保险熔丝发现并不像短路烧断,没有熔丝的熔化现象,螺旋保险丝堆积在保险下侧;

我厂主变10KV侧电压互感器就曾经出现过振动引起的PT一次保险频繁熔断现象。主变10KV侧PT安装在发电机正下方,发电机在8米,此PT在4.5米,两组发电机PT在0米。最初的故障现象就是主变低压侧PT一次三相保险无规律频繁熔断,但发电机端0米两组PT却未发生保险熔断现象,因而排除了PT谐振,怀疑过PT故障但每次更换熔断器后又能正常运行一段时间,怀疑过PT二次保险之前的电缆有瞬间故障,主变检修期间发现主变10KV侧PT相连的母线的支座有松动进行了加固,并更换了PT二次保险之前的电缆,PT再次投入运行时发电机未运行,未再出现PT一次保险熔断事故,但随着发电机并网运行PT一次保险再次熔断,此时熔断相固定为C相,仔细检查发现C相的一次保险座振动要比其它相略大一些,于是试着在墙体外侧加固熔断器底座,加固后观察振动幅值没有太大变化,但振动频率比之前小一些,从此后主变10KV侧PT一次保险再频繁熔断过,分析一次保险频繁熔断的原因应该是共振。

4、一次保险熔断的处理

4.1先根据现象判断哪相保险熔断,测量二次电压进行确认;

4.2退出备自投保护,主变电压保护,防止误动作;

4.3断开电压互感器的二次保险,拉开隔离开关将电压互感器隔离;

4.4更换保险时注意与带电设备的安全距离;

4.5如果更换过的保险,一送电又发生熔断,不能再进行更换,要先查明故障原因;若保险熔断的频率较高也一定要查明原因。

5、结束语

很多情况下高压熔断器熔断是谐振过电压引起,低频对互感器线圈设备造成影响,使母线上的其它薄弱环节的绝缘击穿,造成短路事故。因而PT一次保险熔断必须引起足够的重视;另外一旦发生电压互感器损坏等一次设备原因造成的高压保险熔断现象,要在确认PT无异常的情况下才可以直接拉刀闸,若检查PT外观有异常情况熔断器未全部熔断的不允许直接拉刀闸,要通过拉母线断路器的方法给PT停电,以免对人员造成伤害;同时PT一次保险的熔断也会降低供电可靠性和少计电量,直接造成电量损失或计量不准确;同时保护电压的消失容易造成保护装置和安全自动装置的误动作,将严重危及供电设备的安全运行。因而PT一次保险熔断是不容忽视的问题,应引起足够的重视。

参考文献

[1]杨传箭.电气运行工人技术问答.水利电力出版社,1985年02月

[2]胡志光.发电厂电气设备及运行.中国电力出版社,2008年9月

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【关键词】电容器、配平测量、低压加压

中图分类号:TM421 文献标识码:A

0引言

郑州±800kV换流站是“十二五”国家电网规划建设的“疆电外送”的直流输工程受端站。

工程质量要求高:本工程合同规定要获得国家金奖工程;直流场工期紧:从施工到带电只有4个月时间;工作量大:直流滤波区域电容器塔每极含三组,共计6组800kV高压电容器塔,每组由29层“背对背”布置电容器组成,每层8台。塔高为25.3米。

直流场电容器塔采用此特高压直流滤波装置新型配平测量方法不仅满足了施工质量要求,而且缩短了施工时间,降低了工作量,提高了工作效率,能顺利保障完成施工任务。

1.新型配平测量的必要性

以往工程的电容器容量测量及配平要求拆掉厂家的电容器的连接线,然后对其测量,再恢复连接线。这样施工的工作量大,施工过程比较繁琐,并且在施工过程中容易造成电容器的连接端子的损坏。

综合多方面的因素,并考虑根据本工程特点,采用一种新型配平测量施工方法。

2.电容器新型测量方法

1)、不拆线单体测量

在对直流场的高压电容器测量电容值,由于电容器组厂家运至现场的均是连接好短接线的,采用常规测量方法就必须先将短接线拆除,测量完毕后再将短接线恢复,这样一来,会增加很大工作量,影响设备安装进度,而且有可能造成设备损坏,因此经过研究论证后,采用了一种新型测量方法,不拆除连接线直接对电容器单体进行测量。不拆线测量电容器单体电容器值的主要技术指标如下:单体电容器实测值与标称值误差小于±1%。

(1)、极2 C1电容量塔电容量测试:

序 号 编号 出厂电容

(μF) 实测电容

(μF) 电容误差

(%)

