)牵引变电所常见故障判断及处理方法

1、 毕毕业业设设计计 论论文文 中文题目： 牵引变电所常见故障判断及处理方法 学习中心函授站： 专 业： 电气化工程及自动化 姓 名： 学 号： 北京交通大学远程与继续教育学院北京交通大学远程与继续教育学院 2021 年 12 月毕业设计(论文)承诺书与版权使用授权书本人所呈交的毕业论文是本人在指导教师指导下独立研究、写作的成果。除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何奉献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本毕业论文是本人在读期间所完成的学业的组成

2、局部，同意学校将本论文的局部或全部内容编入有关书籍、数据库保存，并向有关学术部门和国家相关教育主管部门呈交复印件、电子文档，允许采用复制、印刷等方式将论文文本提供应读者查阅和借阅。论文作者签名：_ _年_月_日指导教师签名：_ _年_月_日 北京交通大学北京交通大学毕业设计毕业设计( (论文论文) )成绩评议成绩评议年级层次专业姓名题目指导教师评阅意见成绩评定： 指导教师：年 月 日答辩小组意见辩论小组负责人： 年 月 日 北京交通大学北京交通大学毕业设计毕业设计( (论文论文) )任务书任务书本任务书下达给：本任务书下达给： 级级 专业专业 学生学生 设计设计论文论文题目：题目：一、毕业设计

3、论文根本内容二、根本要求三、重点研究的问题四、主要技术指标五、其他要说明的问题下达任务日期： 年 月 日要求完成日期： 年 月 日指导教师： 开开 题题 报报 告告题目：题目：学生姓名：学生姓名： 马瑞煊 学号学号： 11638019 20212021 年年 7 7 月月 3131 日日一、文献综述 随着电气化铁路的飞速开展，牵引变电所电气设备平安、可靠供电越显重要，特别是变压器、断路器、开关、互感器及并补装置等设备正常运行是对电力系统平安、可靠、优质、经济运行的重要保证，必须最大限度地防止和减少故障和事故的发生。但由于电气设备长期运行，故障和事故总不可能完全防止，并且引发故障和事故又出于众多

4、方面的原因，如外力的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害，安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患，特别是前期设备长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响，已成为发生故障的主要因素。同时，局部工作人员业务素质不高、技术水平不够或违章作业等，都会造成事故或导致事故的扩大，从而危及电力系统的平安运行。二、选题的目的和意义牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的心脏，是对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。随着电气化铁路的飞速开展，牵引变电所电气设备平安可靠供电越显重要，因此必须明晰常见设备故障根源及表征，尽可能消除或缩小设备故障，提高牵引变电所供电质量。通过对变电所

5、主要电器设备：变压器、互感器、电路器的运作原理以及故障的分析，深入了解变电所可能遇到的各种故障，并在第一时间排除隐患，杜绝危险情况的发生，同时明确身为一名变电所工作人员的主要工作职责，要将自己的理论知识与实践经验相结合从而保证变电所平安，有效的运行。研究方案研究方案1、结合设计内容复习所学的专业知识，收集有关资料，例如相关书籍、出版刊物等 。2、详细阅读收集的相关信息资料，进行分析总结。3、先完成电气化铁路的开展情况的整理，在完成牵引变电所平安知识的整理，在完成牵引变所根本概况和设备组成的整理，在整理各设备的用途及运行方式。再完成牵引变电所管理的方式方法的整理。4、完成毕业设计的初稿，论述出可

6、以让变电所能平安、稳定、高效运行的方式和管理方法。5、请指导老师对毕业设计进行指导与评定，找到自己的缺乏，取长不短。将不适宜的设计从设计中剔除或修改。 6 6、最终总完成毕业设计的撰写，并提交学校。 四、进度安排1、第一周用于搜集筛选资料，包括上网搜集以及对相关书籍资料的搜集，以及日常工作中总结的工作经验等。2、第二周组织论文主要框架，做到思路清晰，客观，可行。3、其余时间用来丰富论文的内容，有理有据，切实可行。五、指导教师意见： 指导教师： 中中 期期 报报 告告题目：题目：学生姓名：学生姓名： 马瑞煊 学号学号： 11638019 一、进展情况毕业设计的两个月来，在导师的帮助下以及自己努力

7、下，我感觉到自己真正学到了不少东西。进展顺利，不仅强化了自己的理论知识，而且对自己在工作中起到了很好的指导作用，以下是毕设进展的一些概要介绍：1、总体设计通过对变电所主要电器设备：变压器、互感器、电路器的运作原理以及故障的分析，深入了解变电所可能遇到的各种故障，并在第一时间排除隐患，杜绝危险情况的发生，同时明确身为一名变电所工作人员的主要工作职责，要将自己的理论知识与实践经验相结合从而保证变电所平安，有效的运行。2、框架框图a、牵引变电所主要电气设备变压器故障分析b、互感器的常见故障与分析C、断路器常见故障分析D、牵引变电所事故处理的重要原那么3、进展情况已经完成论文主体框架结构，其他局部还在

