电力断路器的诊断技术

电力断路器的诊断技术（精选九篇）

电力断路器的诊断技术 篇1

1 电力变压器常见的故障

1.1 铁心多点接地

变压器铁心都有且只有一个小点接地, 如果出现两个及以上的话, 那么则是多点接地。变压器铁心多点接地故障将导致核心操作, 危及安全运行的变压器, 应及时处理

1.2 接头过热

载流接头是变压器及变压器本身的重要组成部分, 其接触电网节点连接不好, 将导致热甚至烧坏, 严重影响变压器的正常运行和电网供电的安全性。因此, 必须及时解决接头过热问题。

1.2.1 铜铝连接

铜质的变压器引头, 长期暴露在外面潮湿的地方, 不能与螺栓和铜铝导体端连接。当铜和铝之间的界面渗透包含溶解盐的水, 换言之电解液时, 即在电耦合的作用下, 可以产生电化学反应, 铝是强烈的腐蚀物。因此, 一旦接触很快就摧毁了接触物, 造成发热甚至可能导致严重的事故。为了防止这种现象, 在设备需要铝导体铜导体连接, 使用铝, 另一头为铜的特殊过渡触头。

1.2.2 常见的连接

常见的连接的变压器是相当多, 其都是过热的关键部分, 将对接表面加工成平面, 清除表面杂质, 此外最好将其平均地涂在导电上, 确保连接是好的。

1.2.3 油浸电容式套管过热

处理的方法是用定位固定方式的发热管, 首先打开将军帽, 如果发现将军帽或者引线丝扣有烧损, 就应该及时修复, 确保丝扣配合好, 然后定位套和将军帽之间的位置垫一个和定位套截面大小一样, 厚度适合的垫片, 重新安装帽, 帽在紧凑的情况下, 可以固定在套管法兰顶部。引线接头器和将军帽丝扣匹配应该良好, 反之应该更换, 以确保拧紧的情况下, 丝扣之间有足够的压力, 降低接触电阻。

1.3 变压器渗油

变压器油泄漏不仅会给电力企业带来巨大的经济损失, 污染环境, 还会影响变压器的安全运行, 可能会导致不必要的变压器损坏事故, 造成用户生活的不便。因此, 有必要解决变压器油泄漏的问题。

1.3.1 油箱焊缝渗油

对于平面接缝处渗油可直接进行焊接, 对于拐角及加强筋连接处渗油则往往渗漏点查找不准, 或补焊后由于内应力的原因再次渗漏。这种渗透点铁也可以用来修复焊接, 两面连接, 修复焊接板可以切成纺锤体;三面连接可以根据实际位置将补焊板切成三角形。

1.3.2 高压套管升高座或进人孔法兰漏油

这些部位主要是由于不当的橡胶垫安装, 操作可以的胶密封法兰。法兰之间的密封间隙与堵胶前插, 插胶完全固化之后, 退出法兰紧固螺丝用, 喷胶枪嘴扭螺丝孔, 然后用高压法兰注入间隙的密封胶, 直至各法兰螺丝帽有胶挤出为止。

1.3.3 低压侧套管渗漏

原因是母线伸展和低压侧总线导致部分短。母线拉伸时, 根据规则母线与滑动连接。如果遇到引线偏短的情况的话, 可以重新调整引线从而引出长度, 调整电极是困难的, 它可以安装在胶珠密封面的密封胶;增加压紧力可以将瓷质压帽换成铜质压帽。

1.3.4 防爆管渗油

防爆管是变压器内部故障导致变压器内部压力大, 避免变压器油箱破裂的安全措施。但防爆管玻璃膜由于振动操作的变压器坏了, 不能及时更换玻璃, 水分进入油箱, 因此, 使绝缘油受潮受潮, 绝缘水平, 危及设备安全的。为此, 防爆管摘除, 改装压力释放阀即可。

2 电力技术监督系统的实践

2.1 深化管控, 提升设备安全监督能力

首先要求每个主要年度和月度工作计划, 具体负责的人, 和完成时间都要上报。同时进行项目经理不定期抽查, 对于抽查的数据不是真的会给通知。其次要继续升华生产控制计划, 利用带电检测设备, 专业的检验要求包括在生产计划控制之内, 并及时跟踪检查计划执行, 监测设备的整个过程。三是强调关键指标报告, 110千伏电压等级主要变压器跳闸断路器操作的损坏, 线路跳闸, 故障等重要指标应立即报告公司, 未能及时报告的要给予严格惩罚。

2.2 加强监督和实施人员设备的控制

一是加强现场的总结和分析, 对领域异常出现的各种各样的设备, 要组织有关人员进行专题分析和沟通, 提高团队的现场处理和故障分析的能力。严格执行设备异常分析和跟踪系统, 坚持故障设备7工作日内完成分析, 异常设备跳闸和月度分析完成, 严格技术监督异常设备跟踪系统, 确保没有异常设备跟踪超过周期。二是加强维护现场监督, 维护单位要加强管理控制现场和各种专业技术监督任务, 加强现场检查, 监督, 提高设备维修质量, 测试以确保设备的控制。

2.3 细化指标, 改善技术监督管理

每个专业监督的基本管理, 细化在日常工作的过程中, 由于PMS数据准确性, 缺陷消除率、设备和措施的实施, 要加强日常监督并给予整改, 公司将结合技术监督检查、咨询、每月不定期现场检查分析, 在收集相关数据进行比较评价参考。要求团队建立和完善基本管理制度, 根据需求进行人员到特定的设备, 档案管理, 建立标准化的原始记录和归档的过程。对每个单元设备测试报告的及时性、准确性、有效性和及时性进行检查。

3 结束语

由于变压器在工作的过程中, 不可避免的会发生各种故障问题, 影响正常的电力供应因此需要采取切实有效的方法及时找到故障源, 并解决, 将问题的损失降到最低。此外变压器维修人员应该做好预防和兼顾维护, 定期对变压器测试, 可以尽早发现问题, 实现变压器稳定工作。电力技术监督系统, 应积极吸收国内外典型的好的经验和教训, 取其精华去其糟粕。在此基础上, 根据该公司电力技术监督管理的现状, 合理地进行创新和实践, 从基本的技术监督管理水平和整体上提升效率。

参考文献

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[2]黄献涛.浅谈变压器运行中异常现象的检修与维护[J].江苏电机工程, 2009 (05) .

[3]付超, 安国庆.变压器的故障诊断与分析[J].科协论坛, 2010 (10) .

探讨高压断路器的在线监测与诊断 篇2

摘要：高压断路器在供配电系统中得到了广泛的应用，其对局域电网电压的调节、控制、保护作用使其在现代供配电系统中占有不可替代的地位。但高压断路器在电网正常供配电中产生的故障则有可能造成局部甚至于整个电网的供配电系统瘫痪，因此，对高压断路器进行实时的监测、故障诊断与排除对于保障供配电系统的安全稳定是极为重要的。

关键词：高压；断路器；在线监测；诊断

现代社会的高速发展使得城乡地区主要动力源从传统的石油煤炭逐渐向清洁度高、污染较小、安全稳定性高的电力转变。而长距离高压供配电系统、地区电网供配电系统以及局部电网供配电系统在进行正常工作时常会根据实际的需要对某部分的供配电进行限制、调节、保护、控制等管理，因此就需要大量的断路器接入供配电电网系统中以实现其特定的功能。

一、高压断路器

高压断路器是串联在电网线路中用以对电网供配电流进行切断、限制、过流保护作用的装置，俗称高压开关。它在供配电电网中主要有控制电网供配电和保护供配电系统等作用。

（一）控制

在供配电系统需要进行大范围的检修、设施更换时或者在进行其他作业，有可能发生触电人身伤亡事故时，在没有带电作业条件的情况下可以通过切断高压断路器的方式来切断局部电网中的电流供应。

（二）保护

断路器的保护作用主要是指在电网中供配电正常工作时，对于由于短路、过载等引起的线路过流而进行的强制性切断电力供应动作，有些生产性企业对于部分价格较为昂贵、工作技术条件要求比较苛刻的电力设备会同时安装过载保护断路器和欠压保护断路器，以防止设备过载或者欠压运转产生的设备机械故障。

目前社会上广泛采用的高压断路器主要有油断路器（多油断路器、少油断路器）、六氟化硫断路器（SF6断路器）、真空断路器、压缩空气断路器等几种，根据不同的安装要求和使用环境进行合理的选择。