第1层M侧-1 21017640171 20.08 20.2 -0.49

第1层M侧-2 21017640084 20.63 20.7 1.97

第1层M侧-3 21017640369 20.04 20.2 -0.49

第1层M侧-4 21017640233 20.56 20.7 1.97

、、、 、、、 、、、 、、、 、、、

、、、 、、、 、、、 、、、 、、、

第29层N侧-1 21017640451 20.17 20.4 0.49

第29层N侧-2 21017640041 20.28 20.3 0.00

第29层N侧-3 21017640280 20.23 20.4 0.49

第29层N侧-4 21017640302 20.16 20.4 0.49

备注:调试时间:2013.07.09 温度:30 ℃湿度:75 %

(2)其它5组电容塔的电容量也相应测量记录。

2)、采用低压加压配平测量

对直流场的直流滤波区域中的高压电容器组进行配平调整试验,由于高压电容器组出厂配平试验是在高压下进行的,而现场不具备高压试验条件,因此提出一种低压配平方法替代高压配平方法。

(1)极2 C1电容器塔桥臂电容测量:

名 称 上层 下层

N侧 M侧 Max/Min N侧 M侧 Max/Min

出厂值(μF) / / / / / /

实测值(μF) 0.3862 0.3863 1.00026 0.3634 0.3627 1.00210

备注:调试时间:2013.09.25温度:25 ℃湿度:57 %

(2)依据DL/T 274-2012 《±800kV高压直流设备交接试验》规定:

每一个电容器桥臂的电容量进行测量,实测电容量应符合设计规范书的要求。(招标技术要求:电容器每相的臂之间最大与最小电容之比应不超过1.002)

(3)对比试验结果与规范要求,上层Max/Min 的比值为1.00026小于1.002符合要求,不需要调整。下层Max/Min 的比值为1.00210大于1.0020不符合要求,需要调整。

图:进行低压状态测量

3)、配平调整

采用低压配平方法对高压电容器组进行测量后,如果发现高压电容器组不平衡,就根据之前测得电容器单体电容值进行调整,最终达到所有高压电容器组均平衡,高压电容器组低压配平方法的主要技术指标如下:高压电容器组不平衡电流换算到运行额定电压等级下小于50mA。

配平措施:(1)从极2电容器塔C1下层N与M侧逐层与每层额定电容比较,选出偏差比较大的电容器,然后选择备品中与计算结果相一致的电容器,将其更换再次测量。

(2)极2 C1桥臂调整后再次测量结果如下:

名 称 上层 下层

N侧 M侧 Max/Min

出厂值(μF) / / /

实测值(μF) 0.3628 0.3627 1.00028

备注:调试时间:2013.09.25温度:25 ℃湿度:57 %

(3)对比试验结果与规范要求,下层Max/Min的比值为 1.00028小1.002符合要求,不需要调整。

4)、试验效果

郑州±800kV换流站直流场高压电容器塔采用此方法提前顺利完成了施工任务,并未引起不平衡电流保护动作,证明试验结果有效。顺利通过10月份直流场带电运行投运工作,给该项目按时顺利投运提供一份保障。

3经济效益

序号 项目名称节省费 单价 数量(天、台班) 小计(元)

1 缩短工期节省费 1800 20天 36000

2 仪器租赁节省费 500 20天 10000

3 吊车台班节省费 3000 20台班 60000

合计 96000

4应用情况

郑州±800kV换流站高压电容器组单体采用不拆线测量电容值的方法,采用低压加压配平测量来调节电容量不仅满足了质量要求,而且缩短了工期,降低了工作量,提高了工作效率,节约了成本,并为后续配平调整试验提供了准确的数据。

5结束语

针对郑州±800kV换流站直流场高压电容器塔新型电容量测量方法,在实际施工过程中通过运用行之有效,这样进一步提高施工效率,简化施工方式,缩短施工工期,节约施工成本,也为以后类似的特高压工程的测电容器电容量,提供了宝贵的借鉴。

参考文献:

[1]串联电容器补偿装置一次设备预防性试验规程(DLT 366-2010)

篇6

关键词:高电压大容量变压器;绝缘技术;应用

前言

在经济飞速发展的今天,机电行业的发展模式不断地在发生变化,旧有的高能源的生产模式已不再适用。而且,通过目前的现状分析来看,人们对于电能质量的要求在逐步提高,对于电力系统出现故障的情况下,恢复正常运行的处理效率提出了更高的要求。高电压大容量变压器绝缘技术的研发,推动我国绝缘技术不断发展,不管是研发理念方面,还是机电绝缘结构方面,都有新的变化。大型高压设备使用最新的绝缘技术,可以较大幅度提升效益。在绝缘技术被使用的同时,火电投资比例被降低了。