8、进行资料搜集汇总，根本局部成形，后面还需继续努力。二、指导教师意见 指导教师： 年 月 日结结 题题 验验 收收一、完成日期二、完成质量三、存在问题四、结论指导教师： 年 月 日中 文 摘 要牵引变电所是电气化铁路牵引供电系统的心脏，是对电能的电压和电流进行变换、集中和分配的场所。随着电气化铁路的飞速开展，牵引变电所电气设备平安可靠供变电越显重要，特别是变压器、断路器、开关、互感器及并补装置等设备正常运行更是对电力系统平安、可靠、优质、经济运行的重要保证，必须最大限度地防止和减少故障和事故的发生。但由于电气设备长期运行，故障和事故总不可能完全防止，并且引发故障和事故又出于众多方面的原因，如外力

9、的破坏和影响，不可抗拒的自然灾害；安装、检修、维护中存在的问题和制造过程中遗留的设备缺陷等事故隐患，特别是前期设备长期运行后造成的绝缘老化、材质劣化及预期寿命的影响，已成为发生故障的主要因素。同时，局部工作人员业务素质不高、技术水平不够或违章作业等，都会造成事故或导致事故的扩大，从而危及电力系统的平安运行，因此牵引变电所主要电气设备日常运行维护必须到位，同时必须明晰常见设备故障根源及表征，尽可能消除或缩小设备故障，提高牵引变电所供电质量。关键词关键词: : 变压器变压器 断路器断路器 互感器互感器English AbstractChina railway great-leap-forward

10、development, especially the railway six times greater speed, train faster, to ensure the safe operation of the PingJiaoDaoKou instead of existing in PingJiaoDaoKou interchanges, interchanges, to ensure the change of normal railway operation and safety, prefabricated frame structure bridge into is th

11、e main construction method.Fixed frame culvert Center to the Liao Xi line DK27 + 737.709, under the Liao Xi line, corresponding with the Liao Xi routes to K24 + 090.509. Frame culvert to 1-5m, 6.68 meters high, Shun Road in the direction of principal long 12.4 m. The frame of the main building mater

12、ials: use of the culvert C35 concrete, reinforced with HRB335 (IIB) reinforced and Q235 (reinforced). For the 2021 March 10 to 30 June 2021.The construction of precast concrete culvert methods and technical requirements, ensuring that the quality of construction of the tunnel. Selecting the right eq

13、uipment, by jacking on line for strengthening, of jacking digging time reasonable guarantee jacking not tied up a head to ensure the safety, of jacking of driving safety. Through the natural frame culvert condition survey of understanding, on frame construction proposed human organization requiremen

14、ts, construction methods and the various measures, such as construction design content, thereby ensuring that frame culvert reasonable duration, security, high quality construction, and ensure that investment.KeyKey word:word: TransformerTransformer CircuitCircuit breakerbreaker mutualmutual inducto

15、rinductor目目 录录 绪论绪论 4 4第一章牵引变电所主要电气设备之变压器故障分析8 8 81.21.2 常见故障及其诊断措施常见故障及其诊断措施 9 9 1010 1010 1111 1313 1313 1313 1313 1414 1414 1414 1515 1616第二章互感器的常见故障与分析第二章互感器的常见故障与分析 1818 1818 1818 1919 1919 1919 2020 2020 2121 2121 2222 2222第三章断路器常见故障分析第三章断路器常见故障分析 26263.13.1 断路器原理及分类断路器原理及分类 26263.23.2 高压断路器故障

16、分析高压断路器故障分析 26263.2.13.2.1 拒动、误动事故拒动、误动事故 2727 27273.2.33.2.3 截流事故截流事故 2727 28283.33.3 低压断路器事故原因分析低压断路器事故原因分析 28283.43.4 重视设备的维护与管理重视设备的维护与管理 29293.53.5 断路器跳闸拒动的原因及防止措施断路器跳闸拒动的原因及防止措施 3030 3030 3030 3131 3131第四章牵引变电所事故处理的重要原那么第四章牵引变电所事故处理的重要原那么 3333 33334.24.2 变电所故障事故汇报信息把馈流程变电所故障事故汇报信息把馈流程 3333 343

17、4 总结总结. 3535 感谢感谢 3636文献文献 3737 绪论1.1 选题背景随着中国工业化、城市化进程的不断加快，以及经济的开展、技术的进步和居民生活水平的不断提高，运输需求显得越来越旺盛，既有的运输能力已表现出明显的缺乏，特别是铁路运输已经不能适应国民经济的开展需要，成为制约我国经济开展的“瓶颈。为满足国民经济快速开展的要求，我国制定了?中长期铁路网规划?，加快我国铁路网建设，到2021 年我国铁路线路营业里程将到达 12 万公里，复线率和电气化率均到达 50%。形成以新建万公里“四纵四横客运专线为骨架，既有提速线路为补充的 3 万公里快速客运网络。运输的效劳质量向快捷便利、平安舒适