二、高压断路器的在线监测与诊断

由于高压断路器一般是通过串联的方式接入供配电系统动力线中，因此，在供配电工作中断路器能否处于正常工作状态不仅影响着其在供配电系统出现故障时能否进行及时的应急响应，而且很大的影响到供配电系统能否以稳定、安全、可靠的状态进行供配电作业。而根据以往的供配电事故（包括供配电动力事故和人身伤亡事故等）发生原因，高压断路器不正常工作是引发事故的主要原因之一。另外，根据以往的工作经验，频繁的开关操作以及过多的拆卸检修会导致断路器工作稳定性的下降，造成断路器工作失常从而导致供配电问题。因此，对高压断路器进行实时的在线监控与故障诊断控制是保障供配电系统安全可靠稳定运行的重要技术基础。

根据国内外多年来对高压断路器故障的统计及在线监测诊断的经验，现行条件下对高压断路器的在线监测内容主要有：断路器动作次数；开断电流；线圈通路、线圈电流、线圈电压；分合闸时间；断路器的触头行程；断路器的动触头速度；断路器操动过程中的机械振动；合闸弹簧状态；导电接触部位的温度；绝缘状态，如介质损耗、局部放电、漏电流等指标；液压或气压机构压力及其启动次数；断路器气体密度；真空断路器的真空度等。一般实际在线监测中，考虑到工程量及监测技术基础，对高压断路器的工作状态在线监控主要集中在以下几个方面。

（一）高压断路器的行程监测

高压断路器的行程-时间特性曲线是高压断路器工作状态机械特性的重要表征，是计算高压断路器分合闸速度的主要依据。目前在进行高压断路器行程-时间特性曲线的测定中，一般用光电式位移传感器与测量电路配合的方式进行测量，如增量式旋转光电编码器、直线光电编码器等。通过光电电路电流信号的大小来表征安装在动触头上的编码器随触头的相对运动。

（二）高压断路器分合闸线圈电流的测量与故障诊断

高压断路器分合闸动作主要是通过磁极线圈的电流变化来进行控制的，如在某过流保护断路器中，当主线路电流过大时交流电在电磁铁中产生较大的磁场，拉动控制次级线圈电路的铁心机械结构，通过次级电路的开启、切断达到切断主线路通路的目的。因此对高压断路器的线圈电流的测量主要集中于了解二级控制回路的工作状态，并由此分析出二级控制回路机械部件的工作状况，为其的检修提供辅助依据。而电磁铁铁芯的动作状况，可以通过铁芯运动与电流特性的关系反映出来，如果能记录分合闸脱扣电磁铁的电流波形，便可掌握铁芯的动作状况，预先发现问题，对这类故障起到预防作用。分、合闸操作线圈是控制断路器动作的关键元件，，应用霍尔电流传感器可方便地监测多种信息的分、合电流波形。分析每次操作监测到的波形变化可以诊断出断路器机械故障的趋势。对发生概率最大、危害性也最大的拒动、误动故障的诊断尤为有效。

（三）高压断路器振动的监测与诊断

对高压断路器振动的监测主要集中于在高压断路器工作、动作过程中容易产生的、产生较大振动危害的、机械故障率较高的部位安装远程振动传感器，通过分析振动传感器记录并传输回的振动记录信号来判断该部位机械振动状况，对于机械振动信号明显强于正常状况的高压断路器需要进行及时的检修与保养。采用高压断路器远程振动传感器的好处是能够方便、及时的获得断路器工作状态的机械振动状况，并从记录数据中分析出机械磨损的大致状态，而且该传感器不受断路器局部电磁场的干扰，可靠性较高。

（四）高压断路器电寿命的测量

断路器的电寿命通常指一个新的灭弧室在多次开断短路电流之后，由于触头和喷口的烧损直到不能正常开断短路电流时的寿命。高压断路器电寿命的测量主要集中对于断路器触头的电磨损的监测。由于高压断路器需要经常动作，导致其动静触头常在摩擦中产生损耗，而且由于通电过程中的电化学腐蚀作用，使得触头磨损相对于一般机械设备较为严重。现行条件下对高压断路器进行电寿命测量时一般采用累积开断电流及开断电流次数的方式来估计电磨损程度。但在实际监测中发现，由于不同的环境因素及断路器触头制造因素，导致不同的断路器在同样的开断电流和开断电流次数后其触头磨损程度不大相同。而且考虑到连续开断与分阶段开断对触头电弧花磨损程度的不同，使得单纯以累积开断电流及开断电流次数的方式进行电寿命测量的结果不够准确，考虑供电稳定安全而进行过多的拆卸更换造成了很多不必要的资源浪费。

结语：

高压断路器在供配电系统中占据的关键地位使得对其的在线监控显得尤为重要，对其进行实时的在线监控能够了解其正常工作状态并对其不动作或误动作等故障的产因进行诊断以方便排除，对供配电系统的安全与稳定提供技术基础，保障社会用电稳定与安全。

参考文献：

[1]常广.高压断路器振动监测与故障诊断的研究[D].北京交通大学，2013.

[2]谢文靖.高压断路器智能故障诊断方法研究[D].云南大学，2013.

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[4]郭小燕.高压断路器在线监测技术应用[J].电子世界，2014（16）.

电力电缆诊断试验技术对比分析 篇3

高压电力电缆广泛应用于电力系统各电压等级输电线路及配电网中, 目前使用最广泛的是交联聚乙烯 (XLPE) 电缆, 其具有良好的电气性能及维护方便等特点。《电力设备预防性试验规程》规定将交流耐压试验作为考核电缆主绝缘运行状态的主要手段。大量现场试验已证明了耐压试验对检测电缆绝缘缺陷是非常直观、有效的, 但同时不可忽视的是, 过高的电压也会对电缆造成伤害。如35 k V以上电缆试验电压为2U0 (5 min) /1.6U0 (60 min) , 远远高过电缆运行实际电压。

随着电力设备状态检修技术的迅速发展, 如何对电力电缆运行状态进行更为科学、全面的评估, 同时又降低试验对电缆的损害程度, 是电力科研工作者面临的新命题。近几年来, 电力电缆状态评价技术开始兴起, 在现场试验中, 状态评价技术同耐压试验技术结合起来应用, 如介损测量技术、局部放电检测技术与各种交流耐压试验技术相结合, 建立起以变频谐振试验技术及超低频、振荡波测试技术为核心的电力电缆诊断试验技术体系, 不仅可以有效降低试验电源要求, 减少试验设备重量, 且能够对电缆运行状态提供更为科学、精准的评估手段, 同时又能减轻试验对电缆不必要的损伤。通过大量现场试验, 已有效检出多种不同类型的电缆缺陷, 并为试验分析提供了一些指导性判据。

1 电力电缆诊断试验技术体系

1.1 超低频诊断试验系统

与耐压试验不同, 本系统往往需要在超低频试验电源与被试电缆之间增加由串联电阻和并联电容组成的耦合滤波单元, 一方面可以降低电源谐波对局部放电测量回路的影响, 另一方面也可以避免电源支路对局部放电信号的分流。超低频诊断系统主要选择纯正弦的测试波形以及介损系数、介损变化量和局部放电三种状态评价指标。

从介损测量的角度理解, 超低频介损测量技术通过降低试验频率以减少泄漏电流中的容性分量来获得较高的测量精度。尽管这种诊断技术能够有效检出电缆绝缘中的水树枝缺陷, 但这种方法本质上是存在问题的, 根本原因在于其仅能反映交联聚乙烯电缆传导性介损电流分量, 而无法反映工频条件下起主导作用的极化介损电流分量。因此, 超低频介损测量结果往往无法与工频测量数据直接进行比对。

超低频局部放电测量可以提供放电量、放电相位、放电次数、起始/熄灭电压及放电源的电气位置等有关信息, 从而有助于帮助检修人员做出正确的检修决策。但是, 超低频试验电压不容易激发局部放电, 往往会导致测试电压很高, 对电缆主绝缘造成很大的电压应力。同时, 一旦出现局部放电, 很容易形成电树枝, 并在数分钟之内发展为击穿故障。另外, 超低频局部放电试验数据与工频数据也不具备可比性。