1 高电压大容量变压器绝缘材料

在高压绝缘技术中,电工陶瓷技术是一项最迟开发的技术。电工陶瓷的优良性能很多,比如机械性能往往比较高,自备环境性能比较稳定。它的缺点是拉伸强度不够高,抗冲击能力较弱,且易碎。最新研制的复合绝缘材料是一种有机材料,具备优良的性能,它将逐渐取代电工陶瓷,在国内,比较常见的绝缘材料有气体绝缘材料、绝缘漆管、电工用塑料、绝缘胶等。下面对这几种绝缘材料进行详细的介绍。

1.1 气体绝缘材料

气体绝缘材料的一个优点就是绝缘,在一定的场合下,它可以起到灭弧和冷却的作用。对于气体绝缘材料而言,基本要求是绝缘强度高、热导率高、资源丰富和价格实惠。

1.2 绝缘漆管

绝缘漆管底材一般分为两种,一种是面纱,另一种是玻璃纤维。树脂的种类一般有下面几种:油性绝缘清漆、改性聚氯乙烯树脂、硅橡胶浆等。漆管需要注意浸渍均匀,漆膜应保持完整性。常态时漆管的击穿电压要大于5000V,缠绕后要大于2000V,受潮后应大于1500V。

1.3 电工用塑料

电工用塑料的状态一般有三种形式,即粉末、粒状和纤维材料。电工用塑料的成分有这几种:合成树脂、填料和相关添加剂。当电工用塑料的温度和压力各不相同时,其可以被加工成为跟电工设备绝缘零部件相符合的绝缘保护材料。在塑料的特性影响因素中,合成树脂的作用是比较大的。塑料根据树脂的类型划分,可分为热固性塑料和热塑性塑料这两种。前者在成型后,其树脂分子结构会变化,通常其结构从线性变为网状。

1.4 绝缘胶

绝缘胶的种类很多。在变压器上所用的绝缘胶主要有聚醋酸乙烯酯(白乳胶)、酚醛树脂(电木胶)、聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和环氧树脂胶等。

2 绝缘技术在高电压大容量变浩髦械挠τ梅治

2.1 少胶粉云母环氧VPI绝缘技术的应用分析

少胶粉云母环氧VPI绝缘技术是利用TMEIC绝缘以及VB2645树脂,可使绝缘体系完整,从而达到绝缘体系的作用。在少胶粉云母环氧VPI绝缘技术中,先使用稀释的流程,接着进行合成,然后准备浸渍树脂、固化剂等材料,使用合成工艺,最终得到成品。当合成的材料有差异时,可以得到不同的绝缘体系。所以,在实际应用过程中,其功能的差异性较大。

2.2 LD.F绝缘技术的应用分析

LD.F绝缘技术发展经历了较长一段时间,实现的绝缘体系相对完善,其类型繁多。通常有低压机电绝缘技术,使用频率最高的是低压机电绝缘代表包括变频电机、同步电动机。在高电压大容量变压器绝缘应用中,LD.F绝缘体系的优势是比较明显的,其优势不仅具备较好的电器性能,而且稳定性较好,耐热性能较好,并且绝缘厚度比较薄。在实践应用中,可发现,LD.F绝缘技术优点很多,比如工艺比较简单,可靠性强,节能减排等等。当前,在我国大力倡导节能减排、绿色环保战略的今天,LD.F绝缘技术的应用不仅很广泛,而且具备很大的优势。该技术在实践应用中得到了革新和改进,未来的发展方向是6kV、10kV的高电压且绝缘厚度越来越薄的方向发展。LD.F绝缘体系对于高电压大容量变压器的绝缘需求能够充分满足,其体系得到了持续改善,在绝缘领域的发展与应用前景是非常广阔的。

2.3 多胶模压绝缘技术的应用分析

多胶膜压绝缘技术作为一种绝缘技术,使用了多胶粉云母连续式烧包、模压成型的工艺。在交流电机应用方面,多胶膜压绝缘技术的应用范围是很广的。多胶云母可分为多种,使用频率最高的是环氧多胶粉云母带,使用频率次高的是VPI体系类型。在经济全球化飞速发展的今天,中国与国外的一些国家,比如德国西门子公司进行密切合作,通过绝缘技术和绝缘材料的引入,以及合作和研发,最后得到了新型绝缘产品,成功地打造了一套交流机电绝缘技术体系。在该体系中,云母材料和固化树脂等得到了广泛的应用,这些材料的性能很好,能够确保绝缘体系的绝缘性能,因而得到了广泛的推广。

3 结束语

综上所述,高电压大容量变压器质量的可靠性与稳定性的提升仅仅是使用以前传统的绝缘材料和技术是远远不足的,还需要使用新型的材料和技术。所以,要使高电压大容量变压器的绝缘技术水平得到进一步的提升,需要打造更加良好的绝缘体系。使高电压大容量变压器更安全、更稳定,实现为居民和工厂提供更稳定、更可靠的电能。

参考文献

[1]王洋.高电压大容量变压器绝缘技术的应用[J].科技展望,2014(9):161.