18、、集装箱化和专用化方向开展，高速铁路作为交通运输体系的骨干力量，在中国区域经济开展的过程中，正发挥着日益重要的作用。特别是自 2007 年 4 月以来，高速铁路无论是规模还是水平均以超常速度在迅猛开展，对中国区域经济格局和开展产生了深远的影响，可以说我国在高速铁路建设方面， ，将使我国旅客运输迈上一个新台阶。1.2 选题的目的与意义现代电气化铁路系统已经呈现出了多元化开展的特点，客货共线铁路、重载铁路及客运专线高速铁路在我国得到了飞速地开展。无论采取何种运输方式，一旦发生供电中断，都将会引起不可估量的政治和经济损失，给社会带来不良影响或不安定因素，因此必须将电气化铁路负荷作为一级负荷，为其提供

19、高可靠性的供电电源。电气化铁路是采用电力牵引的铁路，牵引供电系统是将电能从供电电源传输给电力机车的电力装置的总称，主要有牵引变电所站和牵引网两大局部构成。牵引变电所站是电气化铁路的心脏，其主要功能是根据电力机车对电流和电压的不同要求将供电系统中高压输电线路送来的电能，通过一定接线型式的牵引变压器变成适合电力机车使用的单相工频交流电，在通过不同的馈线将电能送到相应的接触网上，电力机车升弓后便可从接触网取得电能，用以牵引机车。牵引变电所是牵引变电系统的心脏，牵引变电所的运行与维修的好坏直接影响到牵引供电质量的好坏。为保证铁路系统正常运行，电气化铁路对供电电源的供电质量及可靠性提出了要求，必须做好牵

20、引变电所的运行与管理工作为电气化铁路牵引供电系统提供可靠电能。本次的论文依据原始资料为根底结合国内外电气化铁路的开展情况论述出牵引变电所常见故障处理的判断与处理是保障电气化铁路更好更快的需要，不断提高变电所运行管理水平，给铁路平安、稳定、高效的运输提供电力保证。增强我国电气化铁路运行的稳定性。1.3 国内外研究现状1.3.1 国内研究现状目前，电气化铁路已经占据了我国铁路开展的绝对主导地位。我国的电气化铁路正逐步向高速铁路开展，以 2007 年动车组的运行为标志，我国的电气化铁路将迈入世界先进行列。常被简称为“中国高铁。中国是世界上高速铁路开展最快、系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运

21、营速度最高、在建规模最大的国家。在运行速度上，目前最高时速可达 350 公里，堪称陆地飞行；在运输能力上，一个长编组的列车可以运送 1000 多人，每隔 3 分钟就可以开出一趟列车，运力强大；在适应自然环境上，高速列车可以全天候运行，根本不受雨雪雾的影响；在列车开行上，采取“公交化的模式，旅客可以随到随走；在节能环保上，高速铁路是绿色交通工具，非常适应节能减排的要求。在不可再生资源不断减少的现在，纵观世界各国铁路开展史，电气化铁路的蓬勃开展已是必然趋势，高速电气化铁路的建设方兴未艾，预计到 2021 年，世界上修建高速电气化铁路的国家和地区将到达 23 个，高速电气化铁路里程将突破 30000

22、km。展望世界电气化铁路的开展，在电气化铁路飞速开展的时代，电气化铁路已经表达出来它的优越性。电气化铁路主要由电力机车、牵引变电所、接触网组成。有电气化铁路就有牵引变电所，因为牵引变电所是电气化铁路的重要组成局部。牵引变电所是通过输电线路给电力机车供电的，是电气化铁路的心脏。因此牵引变电所的平安稳定运行是保证电气化铁路高效、平安、稳定的完成运铁路交通输的前提。随着科技的兴旺电气化铁路在不断地开展，同样牵引变电所为了适应现代电气化铁路供电的需求也跟着开展。我国变电所现状是老设备向新设备转变，有人所值班向无人值班变电所转变。例如：现在的正在运行的老哈大既有电气化哈大线路和高铁哈大线路。在 21 世

23、纪，对电力的需求程度会比以前更高，所需电力设备也将明显的曾多，现在为提高维修和运行效率，就需要一种维修简便、省时省力，能缩短故障停电时间的变电所。1.3.2 国外研究现状1879 年 5 月，德国西门子和哈尔斯公司建造了世界上第一条电气化铁路。100 多年来，随着电机电器制造工业、电子工业和电力工业的开展，电气化铁路运输以其巨大的经济效益受到世界各国的普遍重视，得到飞速开展。20 世纪 6070 年代是世界电气化铁路开展最快的时期，平均每年修建达 5000 多公里。在此期间，工业兴旺的西欧、日本、前苏联，以及东欧等国家，运输繁忙的主要铁路干线实现了电气化，而且根本上已经成网。1964 年 10