1.2 振荡波诊断试验系统

振荡波交流耐压试验本质上属于一种间歇性工作体制, 试验系统始终处于“充电—衰减振荡—再充电”的循环工作状态。由于试验电源与被试电缆之间固有的弱电气联系特征, 振荡波诊断试验系统不需要对耐压试验系统做任何电气拓扑的改进, 仅需在耐压试验系统的基础上增加必要的状态评价检测系统即可。

近年来, 北京、深圳、广州、杭州等供电局针对振荡波诊断试验系统做了大量的工程应用研究, 也积累了丰富的现场经验, 使用的产品主要来自于德国Seba KMT公司。研究Seba KMT及BAUR等国际知名制造商的产品, 可以粗略地总结出振荡波诊断试验系统的主要诊断指标, 其中以介损和局部放电两种评价指标最为典型。

振荡波诊断试验系统通过测量试验电压的衰减时间常数来计算被试电缆的介损常数, 从原理方面说可以获得较高的测量精度, 但测量结果一般仅对油纸电缆有效。另外, 也可以计算出电缆的分布电容、绝缘电阻以及试验频率等参数。从Seba KMT公司产品的测试频率来看, 一般在20~800 Hz之间, 频率范围与串联谐振试验系统基本吻合, 真正超过1 000 k Hz以上的应用很少。但从现场试验结果来看, 振荡波诊断系统的介损测量结果更多地受到交联电缆内外半导电层电阻率的影响, 与工频条件下的测量结果存在差距。

振荡波诊断试验系统可以实现对局部放电强度及统计结果、PRPD图谱、起始/熄灭电压、放电源电气位置等评价指标的测量。但是, 由于振荡波试验电压的持续时间仅为数秒, 因此必须施加很高的峰值试验电压才能激发局部放电。一般来说, 振荡频率与工频的偏离程度越小, 局部放电强度也就越大, 检测灵敏度也就越高。但是, 振荡频率对局部放电起始电压几乎没有任何影响。同时, 由于试验过程中电压极不稳定, 导致局部放电现象持续时间过短且无法整周期重复再现。从目前公开发表的文献来看, 振荡波局部放电诊断技术主要限于局部放电源的电气定位, 真正用于绝缘状态评估、放电类型识别的案例很少。

1.3 串联谐振诊断试验系统

串联谐振与工频试验的等效性几乎是毋庸置疑的。为了抑制变频电源所产生的高频电子开关干扰对局部放电测量系统的影响, 以及防止电源系统对局部放电信号的分流, 需要在电源系统与被试电缆之间串入由串联电抗器和并联电容器构成的高压PI型滤波器。同时, 并联电容器可以担当局部放电检测回路的耦合电容器以及电容式分压器的高压臂。在滤波效果良好的情况下, 局部放电现场测量的灵敏度可以达到10 p C甚至更高, 单端测量时可以测量2.5 km的电缆, 双端测量时则可达到5 km, 具体情况取决于现场的环境噪声、接地性能以及电缆线路的阻尼等因素。

串联谐振诊断系统测量电缆的介损在技术上基本不存在困难, 单独选择配套的介损仪也非常方便, 得出的介损值在整个试验频率范围内比较稳定, 基本能够正确反映工频条件下的绝缘状态, 且受温度的影响较小。电力电缆局部放电检测技术与串联谐振试验技术的集成, 从技术上来说基本不存在任何障碍, 能够实现局部放电起始/熄灭电压、放电强度、重复率、放电相位、放电源电气位置的测量, 并绘制出各种PRPD、PRPS图谱、放电源Mapping图谱以及放电强度与试验电压的关系曲线等, 能够实现局部放电类型的自动识别等智能化技术。因此, 串联谐振局部放电检测技术能够对电力电缆的绝缘状态实施全面、实时和有效的评估, 代表着电力电缆诊断试验技术发展的最高水平。

但是, 由于长距离高压电缆的大幅度增加, 串联谐振试验系统的便捷性问题相当严峻。目前仅少数几家试验设备制造公司能够提供相关产品。

2 关于电力电缆试验的建议

合理的电力电缆试验技术应用应兼顾便捷性、安全性与等效性, 笔者认为, 应优先考量等效性, 在确保等效性的前提下, 兼顾安全性和便携性, 以达到平衡。从以上三种试验系统分析对比可以得出结论, 串联谐振诊断试验系统的等效性最好, 如果能进一步解决好便携性问题, 应用前景无疑是非常好的。由于超低频和振荡波试验中所施加的试验电源在电缆绝缘介质内部产生的电场分布与电缆在实际工频电源下的电场分布差别很大, 在电缆实际健康状况分析判断上难免存在以偏概全的问题, 要么试验结果过于乐观致使检修缺位, 要么试验结果保守致使检修过度。

笔者认为, 应将等效性作为选择电缆线路试验手段的首要原则, 并在此前提下关注试验的安全性与便携性问题, 试验设备制造厂应该重视串联谐振诊断试验系统的便携性问题。笔者建议:在充分考虑串联谐振试验等效性与安全性的前提下, 利用介损与局部放电等诊断性试验手段进一步增强传统工频/类工频试验的安全性与便携性, 并改革目前的交联聚乙烯电缆线路交接与预防性试验标准, 如原试验规程规定的110 k V电缆2U0/60 min的标准执行显然过于苛刻, 建议执行U0/24 h或1.36U0/60 min的试验标准, 这样可大大减少试验设备的容量, 提高便携性。

3 结语

电缆线路的交接及预防性试验必须高度重视试验手段的等效性、安全性与便携性问题。鉴于交直流耐压试验对健康电缆固有的破坏性本质, 理应以更为安全、科学的诊断性试验取代耐压试验。同时, 对超低频与振荡波试验的等效性问题也应该引起足够的重视, 不能因为存在成功的应用案例就以偏概全, 对其等效性问题视而不见。工频/类工频试验具备优异的等效性, 因此应成为电缆线路交接及预防性试验的主要手段, 而串联谐振诊断性试验技术能够在兼顾等效性的前提下大幅度增强试验手段的安全性与便捷性, 是未来交联聚乙烯电缆线路交接与预防性试验技术的主要发展方向。

参考文献

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小议电力继电保护中断路器压力闭锁 篇4

[关键词]继电保护；闭锁

一、继电保护的装置

继电保护装置能反映电气设备的不正常工作情况，并根据不正常工作情况和设备运行维护条件的不同发出信号，以便值班人员进行处理，或由装置自动进行调整，或将那些会引起事故的电气设备予以切除。

当被保护的元件发生故障时，该元件的继电保护装置迅速准确地给距离故障元件最近的断路器发出跳闸命令，使故障元件及时从电力系统中断开，以最大限度的减少对电力元件本身的损坏，降低对电力系统安全供电的影响。

二、断路器操动机构的分类

弹簧储能操动机构是由电动机将弹簧拉紧或者是压缩弹簧储能，合闸时弹簧释放，将断路器合上。

气压操动机构和液压操动机构是利用气压或液压储能操作断路器分、合闸。当气压或者液压低于规定值时，启动气泵或者油泵电动机储能，气压或者液压高于规定值时，气泵或者油泵电动机停止。

三、断路器压力闭锁与继电保护的配合

重合闸压力闭锁接点必须引入继电保护装置，主要原因如下：

第一，若系统内发生永久性故障，保护装置动作跳开相关断路器后，断路器进行一次重合闸，然后加速再次跳开该断路器，此时断路器完成一次“分―合―分”的循环过程，断路器操动机构的压力会降低，如果压力值降低至闭锁合闸的范围，就会断开合闸回路，断路器操作箱内的TWJ（跳位继电器）就会失磁返回，保护装置就会认为断路器在合位（因为现在多数微机保护装置都是以TWJ接点返回来判别断路器在合位），重合闸开始充电。如果断路器操动机构的打压时间大于重合闸充电时间，重合闸就会在断路器操动机构恢复至正常压力前充满电，为再次重合做好准备，若没有把闭锁重合闸接点引入保护装置，待到断路器操动机构压力恢复至正常值时，合闸回路接通，TWJ重新励磁动作，接点闭合，保护装置会判定断路器由合位变为分位，重合闸会再次动作，使断路器错误的再次重合于故障，然后断路器再次加速跳闸，从而出现类似于“跳跃”的现象，进而损坏断路器。因此必须将闭锁重合闸接点引入保护装置。