[2]张蓬鹤,邓泽官,吴巍,等.变压器震后剩余寿命评估模型的研究[J].高压电器,2013(6).

[3]姜益民.浅谈变压器运行寿命[J].变压器,2013(12).

[4]冯运.电力变压器油纸绝缘老化特性及机理研究[D].重庆:重庆大学,2007.

[5]郑含博.电力变压器状态评估及故障诊断方法研究[D].重庆:重庆大学,2012.

篇7

关键词:工厂供电系统;无功补偿;铁矿

中图分类号: C35 文献标识码: A

引言

供电部门一般要求用户的月平均功率因数达到0.9以上。当用户的自然总平均功率因数较低时,单靠提高用电设备的自然功率因数达不到要求时,应装设必要的无功功率补偿设备,以进一步提高用户的功率因数。铁矿供配电系统处于电力系统末端,其供电电压是否稳定直接关系到工厂生产用电安全。就稳定性控制来说,电压损耗是重点关注对象之一。在铁矿生产过程中,普遍认为无功负荷与电压损耗密切相关,无功负荷对电压稳定性所造成的影响是巨大的,无功电流是影响电力系统运行稳定的主要因素之一,由于系统中存在无功电流,因而系统导线容量以及设备容量都相应增大,系统损耗也随之增加,这些都会对系统的可靠性以及稳定性造成不利影响。无功补偿是处理该类问题的有效方式。本文主要针对工厂供电系统无功补偿做一个简单的分析和探讨。

一、补偿的原理

将具有感性功率和具有容性功率负荷的装置连接在一个电路中,如果容性负荷释放能量时,感性负荷就会吸收能量;反之,如果感性负荷释放能量时,容性负荷就会吸收能量,能量会在感性负荷和容性负荷之间交换,通过能量在两种负荷的交换,容性负荷输出的无功功率就可以补偿感性负荷吸收的无功功率。因此,应当采取有效的办法,提高工厂供电系统功率因数,降低电能损耗和功率损耗,以实现提高供电质量且节约电能的目的,而无功补偿就是提高其功率因数的理想途径。

二、无功功率提高供电系统功率因数的具体方法

无功补偿的方式有两种,即用静电电容器作无功补偿和用同步补偿器作无功补偿。因为同步补偿器的结构较为复杂,后期维护所需要的费用相对较大,所以,在工厂中往往会采用静电电容器作无功补偿,而静电电容器无功补偿涉及到高压集中补偿、低压集中补偿和分散就地补偿3种。

其中,高压集中补偿具体指将高压电容器组集中装设在工厂变配电所的10KV母线上。这种补偿方式只能补偿10KV母线以前所有线路上的无功功率,而此母线后的厂内线路的无功功率得不到补偿,所以这种补偿方式的补偿效果没有后两种补偿方式好。但是这种补偿方式的初投资较少,便于集中运行维护,而且能对工厂高压侧的无功功率进行有效的补偿,以满足工厂总的功率因数的要求,所以这种补偿方式在一些大中型工厂中应用的相当普遍。

低压分组补偿是指将低压电容器集中装设在车间变电所的低压母线上。这种补偿方式能补偿车间变电所低压母线以前包括车间变压器和前面高压配电线路及电力系统的无功功率。由于这种补偿方式能使车间变压器的视在功率减小从而可使变压器的容量选的较小,因此比较经济,而且这种补偿的低压电容器柜一般可安装在低压配电室内,运行维护安全方便,因此这种补偿方式在工厂中相当普遍。

分散就地补偿也称单独就地补偿,是将并联电容器组装设在需要进行无功补偿的各个用电设备旁边。这种补偿方式能够补偿安装部位以前的所有高低压线路和电力变压器的无功功率,因此补偿范围最大,补偿效果最好,应优先选用。但是这种补偿方式总的投资较大,而且电容器组在被补偿的用电设备停止工作时,它也一并被切除,因此利用率较低。这种分散就地补偿方式特别适用于负荷平稳、长期运转而容量又大的设备。

下面将对如何进行补偿容量加以计算。功率因数从cosφ1升高到、cosφ2,电容器的补偿容量就变为:Qc=Paw(taφ1-taφ2),其中Pa是最大有功计算负荷,taφ1、taφ2是补偿前、后功率因数角的正切值。在已知总补偿容量Qc后,可以依据选择的并联电容器的单只容量来分析并联电容器的个数。