24、 月日本建成世界上第一条高速电气化铁路-东海道新干线，以 210km 的时速令世人瞩目。在日本、法国修建高速铁路取得成效的根底上，世界上许多国家掀起了建设高速铁路的热潮，意大利、德国、英国、原苏联、西班牙等国也先后建成或修建了高速铁路，就连过去曾因铁路不景气拆掉一局部线路而被称为汽车王国的美国，也在重视并着手高速铁路的建设。韩国和我国的台湾也都分别规划在本世纪末要建成时速达 300350 公里的高速铁路。目前，高速铁路技术在世界上已经成熟，高速化已经成为当今世界铁路开展的共同趋势。现在，世界铁路总长度约 130 万公里，其中高速铁路共有 5000 多公里，约占总长度的 0.4；到本世纪末，预计

25、全世界高速铁路将比现在翻一番，到达 10000 多公里，约有 20的国家建成高速和准高速铁路。高速铁路进一步的开展趋势，是连线成网。目前欧洲各国已经建成和正在修建的高速铁路，根本上都是各自独立的，今后将开展沟通成国内、国际间的高速铁路网，并与既有线相衔接；提出了速度比小汽车快一倍，票价比飞机廉价一半的目标，以充分发挥其优势。由于这将涉及到欧洲共同体的十几个国家，因此在轨距、信号、供电、机车车辆等技术设备方面都制定了统一的标准，使欧洲的高速铁路网不仅是各国高速铁路的总和，而且能形成一个综合型整体。方案分别于 1995 年、2005 年和 2021 年分三个阶段竣工，新建或改建 1.9 万公里满足

26、时速 250 公里以上的高速铁路网；以及 1.1 万公里的时速160200 公里的联络线和支线，以便连接欧洲所有的主要城市。届时欧洲将出现世界上最方便、最经济的地面高速运输系统，欧洲各大陆城市间都可通过高速铁路连接起来，并还将向亚洲延伸，形成洲际的高速铁路网。 在高速铁路的新技术方面，日本、德国、法国灯正在研制磁悬浮铁路，使车体在轨道上浮起一定高度，然后以直线电机作为动力推动列车前进。其试验时速已达 517 公里。这种列车根本上无噪音、无污染，能耗低。美国还有人设想，在管道内利用真空原理，设计一种真空磁垫列车，最高时速将达 22000 公里。可见，随着科技的进步，高速铁路将日新月异，不断创新。

27、1.3.3 小结目前，国内高速铁路牵引变电所运行与管理方面的知识比拟少，本次的论文依据原始资料为根底结合国内外电气化铁路的开展情况论述出牵引变电所常见故障的判断和处理的重要性。不断提高变电所运行管理水平，给铁路平安、稳定、高效的运输提供电力保证，增强我国电气化铁路运行的稳定性。1.4 研究内容根据国内外现状高速铁路的开展及我国现在高速铁路的运行现状和存在的问题进行论述。重点论述以下内容：1 牵引变短所的主要电气设备变压器的故障分析；2 互感器的常见故障与分析3 断路器常见故障分析4 牵引变电所事故处理的重要原那么第一章第一章: :牵引变电所主要电气设备变压器故障分析牵引变电所主要电气设备变压器

28、故障分析1 11 1 变压器工作原理及故障变压器工作原理及故障 油浸电力变压器的故障常被分为内部故障和外部故障两种。内部故障为变压器油箱内发生的各种故障，其主要类型有：各相绕组之间发生的相问短路、绕组的线匝之间发生的匝问短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。外部故障为变压器油箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎而发生的接地。由于变压器故障涉及面较广，具体类型的划分方式较多，如从回路划分主要有电路故障、磁路故障和油路故障。假设从变压器的主体结构划分，可分为绕组故障、铁心故障、油质故障和附件故障。同时习惯上对变压器故障的类型一般是根据常见的故障易发区位划

29、分，如绝缘故障、铁心故障、分接开关故障等。而对变压器本身影响最严重、目前发生机率最高的又是变压器出口短路故障，同时还存在变压器渗漏故障、油流带电故障、保护误动故障等等。所有这些不同类型的故障，有的可能反映的是热故障，有的可能反映的是电故障，有的可能既反映过热故障又存在放电故障，而变压器渗漏故障在一般情况下可能不存在热或电故障的特征。变压器短路故障主要指变压器出口短路，以及内部引线或绕组间对地短路、及相与相之间发生的短路而导致的故障。变压器正常运行中由于受出口短路故障的影响，遭受损坏的情况较为严重。据有关资料统计，近年来，一些地区 110kV 及以上电压等级的变压器遭受短路故障电流冲击直接导致损