第二，对于分相操作的断路器，断路器采用单相重合闸或综合重合闸方式时，压力闭锁还关系到保护的跳闸逻辑。当断路器操动机构压力降低到闭锁重合闸（或闭锁合闸）定值以下时，一方面闭锁重合闸，一方面沟通三相跳闸回路，使不对称故障也三相跳闸。

基于以上两个原因必须将断路器重合闸压力闭锁接点接入重合闸闭锁回路。若断路器操动机构没有闭锁重合闸的接点，则必须优先将合闸压力闭锁接点接至保护装置。

现阶段保护操作回路多直接利用操动机构内闭锁重合闸接点作为微机保护装置的闭锁重合闸的开入量，闭锁保护装置的重合闸；同时也有采用操作箱内重合闸压力闭锁继电器2YJJ常闭接点作为微机保护装置的闭锁重合闸的开入量，开入保护装置来实现的。当断路器操动机构的操作压力降低至闭锁重合闸的范围，断路器闭锁重合闸压力接点闭合，重合闸压力闭锁继电器2YJJ失磁，2YJJ的常闭接点返回闭合，微机保护装置检测到闭锁重合闸开入端有开入，重合闸放电，从而实现闭锁重合闸。

四、实现断路器操动机构压力闭锁的最佳位置

断路器操动机构压力降低闭锁重合闸应作为微机保护装置的开入量在微机保护装置中实现功能。

断路器操动机构的压力降低闭锁合闸、闭锁跳闸、禁止操作三个功能的最佳实现位置是在断路器操动机构内部来实现，这样可以减少电缆的连接，减少中间环节，断路器的操作回路最简单，压力闭锁的可靠性最高。但是当断路器操动机构内部只有一套压力降低闭锁合闸、闭锁跳闸、禁止操作接点，为了能够实现压力闭锁的同时还能发信号告警通知运行人员，就只能将这三付接点引入保护屏的操作箱启动相应的YJJ回路，来同时完成上面的两个功能。

五、操作箱内压力闭锁回路接线分析

现场实际是将断路器操动机构内部的压力降低闭锁重合闸、闭锁合闸、闭锁跳闸、禁止操作的四付接点分别引入保护屏的操作箱。压力降低闭锁重合闸的接点接入4Q1D43端子与负电源之间；闭锁合闸的接点接入4Q1D44端子与负电源之间；闭锁跳闸的接点接入4Q1D42端子与负电源之间；禁止操作的接点接入4Q1D40端子与正电源之间（如图1所示）。由图1可知，1YJJ、2YJJ、3YJJ是常励磁的，只要操动机构内的压力闭锁接点动作接通，就会短接相应的YJJ的励磁线圈，使其失磁返回；而4YJJ正常时是不励磁的，当操动机构内禁止操作的接点接通，4YJJ励磁动作。

当断路器操动机构合闸压力闭锁在操动机构执行而重合闸压力闭锁在保护装置内执行时，3YJJ接点不执行闭锁任务，但不必将3YJJ接点断开，宜维持厂家原有接线不变。这样，正常手动合闸时，3YJJ和2YJJ接点并联会使合闸回路更加可靠。

当操动机构只有一个合闸压力闭锁接点而无闭锁重合闸的接点时，闭锁合闸的接点优先接入重合闸压力闭锁回路（应将操动机构内闭锁合闸的允许压力适当提高至闭锁重合闸的允许压力）。此时，合闸闭锁也在操作箱执行，应将闭锁合闸继电器3YJJ的励磁线圈短接，使3YJJ失磁返回，断开3YJJ接点，这样才能通过2YJJ接点实现闭锁合闸。

六、断路器操动机构压力闭锁回路中存在的问题

现在在220 kV的电网中，为了防止保护拒动，保证满足继电保护可靠性的要求，保护进行了双重化配置，为防止由于断路器拒动而启动失灵保护使故障的影响范围扩大，220 kV及以上电网中应用的断路器的跳闸操动机构、跳闸回路操作箱、操作电源也都进行了双重化配置。可是操动机构内压力闭锁接点只有一套，现阶段只能控制一套压力闭锁继电器，也就是说虽然两套操作回路分别独立使用一组操作电源，但是压力闭锁继电器只能使用其中一组操作电源，可靠性降低。

七、结语

为了能够实现直流电源、跳闸回路、压力闭锁接点、压力闭锁继电器彻底双重化，断路器制造厂家的断路器操动机构应该至少提供两套同样的压力闭锁接点，分别控制两组压力闭锁继电器；保护装置制造厂家的操作箱内部也应该提供两套完全独立的闭锁回路。

参考文献：

[1]电力工程电气设计手册（电气二次部分）.中国电力出版社

[2]电力系统继电保护实用技术问答（第二版）.中国电力出版社

电力断路器的诊断技术 篇5

电气设备在运行中受到电、热、机械、环境等各种因素的作用, 其性能逐渐劣化, 最终导致故障。特别是电气设备中的绝缘介质, 大多为有机材料, 如矿物油、绝缘纸、各种有机合成材料等, 容易在外界因素作用下发生老化。电气设备是组成电力系统的基本元件, 一旦失效, 必将引起局部甚至广大地区的停电, 造成巨大的经济损失和社会影响。

设备的状态监测是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理、化学量进行检测, 其目的是为了判明设备是否处于正常状态。

设备的“故障诊断”是指这样的过程:根据状态监测所得到的各测量值及其运算处理结果所提供的信息, 采用所掌握的关于设备的知识和经验, 进行推理判断, 找出设备故障的类型、部位及严重程度, 从而提出对设备的维修处理建议。

简言之, “状态监测”是特征量的收集过程, 而“故障诊断”是特征量收集后的分析判断过程。

2 状态监测与故障诊断技术的意义

早期是对设备使用直到发生故障, 然后维修, 称为事故维修。但是对于大型设备, 突发性事故将造成巨大损失, 因此后来发展成定期试验和维修, 即预防性维修。现在, 定期预防性试验和维修已成为电力系统设备的主要维修方式, 对减少和防止事故的发生起到了很好的作用。但预防性试验是离线进行的, 有很多不足之处。

2.1 离线试验需停电进行, 而重要电力设备轻易不能停止运行

2.2 停电后设备状态 (如作用电压、温度等) 和运行中不符, 影响判断准确度

2.3 由于是周期性定期检查, 而不是连续地

随时监测, 设备仍可能在试验间隔期间发生故障, 即造成维修不足

2.4 由于是定期检查和维修, 设备状态即使

良好时, 按计划仍需进行试验和维修, 造成人力物力浪费, 甚至可能因拆卸组装过多而造成损坏, 即造成所谓维修过度

因此, 目前正在发展以状态监测 (通常是在线监测) 和故障诊断为基础的状态维修。其基本原理可简述如下。设备的劣化、缺陷的发展虽然具有统计性, 发展的速度也有快慢, 但大多具有一定的发展期。在这期间, 会产生各种前期征兆, 表现为其电气、物理、化学等特性发生少量渐进的变化。随着电子技术、计算机技术、光电技术、信号处理技术和各种传感技术的发展, 可以对电气设备进行在线的状态监测, 及时取得各种即使是微弱的信息。对这些信息进行处理和综合分析后, 根据其数值的大小及变化趋势, 可对设备的可靠性随时作出判断和对设备的剩余寿命作出预测, 从而能早期发现潜伏的故障, 必要时可提供预警或规定的操作。状态监测 (在线监测) 与故障诊断技术的特点是可以对电气设备在运行状态下进行连续或随时的监测与判断, 故可避免上述预防性试验的缺点。

采用状态监测与故障诊断技术后, 将能改变设备的维修体制, 从预防性维修向预知性维修即状态维修过渡, 从“到期必修”过渡到“该修则修”。

状态维修可以科学地提高设备的供电率, 明确检修目标, 为设备安全、稳定、可靠、长周期、优质运行提供可靠的技术和管理保障措施。设备状态检修可以实现效益上的提高, 状态检修管理不仅仅降低了用手工作业的劳动方式、提高了工作效率, 更重要的是增加发供电能力, 能够充分利用已有的状态信息, 通过多方位、多元化的分析, 最大限度地把握设备的状态, 依此制定合理的检修维护策略, 从而提高电力设备可用时间, 延长设备使用寿命。在维修经费中优化分配使用, 节省大量维修费用, 特别是在做到能对设备的寿命进行正确估计后就可以更有效地储存和安排设备备品, 这可节省大量的备品经费。状态检修方式以设备当前的实际运行工况为依据, 确保发供电可靠性, 降低维修成本、减少维修风险。