并联补偿的电力电容器大多数采用角形接线(除部分容量较大的高压电容器外)。低压并联电容器,绝大多数是做成三相的,而且内部已接成角形。三个电容为C的电容器接成角形,其容量为同一电路中接成星形时容量的3倍,因此无功补偿的效果更好,这显然是并联电容器接成星形的一大优点,但必须指出:电容器采用角形接线时,任一边电容器击穿短路时,将造成三相电路中的两相短路,短路电流很大,有可能引起电容器爆炸。这对高压电容器特别危险。如果电容器采用星形,情况就完全不同,如果其中一相电容器击穿短路,其短路电流仅为正常工作电流的3倍,故其运行就安全多了。因此10KV及以下变电所设计规范规定:高压电容器组宜接成中性点不接地星形,容量较小时(450kvar及以下)宜接成三角形。低压电容器组应接成三角形。

三、并联电容器的运行与维护

并联电容器在供电系统正常运行时是否投入,主要视供电系统的功率因数或电压是否符合要求而定。如果功率因数过低,或者电压过低时,则应投入电容器,或者增加电容器的投入量。

并联电容器是否切除或部分切除,也主要视供电系统的功率因数或电压情况而定。如果变配电所母线的母线电压偏高(例如超过电容器额定电压10%)时,则应将电容器切除或部分切除。

当发生下列情况之一时,应立即切除电容器:电容器爆炸、接头严重过热、套管闪络放电、电容器燃烧、环境温度超过40摄氏度。

如果变配电所停电,电容器也应切除,以免突然来电时,母线电压过高,击穿电容器。在切除电容器时,须从仪表指示或指示灯观察其放电回路是否完好。电容器从电网切除后,应立即通过放电回路放电。为确保人身安全,人体接触电容器之前,还应对其进行放电。

并联电容器有手动投切和自动调节两种控制方式。并联电容器组采用手动投切,具有简单经济、便于维护的优点,但不便于调节补偿容量,更不能按负荷变动情况进行无功补偿以达到理想的补偿要求。具有下列情况之一时,宜采用手动投切的并联电容器组补偿:常年稳定的无功功率补偿、长期投入运行的变压器或变配电所投切次数较少的高压电容器组,对于集中补偿的高压电容器组,宜采用高压断路器进行手动投切。

无功自动补偿装置,具有自动调节功能,可以按负荷变动情况进行无功补偿,达到比较理想的无功补偿要求。但是这种补偿方式投资较大,且维修比较麻烦。具有下列情况之一时,宜装设无功自动补偿方式,避免过补偿,装设无功补偿方式经济上合理时;为了轻载时电压过高,造成某用电设备损坏。由于高压电容器组采用自动补偿时对电容器组回路中的切换元件要求较高,价格较贵而且维修比较困难,因此当补偿效果相近时,宜优先选用低压自动补偿装置。

结束语

衡量企业经营效益中一项指标是其功率因数的高低,所以,工厂要想其自然功率因数有所提高,还应当利用无功补偿的方法来解决问题,以提高有功输出能力和输电能力,降低电能损耗和功率损耗,从而实现节约电能的最终目的。从当前实际发展情况来看,无功补偿技术仍旧处在发展阶段,存在着许多不足之处。因而,在使用过程中,需要结合实际情况,对电气自动化中无功补偿技术有关措施、策略进行适当调整,通过这种方式的采用促使经济效益最大化。

参考文献

[1]王剑,张丹丹.工厂供电系统无功补偿技术及问题分析[J].科技创新导报.2014(05).

篇8

汽车点火系断电器的烧蚀即有部件本身的原因,也有其他系统功能匹配不当的原因,预防发现并及时排除此故障必须全面综合考虑,才能收到良好效果。

一、故障的表象

有的汽车在行驶一定里程后,出现发动机运转时,排气消声器发出无节奏的“突突”声,而且转速越高声音越大,并伴有化油器回火;排气消声器放炮等现象,造成车辆废气排放污染严重,发动机动力明显下降,并且发动机出现了经常熄火的现象,经济性明显变差。

二、故障的原因分析

要使发动机能发出最高动力且排放污染小,则要确保发动机能充分燃烧。发动机充分燃烧的主要条件,就是点火系点火正时并能够产生足够强的火花去燃烧混合气:因为只有点火正时,燃烧充分,才能保证发动机做功时能产生足够大的爆炸力,去带动发动机曲轴以高速运转,向时,燃烧充分、彻底才能保证最大限度减少有害废气的产生,减少环境污染。由此得出结论,发动机点火系出现故障会使点火不正时,产生的电火花减弱,从而降低燃烧的充分性。燃料不能在气缸内完全燃烧,未燃烧的废气就会在排气喉补燃或排出,造成排气喉放炮或废气排放严重,最终使发动机输出功率下降。

根据以上分析,我拔下一个缸的高压线进行跳火试验,发现火花颜色发红,证明点火火花过弱。这是燃烧不充分故障的原因。造成发动机点火系点火火花过弱的原因大致有以下几点:

1.高压电线接触电阻过大

2.分电器盖短路漏电故障

3.分火头烧焦造成接触不良故障

4.断电器触点脏污、烧蚀造成接触不良故障.