30、坏的事故，约占全部事故的 50以上，与前几年统计相比呈大幅度上升的趋势。这类故障的案例很多，特别是变压器低压出口短路时形成的故障一般要更换绕组，严重时可能要更换全部绕组，从而造成十分严重的后果和损失，因此，尤应引起足够的重视。1 12 2 常见故障及其诊断措施常见故障及其诊断措施 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，还会影响变压器的平安运行，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那么往往渗漏点查找不准，或补焊后由于内应

31、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适宜，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

32、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，防止变压器油箱破裂的平安措施。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，危及设备的平安。为此，把防爆管撤除，改装压力释放阀即可。1 12 22 2 铁心多点接地引起的故障铁心多点接地引起的故障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，危及变压器的平安运行，应及时进行处理。 直流电流冲击法。撤除变压器铁心

33、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 35 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，应按绝缘标准要求，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，那么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。 去除油中的金属异物、金属颗粒及杂质，去除油箱各部的油泥，有条件那么对变压器油进行真空枯燥处理，去除水分。 1 12 23 3 接头过热接头过热 载流接头是变压器本身及其联系电网的重

34、要组成局部，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平安供电。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，会产生电解反响，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，去除平面上的杂质，最好均匀地涂上导电

35、膏，确保连接良好。 油浸电容式套管过热。处理的方法可以用定位套固定方式的发热套管，先拆开将军帽，假设将军帽、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应配合良好，否那么应予以更换，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。 1 12 24 4 变压器在线监测技术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

36、开展趋势。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，就可到达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

37、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，从而到达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到达

38、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，从而改良变压器的预测建模术，并到达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。1 13 3 变压器

39、放电故障变压器放电故障 1 13 31 1 变压器电流激增变压器电流激增 随着城网和农网改造的深入，城市和农村的用电量都有了很大程度的增加，但由于局部低压线路维护不到位，发生过负荷和短路的可能性大大增加，以致变压器的电流超过额定电流几倍甚至几十倍，此时，绕组受到电磁力矩较大影响而发生移位变形。由于电流的剧增，配电变压器的线圈温度迅速升高，导致绝缘加速老化，形成碎片状脱落，使线体裸露而造成匝间短路，烧坏配电变压器。 1 13 32 2 高温过热高温过热 变压器油主要是对绕组起绝缘、散热和防潮作用。变压器中的油温过高，将直接影响变压器的正常运行和使用寿命。正常运转中的变压器分接开关，长期浸在高于常

40、温的油中，特别是偏远农村的线路长，电压降大，使分接开关长期运行于过负荷状态，会引起分接开关触头出现碳膜和油垢，触头发热后又使弹簧压力降低，特别是触环中弹簧，由于材料和制造工艺差，弹性降低很快；或出现零件变形，分接开关的引线头和接线螺丝松动等情况，即使处理，也可能使导电部位接触不良，接触电阻增大，产生发热和电弧烧伤，电弧还将产生大量气体，分解出具有导电性能的碳化物和被熔化的铜粒，喷涂在箱体、一/二次套管、绕组层间、匝层等处，引起短路，烧坏变压器。 1 13 33 3 本身缺陷本身缺陷 分接开关的质量差，结构不合理，压力不够，接触不可靠，外部字轮位置与内部实际位置不完全一致，引起动、静触头位置不完

41、全接触，错位的动、静触头使两抽头之间的绝缘距离变小，并在两抽头之间发生短路或对地放电，短路电流很快就把抽头线圈匝烧坏，甚至导致整个绕组损坏。 1 13 34 4 人为原因人为原因 局部电工对无载调压开关的原理不清楚，经常出现调压不正确，导致动静触头局部接触等；安装工艺差，对变压器各部位紧固螺栓的检查不仔细，造成变压器箱体进水，使分接开关绝缘、绕组绝缘受潮；运行维护不到位，没有严格执行 DL/T5721995?变压器运行规程?，多数变压器从安装到变压器烧毁期间，一直未进行过常规维护与污垢处理，导致变压器散热条件变差而烧毁。 因此，在对配电变压器进行无载调压后，为防止分接开关的接触不良，需用直流电

42、桥测试回路的完整性以及三相电阻是否均匀。 1 14 4 变压器故障的处理变压器故障的处理运行中的配电变压器，绝大局部安装在室外，所以它经常受着各种变化着的气候条件的影响。另外，变压器所带的负荷经常变化，容易将变压器烧毁。因此，变压器需要定期进行巡视，应从变压器运行时的声音、气味，颜色异常、油位、油温进行着手分析，尽量发现各种缺陷。文章对变压器常见故障进行分析，在放电故障、绝缘故障、变压器故障综合处理等方面提出解决方法。变压器是电力系统中的一个关键设备，它的良好运行对电网平安具有重要的意义。据国外近几年的统计，涌流、外部短路和绝缘损耗是变压器损坏的两种主要因素。其中涌流外部短路发生时，主要靠继电