3 状态监测与故障诊断系统的基本环节

3.1 信号采集

电力设备在线监测系统是指在设备使用期内连续不断检查和判断设备状态, 预测设备状态发展趋势的系统。通常通过设备运行状态量反映设备运行情况, 首先获取诊断对象的状态信息, 采集电力设备的电压、电流、频率、局部放电量以及磁力线密度等信号 (包括正常信号和异常信号) 。

3.2 数据传送

信号处理系统通常距监测设备较远因为在传输过程中易受干扰、易损失及相移难以一致 (受环境因素影响较大) , 故需先作模数转换、预处理和压缩打包, 再经通信路径传输到处理控制中心。

3.3 数据处理

对所采集到的数据进行处理和分析例如读取特征值, 作时域频域分析、平均处理等, 为诊断提供有效的数据。

3.4 故障诊断

对处理后数据及历史数据、判据、规程以及运行经验等进行分析比较, 对设备的状态及故障部位作出判断, 为采取进一步措施提供依据, 必要时提供预警。

4 状态监测与故障诊断技术在国内外发展概况

最早开始对状态监测与故障诊断技术进行研究的是美国, 在1967年开始;其次是日本, 此后各发达国家都很重视。但直到70~80年代, 随着传感、计算机、光纤等高新技术的发展与应用, 设备在线诊断技术才真正得到迅速发展。

我国对状态监测与故障诊断技术的研究始于1979年, 80年代以来, 随着高新技术的发展与应用, 我国的电气设备在线诊断技术也得到了迅猛发展。目前我国电气设备状态监测与故障诊断技术的理论研究和国外是同步发展的, 处于几乎相同的水平。

5 电力系统状态监测与故障诊断技术的发展趋势

5.1 电力系统监测与前沿性技术成果紧密

结合, 将计算机技术、通讯技术、人工智能技术、电力电子技术与设备诊断技术结合, 使诊断技术不断提高

5.2 由以单台设备为目标的在线监测向整体监测延伸

设备的状态由多种参数综合决定, 故障维修不再局限某一设备, 而是同时考虑整个电网设备的运行以及电力供求关系的调整。与集中式监测系统相比, 从设备附近采集和处理数据的分布式多参数在线监测系统可以节省信号电缆, 降低监测量, 提高了监测的可靠性, 同时还可以做到资源共享。

5.3 设备状态的远程监测和网络化的跟踪

分布式系统的发展以及通信技术在电力系统的广泛应用, 使设备诊断技术与计算机网络技术结合, 采集设备的状态参数后可远程传送数据, 远程协作诊断。

5.4 状态监测系统与其他系统联网和集成

如在分布式的监控系统中将状态监测系统与继电保护有机结合。

6 结语

状态监测是从传统管理模式过渡到状态检修的技术支持。状态监测与故障诊断的概念存在差别, 状态监测更适合电力系统设备运行和维修的管理现状。从电力行业发展看, 供电设备状态检修代替定期检修是必然的, 但要有一段较长的过渡过程。

摘要：本文介绍了状态监测与故障诊断的基本概念, 论述了在电力系统维护中应用状态检测与故障诊断技术的意义、必要性以及国内外的应用现状, 展望了状态监测与故障诊断技术的发展趋势。

电力断路器的诊断技术 篇6

红外技术是研究红外辐射的产生、传递、转换、探测并实现在实际工作中应用的一门技术。随着科学技术的发展, 红外技术现已发展成为一门深受广泛重视的高新技术。它以人眼看不见的红外辐射作为传递信息的载体, 可以把人们的视野带入一个不可见的世界, 因此, 现代红外技术在许多领域都得到了重要的应用。红外技术在电力生产中也发挥着重要的作用, 目前, 大多电力试验研究机构和一些大型发电厂及大部分供电公司都配置了先进的红外热成像仪, 广泛用于电力生产的设备普查、故障探测及诊断, 大大提高了电力设备探测和诊断的技术水平。

1 红外诊断技术在电力生产中的应用

电力安全运行最大特点是供电的连续性, 而影响安全运行因素是故障出现的突发性和频发性, 电气设备一旦有故障就会直接或间接带来经济损失, 这就对电力设备安全可靠地运行提出更高的要求。为了更多、更及时发现设备缺陷, 我们采用设备在不停电的在线检测———红外测温, 主要是解决热故障的诊断。

对运行中的高压电气设备来说, 由于红外诊断技术能在不停电状态下, 通过运行设备的热分布以扫描成像的方式进行远距离实时在线诊断, 这比传统的停电预防性试验更能有效的检测出与运行电压、负荷电流有关的设备缺陷。大多数运行中的电气设备发生故障时, 会导致设备温度发生异常变化, 即设备的发热故障, 因此红外测温故障诊断技术在电力行业得到了广泛应用。

2 影响红外在线检测与故障诊断结果的各种因素

在对电气设备故障进行红外检测 (尤其在户外现场作业) 和故障诊断时, 往往受到各种不利因素的限制, 以至影响检测的准确性和诊断的可靠性。

2.1 运行状态的影响

电气设备无论是电流效应引起的导电回路故障、电压效应引起的绝缘介质故障或是电压分布不均匀和泄漏电流过大故障还是电磁效应引起的漏磁涡流故障, 产生的设备发热与温升, 都分别与设备运行状态有关。因此设备的工作电压和负荷电流的大小将直接影响到红外检测和故障诊断的效果。如果没有加载运行, 或者负荷很低, 则会是设备故障发热不明显, 即使存在较严重的故障, 也不可能以特征性热异常的形式暴露出来。只有当设备在额定电压下运行, 而且负荷越大时, 发热及温升越严重, 故障点的特征性热异常也暴露的越明显。因此在进行红外检测时, 为了能够取得可靠的检测效果, 要尽量保障设备在额定电压和满负荷下运行, 至少应在进行检测过程的一段时间内使设备负荷不低于额定负荷得30%。

2.2 设备表面发射率的影响

1) 可以运用图像运算方法消除发射率影响。2) 对于需要经常进行红外检测的故障频发设备部件, 可以运用敷涂适当漆料涂层使发射率恒定的方法来增大和稳定其发射率值, 从而获得可靠的结果。

2.3 大气衰减的影响

由于受检电气设备的温度信息是以红外检测仪接受到的设备表面红外辐射能量来传递的, 而设备表面发射的红外辐射能量经大气传送到红外检测仪器上会受到大气组分中的水蒸气、二氧化碳、甲烷及一氧化碳等气体分子的吸收衰减和空气中悬浮微粒的散射衰减, 而且这些红外辐射的衰减程度与辐射在传输路径上的大气组分与红外检测仪器的工作波长范围有关, 并且随辐射传输距离 (检测距离) 的增大而增加。消除大气衰减影响的措施是: (1) 选择在环境大气比较干燥和洁净的时节 (大气相对湿度不超过85%) 进行检测。 (2) 尽可能缩短检测距离, 对测量结果进行合理的距离修正。

2.4 气象条件的影响

气象条件的影响主要指大气环境温度、雨、雪、雾及风力 (风速) 造成的影响。为了克服气象环境的影响应选择环境温度适中的春季的无雨、无雾、无风 (最大风力不超过三级, 或风速小于0.05~0.1米/秒) 和环境温度较稳定的夜晚 (日落后2~3小时至次日黎明前) 进行检测。

2.5 环境及背景辐射的影响

在进行电力设备红外检测时, 检测器接受的红外发生, 除了受检设备相应部位自身发射的辐射外, 还包含设备其它部位和背景的辐射, 以及直接入射或通过受检设备及背景反射的太阳辐射, 这些辐射都将对设备欲测部分的温度测量造成干扰。为了减少环境及背景辐射的影响应采取: (1) 对户外电气设备的现场红外检测尽可能选择在阴天或者在日落后2~3小时的傍晚至次日黎明前的无光照的时间进行作业。 (2) 对于具有高反射的设备表面应采取适当措施 (如涂敷无光黑漆) 来减少对太阳辐射及周围高温物体辐射的影响, 或者改变检测角度找到最佳检测位置。 (3) 为避免太阳辐射及周围高温物体辐射的影响, 可在检测时采取适当的遮挡措施, 或者在红外检测仪器上加装适当的红外滤光片, 以便滤除太阳及其它背景辐射。 (4) 选择参数适宜的仪器和检测距离进行检测, 保证受检设备部位充满仪器现场, 从而减少背景辐射的影响。