5.电容器断路故障

6.点火系提前角自动调节机构有故障

三、排除故障的措施和方法

根据以上原因分析,围绕着发动机燃烧丰充分时出现的故障现象,我反复学习了有关维修保养资料,并虚心向有经验的师傅请教,对逐个可能产生的原因进行检查分析,对可能会产生故障的部位采取先易后难的方法进行检查。检查方法和步骤如下:

1.高压电线检查

观察高压电线和端子,没有发现腐蚀、断裂或变形。每条线电阻(没有脱开盖时电阻),测得电阻值如表所列,均属正常。

2.分电器盖检查

先检查分电器盖中心炭精触点、盖内分布的导电桩和盖上各高压点火线插孔,没发现烧蚀和熏黑现象。把火花塞上的所有高压线拔掉,拆下分电器盖(如图所示),将所有高压线端头距离气缸3~4mm,打开点火开关,拨动断电器触点臂,此分线头与气缸体没有跳火。再拔掉分电器盖上的所有高压线,将中央高压线插到任一高庄线插孔中,并在其分线孔邻近的插孔中再插上一根高压分线,使其端头距气缸体3 ~4mm。打开点火开关,拨动断电器触点臂,此分线端头与气缸体没有跳火,然后以此方法检查其他高压分线插孔,都没有漏电证明分电器盖不存在漏电故障。

3.分火头检查

先观察分火头导电片端头没有发现有烧缺、烧焦现象,再将分火头反放于气缸盖上,使其导电片与气缸接触,然后将高压线的端头距分火头座孔约2~3mm,同时接通点火开关,拨动断电器触点臂,使其一开一闭。此时高压线端头分火头座孔之间没有火花跳过,说明分火头工作正常。

4.点火调节装置检查

拆下分电器总成解体检查,离心式调节器的离心重块甩动灵活、平稳、无卡滞和松旷现象,将分电器轴固定不动,使凸轮向正常旋转方向转到极限位置,在突然放松时,凸轮立即返回原位,证明离心式调节器工作正常。检查真空式调节器,膜片无裂损,拉杆与弹簧连接牢固,管接螺母无漏气,说明真空式调节器良好。

5.断电器检查户

在触点闭合时,用弹簧秤的挂钩钩住活动触点的尖端,沿着触点的轴向拉动弹簧,张力读数为57.8N(5.9kgf ),说明触点臂张力正常。再拨动断电器触点臂观察其触点,发现触点有严重烧蚀现象。用万用表测量触点之间电阻,指示数为5Ω,证明触点电阻增大,以致初级电流减少,高压电降低,造成了电火花减少的故障。

6.电容器检查

拆下电容器放在气缸盖上,使点火线圈上的高压总线端头距电容器引线3~5mm。接通点火开关,拨动断电器触点,使其一开一闭约3~4 次,此时高压总线端头与电容器引线之间有火花跳过。立即将电容器引线与其外壳刮火(即放电),不能产生强烈的篮白色火花,确定其已损坏。

经过以上的综合检测与判断,找出了引起发动机在各种转速下发出无节奏的“突突”声、发动机有熄火故障的主要原因是电容器损坏,引致断电器触点经常烧蚀。点火系统工作时,当断电器触点打开,随着初级电流减小,磁场发生变化,次级绕组产生高压电的同时,在初级绕组中也产生自感电动势,其值可达200~30OV ,它将作用在触点间隙,击穿触点间隙产生火花,使触点迅速烧蚀,同时使初级电流不能迅速中断,磁场变化减慢,使次级电压降低。为了消除这一影响,在触点两端并联一个电容器,当触点打开时,初级绕组产生的自感电动势向电容器充电。由于电容器适当,充电时间极短,不仅减小了触点间火花,延长了触点的使用寿命, 而且加速了初级电流消失,提高了磁场变化速率,从而使次级电压提高。所以,断电器触点烧蚀和电容器损坏,导致低压电流减小,次级电压下降,火花能量减小,引致了点火系这一故障。

篇9

关键字:无功补偿TBB6-900AK高压电容器装置谐波 有源滤波补偿器

Abstract: a pumping station by a line and B lines parallel power supply, a line power factor is usually around 0.94, B line power factor is about 0.92, this article is mainly used to introduce a pumping station substation methods to improve power factor, and analyze its shortcomings and rationality.