43、保护装置去保护变压器，而绝缘损耗目前主要是靠变压器定期检修和及时监测来发现。目前变压器运行可靠性在不断提高。但变压器事故和故障还是不断发生。所以对变压器进行故障分析和及时诊断就显得尤为重要。根据变压器运行现场的实际状态，在发生以下情况变化时，需对变压器进行故障诊断：正常停电状态下进行的交接、检修验收或预防性试验中一项或几项指标超过标准；运行中出现异常而被迫停电进行检修和试验；运行中出现其他异常如出口短路或发生事故造成停电。1 14 41 1 变压器故障分析判断的根本原那么变压器故障分析判断的根本原那么 与设备结构联系。熟悉和掌握变压器的内部结构和状态是变压器故障诊断的关键，如变压器内部的绝缘配

44、合、引线走向、绝缘状况、油质情况等。又如变压器的冷却方式是风冷还是强迫油循环冷却方式等，再如变压器运行的历史、检修记录等，这些内容都是诊断故障时重要的参考依据。 与外部条件相结合。诊断变压器故障的同时，一定要了解变压器外部条件是否构成影响，如是否发生过出口短路；电网中的谐波或过电压情况是否构成影响；负荷率如何；负荷变动幅度如何，等等。 与规程标准相对照。与规程规定的标准进行对照，假设发生超标情况必须查明原因，找出超标的根源，并进行认真的处理和解决。 与同类设备相比拟横向比拟。同一容量或相同运行状态的变压器是否有异常，是外因的影响还是内在的变化。一台变压器发现异常，而同一地点的另一台相这样结合分

45、析有利于准确判断故障现象。 与自身不同部位相比拟纵向比拟。对变压器本身的不同部位进行检查比拟。如变压器油箱箱体温度分布是否变化均匀，局部温度是否有突变。又如用红外成像仪检查变压器套管或油枕温度，以确定是否存在缺油故障等。再如测绕组绝缘电阻时，分析高对中、低、地，中对高、低、地与低对高、中、地是否存在明显差异，测绕组电阻、测套管 C 及介质损耗因数，三相间有无异常不同，这些也有利于对故障部位的准确判断。1 14 42 2 有无异常的判断有无异常的判断从变压器故障诊断的一般步骤可见，根据色谱分析的数据着手诊断变压器故障时，首先是要判定设备是否存在异常情况，常用的方法有： 将分析结果的几项主要指标与

46、规程中的注意值作比拟。如果有一项或几项主要指标超过注意值时，说明设备存在异常情况，要引起注意。但规程推荐的注意值是指导性的，它不是划分设备是否异常的唯一判据，不应当作强制性标准执行，而应进行跟踪分析，加强监视，注意观察其产生速率的变化。在判断设备是否存在故障时，不能只根据一次结果来判定，而应经过屡次分析以后，将分析结果的绝对值与导那么的注意值作比拟，将产气速率与产气速率的参考值作比拟，当两者都超过时，才判定为故障。了解设备的结构、安装、运行及检修等情况，彻底了解气体真实来源，以免造成误判断。另外，为了减少可能引起的误判断，新设备及大修后在投运前，应作一次分析；在投运后的一段时间后，应作屡次分析

47、。因为故障设备检修后，绝缘材料残油中往往残存着故障气体，这些气体在设备重新投运的初期，还会逐步溶于油中，因此在追踪分析的初期，常发现油中气体有明显增长的趋势，只有通过屡次检测，才能确定检修后投运的设备是否消除了故障。在使用变压器的过程中，一定要定期检查三相电压是否平衡，如严重失衡，应及时采取措施进行调整。同时，应经常检查变压器的油位、温度、油色正常，有无渗漏，呼吸器内的枯燥剂颜色有无变化，如已失效要及时更换，发现缺陷及时消除。定期清理配电变压器上的污垢，必要时采取防污措施，安装套管防污帽，检查套管有无闪络放电，接地是否良好，有无断线、脱焊、断裂现象，定期摇测接地电阻。第第 2 2 章章互感器的

48、常见故障与分析互感器的常见故障与分析互感器(instrument transformer)是按比例变换电压或电流的设备。其功能主要是将高电压或大电流按比例变换成标准低电压100V或标准小电流5A 或 10A，均指额定值，以便实现测量仪表、保护设备及自动控制设备的标准化、小型化。同时互感器还可用来隔开高电压系统，以保证人身和设备的平安。按比例变换电压或电流的设备。2 21 1 互感器的作用互感器的作用2 21 11 1 电流互感器的作用电流互感器的作用在测量交变电流的大电流时,为便于二次仪表测量需要转换为比拟统一的电流我国规定电流互感器的二次额定为 5A，另外线路上的电压都比拟高如直接测量是非常