3 结束语

在电力系统应用红外技术的初级阶段, 人们普遍的认为, 红外方法只能用来查找电气设备和输电线路的裸露过热电气接头。本文通过对高压电气设备内部故障发热的传热分析与模拟试验研究, 并结合大量现场监测实际, 分析出了各类高压电气设备不同故障发热的热场分布规律与表面红外热像特征。通过本篇论文可知, 除某些电气设备的少数内部故障以外, 凡是内部故障发热能够在设备外部有温度响应的故障, 均能用红外方法作出诊断。所以, 可以说, 红外诊断方法原则上可以覆盖所有电气设备各种故障的诊断。

现阶段我们对电气设备内部故障的定位、定性与起因判别, 还基本停留在经验层次, 即这种诊断判别更主要地还以经验规律为主要基础。当然, 随着红外诊断工作对各种电气设备内部故障特征性红外图谱越来越多的研究和实践积累, 以及各种模拟试验与解体验证工作的增加, 经验日益丰富, 这种经验诊断判别的准确性也日趋提高。这要求我们在实际工作中对红外成像测温时应该从一些不太明显的表面现象上仔细分析, 发现问题, 解决问题, 总结经验, 收集基础资料和典型的温度数据、热像图谱, 进一步提高红外诊断的准确性。我们在发现问题时不仅要对照各种电气设备典型的发热图谱进行定性, 而且要通过一些手段和方法找出发热的成因, 具体问题具体分析。今后电力设备故障的红外诊断面临的任务是研究在有限信息的条件下, 如何判断各种电力设备的技术状态, 亦即研究制定采集和筛选诊断信息的原则与方法, 规定技术状态划分判据的方法, 寻找故障模式判别的途径。

摘要：本文论述了电力设备故障红外诊断的原理和在设备故障诊断中的重要作用, 分析了高压电力设备各种内外部故障的红外热像特征和典型图谱, 及影响电气设备故障红外检测诊断的有关因素, 并提出了在以后的应用过程中应注重的问题。

关键词：红外技术,电力设备,故障诊断

参考文献

[1]陈化钢.电力设备预防性试验方法及诊断技术[M].中国科学技术出版社.

[2]中华人民共和国电力行业标准带电设备红外诊断技术应用导则[M].中国电力出版社, 1990.

[3]GB763-90交流高压电器在长期工作时的发热[S].

电力变压器常见故障及诊断技术 篇7

在电能的传输和配送过程中, 电力变压器是能量转换、传输的核心, 是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路, 是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统, 而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏, 还会中断电力供应, 给社会造成巨大的经济损失。

2 常见故障及其诊断措施

2.1 变压器渗油

变压器渗漏油不仅会给电力企业带来较大的经济损失、环境污染, 还会影响变压器的安全运行, 可能造成不必要的停运甚至变压器的损毁事故, 给电力客户带来生产上的损失和生活上的不便。因此, 有必要解决变压器渗漏油问题。

2.1.1 油箱焊缝渗油

对于平面接缝处渗油可直接进行焊接, 对于拐角及加强筋连接处渗油则往往渗漏点查找不准, 或补焊后由于内应力的原因再次渗漏。对于这样的渗点可加用铁板进行补焊, 两面连接处, 可将铁板裁成纺锤状进行补焊;三面连接处可根据实际位置将铁板裁成三角形进行补焊;该法也适用于套管电流互感器二次引线盒拐角焊缝渗漏焊接[2]。

2.1.2 高压套管升高座或进人孔法兰渗油

这些部位主要是由于胶垫安装不合适, 运行中可对法兰进行施胶密封。封堵前用堵漏胶将法兰之间缝隙堵好, 待堵漏胶完全固化后, 退出一个法兰紧固螺丝, 将施胶枪嘴拧入该螺丝孔, 然后用高压将密封胶注入法兰间隙, 直至各法兰螺丝帽有胶挤出为止。

2.1.3 低压侧套管渗漏

其原因是受母线拉伸和低压侧引线引出偏短, 胶珠压在螺纹上。受母线拉伸时, 可按规定对母线用伸缩节连接;如引线偏短, 可重新调整引线引出长度;对调整引线有困难的, 可在安装胶珠的各密封面加密封胶;为增大压紧力可将瓷质压帽换成铜质压帽。

2.1.4 防爆管渗油

防爆管是变压器内部发生故障导致变压器内部压力过大, 避免变压器油箱破裂的安全措施。但防爆管的玻璃膜在变压器运行中由于振动容易破裂, 又无法及时更换玻璃, 潮气因此进入油箱, 使绝缘油受潮, 绝缘水平降低, 危及设备的安全。为此, 把防爆管拆除, 改装压力释放阀即可。

2.2 铁心多点接地

变压器铁心有且只能有一点接地, 出现两点及以上的接地, 为多点接地。变压器铁心多点接地运行将导致铁心出现故障, 危及变压器的安全运行, 应及时进行处理。

2.2.1 直流电流冲击法

拆除变压器铁心接地线, 在变压器铁心与油箱之间加直流电压进行短时大电流冲击, 冲击3~5次, 常能烧掉铁心的多余接地点, 起到很好的消除铁心多点接地的效果。

2.2.2 开箱检查

对安装后未将箱盖上定位销翻转或除去造成多点接地的, 应将定位销翻转过来或除掉。夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损者, 应按绝缘规范要求, 更换一定厚度的新纸板。因夹件肢板距铁心太近, 使翘起的叠片与其相碰, 则应调整夹件肢板和扳直翘起的叠片, 使两者间距离符合绝缘间隙标准。

清除油中的金属异物、金属颗粒及杂质, 清除油箱各部的油泥, 有条件则对变压器油进行真空干燥处理, 清除水分。

2.3 接头过热

载流接头是变压器本身及其联系电网的重要组成部分, 接头连接不好, 将引起发热甚至烧断, 严重影响变压器的正常运行和电网的安全供电。因此, 接头过热问题一定要及时解决[4]。

2.3.1 铜铝连接

变压器的引出端头都是铜制的, 在屋外和潮湿的场所中, 不能将铝导体用螺栓与铜端头连接。当铜与铝的接触面间渗入含有溶解盐的水分, 即电解液时, 在电耦的作用下, 会产生电解反应, 铝被强烈电腐蚀。结果, 触头很快遭到破坏, 以致发热甚至可能造成重大事故。为了预防这种现象, 在上述装置中需要将铝导体与铜导体连接时, 采用一头为铝, 另一头为铜的特殊过渡触头。

2.3.2 普通连接

普通连接在变压器上是相当多的, 它们都是过热的重点部位, 对平面接头, 对接面加工成平面, 清除平面上的杂质, 最好均匀地涂上导电膏, 确保连接良好。

2.3.3 油浸电容式套管过热

处理的办法可以用定位套固定方式的发热套管, 先拆开将军帽, 若将军帽、引线接头丝扣有烧损, 应用牙攻进行修理, 确保丝扣配合良好, 然后在定位套和将军帽之间垫一个和定位套截面大小一致、厚度适宜的薄垫片, 重新安装将军帽, 使将军帽在拧紧情况下, 正好可以固定在套管顶部法兰上。

引线接头和将军帽丝扣公差配合应良好, 否则应予以更换, 以确保在拧紧的情况下, 丝扣之间有足够的压力, 减小接触电阻。

3 变压器在线监测技术

变压器在线监测的目的, 就是通过对变压器特征信号的采集和分析, 判别出变压器的状态, 以期检测出变压器的初期故障, 并监测故障状态的发展趋势。目前, 电力变压器的在线监测是国际上研究最多的对象之一, 提出了很多不同的方法。

3.1 油中溶解性气体分析技术

由于变压器内部不同的故障会产生不同的气体, 因此通过分析油中气体的成分、含量、产气率和相对百分比, 就可达到对变压器绝缘诊断的目的。几种典型的油中溶解气体, 如H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2, 常被用作分析的特征气体。在检测出各气体成分及含量后, 用特征气体法或比值法等方法判断变压器的内部故障。