Keywords: no power compensation TBB6-900AK high voltage capacitor device of active power filter harmonic compensator

[中图分类号] TM714.1[文献标识码]A[文章编号]

功率因数的概念

在交流电路中,电流与电压之间的相位差(Φ)的余弦叫做功率因数,用符号cosΦ表示,在数值上,功率因数是有功功率P(一个周期内瞬时功率的积分平均值)和视在功率S(端口的电压有效值与电流有效值之乘积)的比值,即cosΦ=P/S ,即如图:

图中:P:一个周期内瞬时有功功率平均值;S:一个周期内瞬时视在功率平均值;

电容器功率补偿的意义

(1) 可以降低变压器跟电路的损耗

提高供电系统及负载的功率因素,降低输电线路及用电设备的容量跟负荷

稳定用电端及电网的电压,提高供电质量和提高设备的利用率

增加输电系统的稳定性和可靠性,提高输电能力。

平衡三相负荷,减少无功功率对电网的损害

3.东北某输油站高压电容补偿装置

东北某输油站采用TBB6-900AK型号高压并联电容器装置,其主要组成部分如下:

(1)电容器:BAM6.6/-300-1W

作用:把电容器与感性负载并联在一起,能量在两种负荷之间相互交换,这样,感性负载需要的无功功率就会由电容器补偿。

(2)放电线圈:FDGE26.6/-1.2-1W

作用:能在电容器停用时,在很短时间内,将电容器中剩余电压降到安全电压。

(3)氧化锌避雷器:HY5WR-10/27

作用:当电压过大时,电阻急剧下降,释放过电压的能量,达到保护电气设备作用。

高压电容器设备内部接线原理图

4.谐波对功率因数的影响

在对用户的功率因数管理上,不能单纯地依靠因数表的读数,还要利用测试电能质量来对谐波源用户进行功率因数监督管理。

由于输油站里使用大量的非线性设备(如蓄电池、逆变器等)投入,当正弦波加到非线性设备上会产生谐波电流,在有谐波的情况下,加入谐波的参数,我们可以得到这样一个公式:η =(I1/I)•cosφ =λ•cosφ其中:

η,功率因数。I1 是基波电流, I是总电流,总电流除了基波电流外还有一部分谐波电流。λ,基波因子,基波因子反映了谐波对功率因数的影响。从公式可以看出,在总电流I恒定时,谐波电流越大,基波I1就会越小,也就是基波因子就越小,从而功率因数也就越小。

4.有源功率因数校正装置

有源功率因数校正电路的基本工作原理是利用可关断电力电子器件,产生与负荷电流中谐波分量大小相等、相位相反的电流来抵消谐波的滤波装置。电力有源器的主电路一般由PWM逆变器构成,运用瞬时滤波形成技术,对包含谐波和无功分量的非正弦波进行校正。

5.结论

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关键词 高压电气;试验;系统运行;电网;对策

中图分类号:TM77 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2014)20-0202-01

1 高压电气试验的基本理论

1)高压电气试验。

电气试验通常指预防性实验,主要的对象是电气设备,它是一种常用的技术手段,它不仅可以保证电力系统的安全稳定运行,更可以起到电气设备绝缘监督的作用,对整个电网的正常运行都有着重要的意义,同时它也是考核电气设备主绝缘的一个重要手段。

2)高压电气试验的发展趋势。

近年来,经济社会发展的步伐在加快,科技技术日新月异,产品更新换代的周期在缩短,各种新技术,如:计算机技术、信号处理技术,越来越多的应用到诊断电气设备故障方面,高压电气试验的设备在不断进步,出现了很多新的实验方法,电力系统中出现了很多先进的新技术,电网运行的更加可靠稳定。随着国内外高压电气技术的发展,以及大量引进国外相关行业内的先进技术,目前该技术的发展状况良好。目前高压电气试验的新设备呈现出白花齐放的态势,体积越来越小,结构设计越来越精,自动化程度越来越高,抗干扰能力越来月强。另外,高压电气试验的方法也不断进行着更新,更新周期逐渐缩短,目前通常采用的实验方法有:比较适用的简单分析判断方法即油中溶解气体色谱分析方法;具有更高的诊断灵敏度的实验方法即变压器绕组变形方法再次,不断出现各种新的高级的高压电气实验技术,如:能够提高仪器抗干扰能力的0.1 Hz超低频试验电源技术,对故障检测灵敏度更高的红外技术。目前,电网系统应用的技术有很多,其中影响力最大的使用最广泛的是电力变压器故障专家诊断系统。

2 高压电气试验中经常遇到的一些问题

高压电气试验技术虽然发展较快,技术逐渐成熟,但是在使用过程中,由于内外因的印象,难免会出现一些故障,这也暴漏出实验结果和实际应用之间的差距。

1)试验设备和被试设备的接地问题。

接地不良被称为发生频率最高的故障之一,尤其是出现在高压电气被试设备之间。一旦出现接地不良时就会严重损耗介质设备,因为,电气设备的接地开关或者接触不好,就可以看作是一个等量的电阻串联在了电容器上。这种情况常发生在电容性的设备上,如:电压互感器或耦合电容器等。为了避免这一问题的出现,变电所里的电压互感器都直接连接着线路。如:电容量为C,电容器的介质损耗因数为tgδ,等值串联电阻为R,那么关系式为:tgδ=ωCR。但是当出现设备接地不良时,电容器的损耗与电容量的大小成正比,当电容量足够大时,被试设备介质损耗会出现严重超标。