49、危险的。电流互感器就起到变流和电气隔离作用，电流互感器就是升压(降流)变压器. 它是电力系统中测量仪表、继电保护等二次设备获取电气一次回路电流信息的传感器，电流互感器将高电流按比例转换成低电流，电流互感器一次侧接在一次系统，二次侧接测量仪表、继电保护等。1 次侧只有1 到几匝，导线截面积大，串入被测电路。2 次侧匝数多,导线细,与阻抗较小的仪表(电流表/功率表的电流线圈)构成闭路。电流互感器的运行情况相当于 2 次侧短路的变压器，一般选择很低的磁密(0.08-0.1T),并忽略励磁电流，那么 I1/I2=N2/N1=k。 电流互感器一次绕组电流 I1 与二次绕组 I2 的电流比，叫实际电流比

50、励磁电流是误差的主要根源。0.2/0.5/1/3,1 表示变比误差不超过 1%。2 21 12 2 电压互感器的作用电压互感器的作用给重合闸提供必要信号，一条线路两侧重合闸的方式要么是检无压，要么是检同期，线路 PT 可以为重合闸提供电压信号；现在局部线路 PT 时用的电容式电压互感器，可以为载波通信提供信号通道；目前对一些特殊的供电用户线路提供计量电压；将系统高电压转变为标准的低电压100v,为仪表、保护提供必要的电压；与测量仪表相配合，测量线路的相电压与线电压；与继电保护装置相配合，对系统及设备进行过电压、单相接地保护；隔离一次设备与二次设备，保护人身和设备的平安。2 22 2 互感器分类

51、互感器分类 互感器分为电压互感器和电流互感器两大类，其主要作用有：将一次系统的电压、电流信息准确地传递到二次侧相关设备；将一次系统的高电压、大电流变换为二次侧的低电压标准值、小电流标准值，使测量、计量仪表和继电器等装置标准化、小型化，并降低了对二次设备的绝缘要求；将二次侧设备以及二次系统与一次系统高压设备在电气方面很好地隔离，从而保证了二次设备和人身的平安。2 22 21 1 电压互感器电压互感器测量用电流互感器主要与测量仪表配合，在线路正常工作状态下，用来测量电流、电压、功率等。测量用微型电流互感器主要要求：绝缘可靠、足够高的测量精度，当被测线路发生故障出现的大电流时互感器应在适当的量程内饱

52、和如 500%的额定电流以保护测量仪表。保护用电流互感器主要与继电装置配合，在线路发生短路过载等故障时，向继电装置提供信号切断故障电路，以保护供电系统的平安。保护用微型电流互感器的工作条件与测量用互感器完全不同，保护用互感器只是在比正常电流大几倍几十倍的电流时才开始有效的工作。电流互感器利用变压器原、副边电流成比例的特点制成。其工作原理、等值电路也与一般变压器相同，只是其原边绕组串联在被测电路中，且匝数很少；副边绕组接电流表、继电器电流线圈等低阻抗负载，近似短路。原边电流即被测电流和副边电流取决于被测线路的负载，而与电流互感器的副边负载无关。由于副边接近于短路，所以原、副边电压 U1 和 U2

53、 都很小，励磁电流 I0 也很小。 电流互感器运行时，副边不允许开路。因为一旦开路，原边电流均成为励磁电流，使磁通和副边电压大大超过正常值而危及人身和设备平安。因此，电流互感器副边回路中不许接熔断器，也不允许在运行时未经旁路就拆下电流表、继电器等设备。电流互感器的接线方式按其所接负载的运行要求确定。最常用的接线方式为单相，三相星形和不完全星形。 组合互感器是将电压互感器、电流互感器组合到一起的互感器。组合互感器可将高电压变化为低电压，将大电流变化为低电流，从而起到对电能计量的目的。 2 22 24 4 钳形互感器钳形互感器钳形电流互感器是一款精密电流互感器直流传感器，是专门为电力现场测量计量设

54、计的。该系列互感器选用高导磁材料制成，精度高、线性优，抗干扰能力强等。使用时可以直接夹住母线并且母排上无须截线停电使用十分方便。Q8O 系列钳形电流互感器已屡次被铁道部门使用检测。例如：目前 D 字开头列车上高频电流信号，就是用钳形互感器检测的，它可配合多种测量仪器，电能表现场校验仪、多功能电能表、示波器、数字万用表、双钳式接地电阻测试仪、双钳式相位伏安表等，可在电力不断电状态下，对多种电参量进行测量和比对。 2 22 25 5 零序互感器零序互感器零序电流保护的根本原理是基于基尔霍夫电流定律：流入电路中任一节点的复电流的代数和等于零。在线路与电气设备正常的情况下，各相电流的矢量和等于零，因此