3.2 局部放电在线监测技术

变压器在内部出现故障或运行条件恶劣时, 会由于局部场强过高而产生局部放电 (PD) 。PD水平及其增长速率的明显变化, 能够指示变压器内部正在发生的变化或反映绝缘中由于某些缺陷状态而产生的固体绝缘的空洞、金属粒子和气泡等。

3.3 振动分析法

振动分析法就是一种广泛用于监测这种变压器故障的有效方法。通过对变压器振动信号的监测和分析, 从而达到对变压器状态监测的目的。

3.4 红外测温技术

红外热像技术是利用红外探测器接受被测目标的红外辐射信号, 经放大处理, 转换成标准视频信号, 然后通过电视屏或监视器显示红外热像图。当变压器引线接触不良、过负荷运行等情况时都会引起导电回路局部过热, 铁芯多点接地也会引起铁芯过热。

3.5 频率响应分析法

频率响应分析法是一种用于判断变压器绕组或引线结构是否偏移的有效方法。绕组机械位移会产生细微的电感或电容的改变, 而频率响应法正是通过测量这种细微的改变来达到监测变压器绕组状态的目的。

3.6 绕组温度指示

绕组温度指示器就是用于监测变压器绕组的温度, 给出越限报警, 并在需要时启动保护跳闸。目前已开发出一种用于大型变压器绕组温度监测的新技术, 即将一条光纤嵌入变压器绕组以便直接测量绕组的实时温度, 从而改进变压器的预测建模技术, 并达到实时监测变压器绕组温度状态的目的。

3.7 其他状态监测方法

低压脉冲响应测试 (Low Voltage Impulse Response, LVIR) 也是一种有效的变压器状态监测测方法, 并且已经是一种用于确定变压器是否能通过短路试验的公认方法。此外, 绕组间的漏感测试、油的相对湿度测试、绝缘电阻测试等也是变压器状态监测的常用方法。

4 结语

进入二十一世纪电力行业将有更大的发展, 电力变压器的故障诊断与状态检修作为我国电力系统实现体制转变、提高电力设备的科学管理水平的有力措施, 是今后在电力生产中努力和发展的方向。

摘要：文章介绍了电力变压器的常见缺陷和故障, 并分析了这些故障对变压器的危害, 并对消除故障的方法进行了归纳总结, 此外还分析了变压器常用的在线监测技术, 具有一定的工程实用价值。

关键词：电力变压器,故障,诊断

参考文献

[1]中华人民共和国能源部.进网作业电工培训教材[M].沈阳, 辽宁科学技术出版社, 1993.

电力变压器常见故障及诊断技术 篇8

在电能的传输和配送过程中, 电力变压器是能量转换、传输的核心, 是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路, 是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统, 而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏, 还会中断电力供应, 给社会造成巨大的经济损失。

2 常见故障及其诊断措施

2.1 变压器渗油

变压器渗漏油不仅会给电力企业带来较大的经济损失、环境污染, 还会影响变压器的安全运行, 可能造成不必要的停运甚至变压器的损毁事故, 给电力客户带来生产上的损失和生活上的不便。因此, 有必要解决变压器渗漏油问题。

油箱焊缝渗油。对于平面接缝处渗油可直接进行焊接, 对于拐角及加强筋连接处渗油则往往渗漏点查找不准, 或补焊后由于内应力的原因再次渗漏。对于这样的渗点可加用铁板进行补焊, 两面连接处, 可将铁板裁成纺锤状进行补焊;三面连接处可根据实际位置将铁板裁成三角形进行补焊;该法也适用于套管电流互感器二次引线盒拐角焊缝渗漏焊接。

高压套管升高座或进人孔法兰渗油。这些部位主要是由于胶垫安装不合适, 运行中可对法兰进行施胶密封。封堵前用堵漏胶将法兰之间缝隙堵好, 待堵漏胶完全固化后, 退出一个法兰紧固螺丝, 将施胶枪嘴拧入该螺丝孔, 然后用高压将密封胶注入法兰间隙, 直至各法兰螺丝帽有胶挤出为止。

低压侧套管渗漏。其原因是受母线拉伸和低压侧引线引出偏短, 胶珠压在螺纹上。受母线拉伸时, 可按规定对母线用伸缩节连接;如引线偏短, 可重新调整引线引出长度;对调整引线有困难的, 可在安装胶珠的各密封面加密封胶;为增大压紧力可将瓷质压帽换成铜质压帽。

防爆管渗油。防爆管是变压器内部发生故障导致变压器内部压力过大, 避免变压器油箱破裂的安全措施。但防爆管的玻璃膜在变压器运行中由于振动容易破裂, 又无法及时更换玻璃, 潮气因此进入油箱, 使绝缘油受潮, 绝缘水平降低, 危及设备的安全。为此, 把防爆管拆除, 改装压力释放阀即可。

2.2 铁心多点接地

变压器铁心有且只能有一点接地, 出现两点及以上的接地, 为多点接地。变压器铁心多点接地运行将导致铁心出现故障, 危及变压器的安全运行, 应及时进行处理。

直流电流冲击法。拆除变压器铁心接地线, 在变压器铁心与油箱之间加直流电压进行短时大电流冲击, 冲击3~5次, 常能烧掉铁心的多余接地点, 起到很好的消除铁心多点接地的效果。开箱检查。对安装后未将箱盖上定位销翻转或除去造成多点接地的, 应将定位销翻转过来或除掉。

夹件垫脚与铁轭间的绝缘纸板脱落或破损者, 应按绝缘规范要求, 更换一定厚度的新纸板。

因夹件肢板距铁心太近, 使翘起的叠片与其相碰, 则应调整夹件肢板和扳直翘起的叠片, 使两者间距离符合绝缘间隙标准。

清除油中的金属异物、金属颗粒及杂质, 清除油箱各部的油泥, 有条件则对变压器油进行真空干燥处理, 清除水分。

2.3 接头过热

载流接头是变压器本身及其联系电网的重要组成部分, 接头连接不好, 将引起发热甚至烧断, 严重影响变压器的正常运行和电网的安全供电。因此, 接头过热问题一定要及时解决。

铜铝连接。变压器的引出端头都是铜制的, 在屋外和潮湿的场所中, 不能将铝导体用螺栓与铜端头连接。当铜与铝的接触面间渗入含有溶解盐的水分, 即电解液时, 在电耦的作用下, 会产生电解反应, 铝被强烈电腐蚀。结果, 触头很快遭到破坏, 以致发热甚至可能造成重大事故。为了预防这种现象, 在上述装置中需要将铝导体与铜导体连接时, 采用一头为铝, 另一头为铜的特殊过渡触头。

普通连接。普通连接在变压器上是相当多的, 它们都是过热的重点部位, 对平面接头, 对接面加工成平面, 清除平面上的杂质, 最好均匀地涂上导电膏, 确保连接良好。

油浸电容式套管过热。处理的办法可以用定位套固定方式的发热套管, 先拆开将军帽, 若将军帽、引线接头丝扣有烧损, 应用牙攻进行修理, 确保丝扣配合良好, 然后在定位套和将军帽之间垫一个和定位套截面大小一致、厚度适宜的薄垫片, 重新安装将军帽, 使将军帽在拧紧情况下, 正好可以固定在套管顶部法兰上。

引线接头和将军帽丝扣公差配合应良好, 否则应予以更换, 以确保在拧紧的情况下, 丝扣之间有足够的压力, 减小接触电阻。

3 变压器在线监测技术

变压器在线监测的目的, 就是通过对变压器特征信号的采集和分析, 判别出变压器的状态, 以期检测出变压器的初期故障, 并监测故障状态的发展趋势。目前, 电力变压器的在线监测是国际上研究最多的对象之一, 提出了很多不同的方法。

油中溶解性气体分析技术。由于变压器内部不同的故障会产生不同的气体, 因此通过分析油中气体的成分、含量、产气率和相对百分比, 就可达到对变压器绝缘诊断的目的。几种典型的油中溶解气体, 如H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2, 常被用作分析的特征气体。在检测出各气体成分及含量后, 用特征气体法或比值法等方法判断变压器的内部故障。

局部放电在线监测技术。变压器在内部出现故障或运行条件恶劣时, 会由于局部场强过高而产生局部放电 (PD) 。PD水平及其增长速率的明显变化, 能够指示变压器内部正在发生的变化或反映绝缘中由于某些缺陷状态而产生的固体绝缘的空洞、金属粒子和气泡等。