使用TV和TA时,高压设备的二次回路也会经常出现接地不良的现象。TV和TA是测试高电压运行的必要手段,通常来说,电磁感应定律是TV和TA在交互过程中必须遵循的,但事实上,TV和TA的二次绕组经常会出现一些故障,如接地故障。故障一旦出现就会影响TV和TA的一次绕组和二次绕组与地面两者之间的电容分布规律,会产生额外的杂乱电流,这样的实验结果显然是错误的。

2)高压电气试验中引线经常出现的问题。

避雷器的引线问题是高压电气设备的常见问题,在电网实际运行过程中经常出现。例如:对高压变电所进行一次检修试验,一台避雷器由于检修人员的错误操作被检修人员将引线断开,但避雷器上边还有引线的接头。这台避雷器是220 kV主变中性点避雷器。直接导致的后果是:有80uA的漏电量,如果将留在避雷器上的引线拆下后进行重新测试,其漏电量小于20uA。这一结果很明确的告诉我们,避雷器引线产生的问题在高压电气试验中是非常可怕的,为此,在高压电气试验实际运行时,高压部位的引线必须全部拆除,这样可以在一定程度上避免因引线拆除不当而引起的电流泄漏以及造成微安电表刻度的变差。

绝缘带引起的问题。,绝缘带在高压电气试验运行过程中的作用非常重要,下面我们可以通过一个具体的例子进行说明,曾有实验人员进行过一项相关实验:当出现电压互感器的介质损耗因数的时候,测量的最终结果不理想,偏差较大。为了寻找测量结果误差的原因,实验人员经过一系列的尝试后,发现只有去除固定在引线上的绝缘带,所测量的结果才是准确的,误差达到几百兆欧,由此可见,如果不把绝缘带拆除,会影响高压电气试验的正常运行。

3)高压电气试验电压不用引起的问题。

电压对介质损耗因数到底有多大的影响,数据偏差到底有多大,很多技术人员经过了大量研究,做了大量的实验,下面以一次实验为例进行介绍。这是一次预防性的实验,所用的电流是550 kV直流电,实验方法有很多,本次实验主要使用降低试验电压的方法,实验表明其中一台电容器的测量结果是不符合常理的,即被认为不合格,为了找出导致这一现象出现的原因,相关人员进行了排除实验,尝试了多种方法,最后得出的结论是试验电压的大小与介质损耗因数成反比。

电压对测量直流电阻的影响。高压发电机在进行预测性试验的过程中,其测量结果往往和以前数据存在误差,为了寻找出误差的原因,实验工作人员通过实验分析,发现转子绕组在运行过程中存在导线断裂的情况是主要因素。

高压电气试验电压对测量直流漏电的影响。高压电气设备导体表面所产生的电流与一些因素有关,如:电场强度、导体之间的距离等。当外施电压较小时,电晕电流也会很小,这时对漏电电流的测量结果会影响较小,反之,电晕电流增大了,对漏电电流的测量就会有较大影响。

3 针对高压电气试验中的问题所采取的对策

电气设备主绝缘性能及其运行参数是否能够安全可靠的运行,最主要的验证手段就是高压电气试验,在一定意义上说,压电气试验对整个电网能否顺利运行有着重要的意义。同时,高压电气设备的试验可以了解高压设备绝缘状态及运行性能,可以对设备的运行情况进行全面检查,及时发现隐患。针对高压电气试验中经常出现的一些问题,所采取的对策如下:

1)对高压电气试验设备和被试设备的接地不良问题进行全面的了解,避免接地不良现象的出现。重视高压TV和TA的二次绕组,从精度和安全两个因素入手,对每一个端子的接地情况都要进行认真的检查。交流耐压试验时,要对试验品的电容电流强度进行认真的测量,通过测量数值就可以诊断高压电气试验电压情况。

2)明确引线的地位和作用。引线相对于高压电气试验的重要性就好比变压器对于电网的重要作用。还有绝缘带,实验证明,如果绝缘带不被及时隔离或拆除掉的话,其强大的电阻可以导致实验的失败。

3)高度重视高压电气试验中电压的作用。电压对介质损耗测量到底有多大的影响,自己要亲自做大量的实验来证明,了解相关常识。介质损耗一般来说,会在电压较底时有更大的损耗;当电压增加大一定程度时,变压器表面的氧化层被击穿,电阻就会相应减小。

参考文献

[1]楮飞.变电站高压电气设备现状分析及改进方案[J].1999(3).

[2]吴怀权.国内外高压电气设备技术发展述评[J].

2008(1).