55、，零序电流互感器的二次侧绕组无信号输出，执行元件不动作。当发生接地故障时的各相电流的矢量和不为零，故障电流使零序电流互感器的环形铁芯中产生磁通，零序电流互感器的二次侧感应电压使执行元件动作，带动脱扣装置，切换供电网络，到达接地故障保护的目的。 其作用是：当电路中发生触电或漏电故障时，保护动作，切断电源。可在三相线路上各装一个电流互感器，或让三相导线一起穿过一零序电流互感器，也可在中性线 N 上安装一个零序电流互感器，利用其来检测三相的电流矢量和。零序电流互感器采用ABS 工程塑料外壳、全树脂浇注成密封，有效防止了互感器在长期使用过程中的锈蚀。绝缘性能好，外形美观。具有灵敏度高、线性度好运行可靠

56、，安装方便等特点。其性能优于一般的零序电流互感器，使用范围广泛，不仅适用于电磁型继电保护，还能适用于电子和微机保护装置。2 23 3 电流互感器常见故障分析处理电流互感器常见故障分析处理 电流互感器在各个行业领域中都有应用，一旦出现故障，将造成严重的损失。在电流传感器中最容易出限故障就是电流互感器短路。我们知道，电流互感器即 CT 一次绕组匝数少，使用时一次绕组串联在被测线路里，二次绕组匝数多，与测量仪表和继电器等电流线圈串联使用，测量仪表和继电器等电流线圈阻抗很小，所以正常运行时 CT 是接近短路状态的。CT 二次电流的大小由一次电流决定，二次电流产生的磁势，是平衡一次电流的磁势的。假设二次

57、开路，其阻抗无限大，二次电流等于零，其磁势也等于零，就不能去平衡一次电流产生的磁势，那么一次电流将全部作用于激磁，使铁芯严重饱和。磁饱和使铁损增大，CT 发热，CT 线圈的绝缘也会因过热而被烧坏，还会在铁芯上产生剩磁，增大互感器误差，最严重的是由于磁饱和，交变磁通的正弦波变为梯形波，在磁通迅速变化的瞬间，二次线圈上将感应出很高的电压，其峰值可达几千伏，如此高的电压作用在二次线圈和二次回路上，对人身和设备都存在着严重的威胁。所以 CT 在任何时候都是不允许二次侧开路运行的。那么我们怎样发现 CT 二次开路故障呢，一般可从以下现象进行检查判断： 1回路仪表指示异常，一般是降低或为零。用于测量表计的

58、电流回路开路，会使三相电流表指示不一致、功率表指示降低、计量表计转速缓慢或不转。如表计指示时有时无，那么可能处于半开路状态接触不良。 2CT 本体有无噪声、振动不均匀、严重发热、冒烟等现象，当然这些现象在负荷小时表现并不明显。 3CT 二次回路端子、元件线头有放电、打火现象。 4继保发生误动或拒动，这种情况可在误跳闸或越级跳闸时发现并处理。 5电度表、继电器等冒烟烧坏。而有无功功率表及电度表、远动装置的变送器、保护装置的继电器烧坏，不仅会使 CT 二次开路，还会使 PT 二次短路。 以上只是检查 CT 二次开路的一些根本线索，实质上在正常运行中，一次负荷不大，二次无工作，且不是测量用电流回路开

59、路时，CT 的二次开路故障是不容易发现的，需要我们实际工作中摸索和积累经验。检查处理 CT 二次开路故障，要尽量减小一次负荷电流，以降低二次回路的电压。操作时注意平安，要站在绝缘垫上，戴好绝缘手套，使用绝缘良好的工具。发现 CT 二次开路，要先分清是哪一组电流回路故障、开路的相别、对保护有无影响，汇报调度，解除有可能误动的保护；尽量减小一次负荷电流。假设 CT 严重损伤，应转移负荷，停电处理；尽快设法在就近的试验端子上用良好的短接线按图纸将 CT 二次短路，再检查处理开路点；在故障范围内，应检查容易发生故障的端子和元件。对检查出的故障，能自行处理的，如接线端子等外部元件松动、接触不良等，立即处

60、理后投入所退出的保护。假设开路点在 CT 本体的接线端子上，那么应停电处理。假设不能自行处理的如继电器内部或不能自行查明故障的，应先将 CT二次短路后汇报上级；假设短接时发现有火花，那么短接应该是有效的，故障点应该就在短接点以下的回路中，可进一步查找。假设短接时没有火花，那么可能短接无效，故障点可能在短接点以前的回路中，可逐点向前变换短接点，缩小范围检查。2 24 4 电压互感器常见故障分析处理电压互感器常见故障分析处理 电压互感器在投入运行前要按照规程规定的工程进行试验检查。例如，测极性、连接组别、摇绝缘、核相序等。电压互感器的接线应保证其正确性，一次绕组和被测电路并联，二次绕组应和所接的测