振动分析法。振动分析法就是一种广泛用于监测这种变压器故障的有效方法。通过对变压器振动信号的监测和分析, 从而达到对变压器状态监测的目的。

红外测温技术。红外热像技术是利用红外探测器接受被测目标的红外辐射信号, 经放大处理, 转换成标准视频信号, 然后通过电视屏或监视器显示红外热像图。当变压器引线接触不良、过负荷运行等情况时都会引起导电回路局部过热, 铁芯多点接地也会引起铁芯过热。

频率响应分析法。频率响应分析法是一种用于判断变压器绕组或引线结构是否偏移的有效方法。绕组机械位移会产生细微的电感或电容的改变, 而频率响应法正是通过测量这种细微的改变来达到监测变压器绕组状态的目的。

绕组温度指示。绕组温度指示器就是用于监测变压器绕组的温度, 给出越限报警, 并在需要时启动保护跳闸。目前已开发出一种用于大型变压器绕组温度监测的新技术, 即将一条光纤嵌入变压器绕组以便直接测量绕组的实时温度, 从而改进变压器的预测建模技术, 并达到实时监测变压器绕组温度状态的目的。

其他状态监测方法。低压脉冲响应测试 (Low Voltage Impulse Response, LVIR) 也是一种有效的变压器状态监测测方法, 并且已经是一种用于确定变压器是否能通过短路试验的公认方法。此外, 绕组间的漏感测试、油的相对湿度测试、绝缘电阻测试等也是变压器状态监测的常用方法。

结语

进入21世纪电力行业将有更大的发展, 电力变压器的故障诊断与状态检修作为我国电力系统实现体制转变、提高电力设备的科学管理水平的有力措施, 是今后在电力生产中努力和发展的方向。

参考文献

[1]中华人民共和国能源部.进网作业电工培训教材[M].沈阳, 辽宁科学技术出版社, 1993.

电力断路器的诊断技术 篇9

在社会经济稳健发展的大背景下, 我国电力设备的故障诊断水平取得了较大的进步及发展。与此同时, 为了满足电网建设的要求, 电力设备故障诊断的应用重心也逐步向数据挖掘技术转变。一旦电力设备发生故障, 不仅严重影响周边居民的正常用电, 还造成不可预估的经济损失[1]。

1 数据挖掘技术的概述

数据挖掘, 又称数据采矿, 指技术人员利用算法, 由庞大的数据资料中搜索隐藏信息的过程, 属于数据知识发现的步骤之一。数据挖掘与计算机技术存在密切联系, 涉及学习理论、建模技术、搜索算法、机器学期、模式识别、人工智能及统计学等方面的知识[2]。

2 电力设备故障诊断的现状

2.1 专业的数据挖掘诊断人才缺乏

受电力知识专业性的限制, 我国大部分地区的电力维修人员整体素质参差不齐, 很多维修人员缺乏工作经验, 甚至少部分工作人员的故障诊断能力不足、诊断方法单一, 导致企业在电力设备的故障诊断过程中, 存在一定的盲目性, 导致成本失衡。同时, 缺乏专业的数据挖掘诊断人才, 是电力企业在发展进程中所面临的重点问题。

2.2 电力设备的监测系统过于老旧

结合相关资料发现, 我国数据挖掘技术在电力设备故障诊断中, 仍处于发展初期, 市场普及度低, 仅适用于少部分企业及特殊部门, 例如:高压输电线路、配电网、变压器及发电厂设备。同时, 我国电力设备的监测系统过于老旧, 无法完成数据挖掘过程, 无法得出完整的数据挖掘规律, 企业间没有建立数据共享平台, 一定程度阻碍了电力设备故障诊断技术的发展。

2.3 对电力设备定期检修的重视程度不足

在电力设备长期运转的过程中, 存在一系列常见问题, 一旦忽视设备的保养、维修及检查工作, 不仅埋下安全隐患, 还可能造成发电厂无法正常运转, 损害发电厂的经济效益, 影响城市的正常供电。同时, 在设备安装前期, 少部分发电厂的设备维修人员, 没有完成相应的指标测试, 无法确定电气设备是否符合国家标准;在设备运行期间, 相关技术人员没有遵守相应的规章制度完成定期检修巡视, 甚至在设备检修的过程中, 受自身技术水平的限制, 存在遗漏及错检的问题。

3 数据挖掘技术在电力设备故障诊断的应用

3.1 加大数据挖掘技术的重视程度

政府及相关部门要坚持可持续性发展的原则, 结合企业的具体发展情况, 转变传统理念, 加大数据挖掘技术的重视程度, 扩大资金投入, 以持证上岗制度为突破口, 组织相应的资格证考核, 增强工作人员的整体素质水平。例如:近年来, 我国已逐步实行“电力工程师”上岗制度, 效果良好, 一定程度填补了专业人才的缺口, 具备显著价值作用。其中, 电力工程师, 指从事电力技术管理、自动化、环保、用电管理、区域间电网调度、发供电运转、发供电检修及电力工程勘测规划等工作的专业电力工程技术人员。

3.2 构建具有企业特色的电力设备监测系统

结合相关资料发现, 为了满足电网建设智能化及电力生产精益化的要求, 国家电网公司初步建立输变电设备监测体系, 例如:我国华北电网、华东电网及福建电力公司, 均建立相应的电力设备监测体系[3]。同时, 与电力生产管理系统相融合, 实现区域间的数据共享, 少数电力企业已逐步研发辅助检修的决策系统, 但是, 受自身技术水平的限制, 数据利用率低, 仍缺乏相应的机构来完成技术研发, 甚至技术推广。因此, 要求相关技术人员, 坚持实事求是的原则, 结合企业的发展情况, 以国家政策为依托, 构建具有企业特色的电力设备监测系统, 发展区域间的数据共享平台, 降低电力设备故障的发生率。

3.3 以关联规则为切入点, 完成在线设备故障诊断

要求相关技术人员充分了解电力设备运转的基本情况, 收集相关数据, 例如:电力设备的缺陷信息、历史运行数据及基础信息, 以电力设备的缺陷信息及历史运行数据为主, 完成数据挖掘, 得出相应的设备参数, 建档留存, 便于历史查询。同时, 一旦电力设备发生故障, 及时获取电力设备的监测数值, 与正常监测数值相对比, 判断电力设备的运转状态。值得注意的是, 数据挖掘技术以关联规则为切入点, 完成在线设备故障诊断。其中, 关联规则属于数据挖掘技术的重要组成部分, 指利用分析数据库中数据属性的潜在规律, 得出相应的关联规则的过程。

4 结语

通过本文的探究, 认识到为了增强企业的核心竞争力, 加快电力行业的发展, 分析现阶段我国电力设备故障诊断的现存问题, 应用数据挖掘技术, 具备显著价值作用。然而, 从现阶段我国电力设备的故障诊断水平来看, 受传统因素影响较为严重, 缺乏专业的数据挖掘诊断人才, 电力设备的监测系统过于老旧, 对于电力设备定期检修的重视程度不足, 甚至少部分发电厂忽视设备检修流程, 自身技术水平不足, 这些都埋下不同程度的安全隐患。因此, 要求相关技术人员坚持实事求是的原则, 结合发电厂的具体情况, 转变传统理念, 应用数据挖掘技术, 加大对于数据挖掘技术的重视程度, 扩大资金投入, 充分了解电力设备运转的基本情况, 收集相关数据, 评估电力设备的使用状态, 以关联规则为切入点, 完成在线设备故障诊断;同时, 不断增强自身技术水平, 积极引进科学的故障诊断理念, 逐步转变工作重心, 与现有的故障诊断方法相融合, 解决在故障诊断过程中所面临的问题, 摸索出具有企业特色的电力设备故障诊断模式, 更好地服务于社会, 进一步推进我国电力行业的发展。

摘要：重点论述了数据挖掘技术在电力设备故障诊断中的应用, 希望以此为电力设备的安全可靠运行提供具有价值的参考依据。

关键词：数据挖掘技术,电力设备,故障诊断

参考文献

[1]杨超, 张霖.数据挖掘技术在电力设备故障诊断中的应用[J].电气开关, 2016 (2) :83-86.

[2]苏曦.数据挖掘技术在机械设备故障诊断中的应用[J].自动化与仪器仪表, 2015 (1) :127-128.