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摘要:在经济高速发展的今天,能源需求日益旺盛,无论生产生活均离不开电,作为城市电网建设中的关键环节,110kV变电站接地网的设计运行对于电力系统的可靠运行和变电站工作人员的人身安全起着至关重要的作用,而降低接地网的电阻值能够有效提高其安全性。
关键词:变电站;互感器;故障;解决措施
在电力系统中,电压互感器(简称TV)是较为重要的检测设备,同时还能够对电力设备形成一定的保护。在对电压互感器的运用中,相对来讲,电容式的电压互感器(简称为CVT)在当前应用较为广泛。其主要的组成部分是中间电磁单元与电容分压器,它同时具备电磁互感器以及耦合电容器的功能,并且在运用过程中,具有很强的瞬变响应能力。近几年来,电力系统对于CVT的运用不断增多,在电力设备的电站线出口以及母线与变压器的出口上都对此设备进行了运用。
l 互感器
互感器是一种利用电磁原理进行电压、电流变换的变压器类设备,它将电力系统一次回路中的电量信息按一定的比例关系传递到二次回路,提供给测量装置和继电保护装置等二次设备,对系统进行监视、测量和保护。互感器的作用可分三方面来表述:①一次系统的高电压、大电流不能直接接人二次设备中,必须通过电压互感器和电流互感器将高电压、大电流变换成统一标准的低电压、小电流,才能实现对一次系统的测量和保护作用。② 由于互感器的二次额定电压或额定电流是规定数值,所以使测量装置和继电保护装置的电压和电流规格统一,以利于二次设备的标准化、小型化。③ 由于互感器的一、二次绕组之间有足够的绝缘强度,能使二次设备和工作人员与一次高电压之间进行电气隔离,而且互感器的二次侧接地,这样就可保证人身和设备的安全。为满足测量仪表、继电保护及自动装置等的工作要求,互感器有不同的二次接线方式,以获取各种电气测量值日。
2 110kV变电站接地电阻分析
电压互感器的技术参数:
(1)额定一次电压:作为电压互感器性能基准的一次电压值。供三相系统相间连接的单相电压互感器,其额定一次电压应为国家标准额定线电压;对于接在三相系统相与地问的单相电压互感器,其额定一次电压应为上述值的1/ ,即相电压。
(2)额定二次电压:额定二次电压按互感器使用场合的实际情况来选择,标准值为100V;供三相系统中相与地之间用的单相互感器,当其额定一次电压为某一数值除以 时,额定二次电压必须除以 ,以保持额定电压比不变[2]。接成开口三角形的辅助二次绕组额定电压:用于中性点有效接地系统的互感器,其辅助二次绕组额定电压为100V;用于中性点非有效接地系统的互感器,其辅助二次绕组额定电压为100V或100V/3。
(3)额定变比:电压互感器的额定变比是指一、二次绕组额定电压之比,也称额定电压比或额定互感比,用K0表示。
(4)额定容量:电压互感器的额定容量是指对应于最高准确度等级时的容量。电压互感器在此负载容量下工作时,所产生的误差不会超过这一准确度等级所规定的允许值。额定容量通常以视在功率的伏·安值表示。标准值最小为10VA,最大为500VA,共有13个标准值,负荷的功率因数为O.8(滞后)。
(5)额定二次负载:保证准确度等级为最高时,电压互感器二次回路所允许接带的阻抗值。
(6)额定电压因数:互感器在规定时间内仍能满足热性能和准确度等级要求的最高一次电压与额定一次电压的比值[3]
3 110kV变电站接地电阻的降低
由其工作原理能够得知,在正常的工作状态下,油箱的电磁单元以及分压电容器C2能够承受20kV的额定电压,然而CVT所能够承受的电压值是190.5kV。如果油箱的电磁单元承受不了20kV的电压,就会导致二次失去电压的输出,这样对于整个设备的承受电压能力不会产生太大的影响。如果分压电容器自身有一定的缺陷,它只能承受低電压,使得另外的设备要承受更高的电压,从而导致整个电力设备出现故障,即使存在二次电压输出,但是其输出的数值并不准确。若变压器一次端出现断线现象,就会影响电压的稳定传输,从而使二次电压同样失去输出功能,C2的电容量一旦出现变大现象,就会明显降低二次电压的输出。因此,在CVT可承受电力系统的正常电压的基础上,并与其自身的结构特点相结合能够确定分压电容器处于正常的运行状态。引起故障发生的因素有以下几点:
(1)油箱内的电磁单元被烧毁或者受潮;
(2)与电磁变压器相连的氧化锌避雷设备击穿;
(3)电磁变压器的一次引线发生断线或者接地现象。
4 l10kV变电站接地电阻的的核算
通过对实验结果与现场情况进行综合分析与总结得出,设备故障的发生是与电磁变压器相连的氧化锌避雷设备的击穿而导致。首先对CVT与油箱进行深入检查,对一次绕组的直流电阻与氧化锌避雷设备的绝缘电阻进行分别测量,经测量发现,直流电阻数值处于正常状态,而氧化锌避雷设备的绝缘电阻却严重变低。接着把避雷设备与电磁变压器分离,对电磁变压器进行科学变比检测,检测结果显示电磁变压器运行正常。这就说明对于设备故障的发生原因判断是正确的。
(1)因为CVT自身结构具有一定的特殊性,多数电磁变压器的一次连接点处于瓷套的内部,并且不能进行拆卸。因此,在进行故障分析与预测性的试验时,难以对电磁变压器的绝缘性与使得预防性试验和故障分析时,无法直接对电磁单其他特性进行有效检测。作为制造厂,要对其设计进行科学改进,通过运用小套管引出电磁变压器的一次端,这样做有助于用户对电磁变压器的电容量、绝缘电阻以及介质损耗情况进行直接检测。另外,对于设备的出厂试验以及外协器件加强严格的质量控制与管理,以防设备缺陷的存在而导致设备出现严重故障。
(2)如果CVT已经被安装在线路上,对其进行停电检修的工作难度较大,如果选择对其进行解体检测,其所耗费的时间会很长,对于设备运行以及电力设备的供电方面影响都较大。因此,作为制造厂,要对下节瓷套与油箱电气连接部位的绝缘性能进行不断加强与提高,运用先进的理念改进设备的设计工艺,对于连接线对地与器件的距离进行合理设计,对于出厂试验进行严格控制,提高器件的质量,增加其绝缘性能,有效预防电磁单元发生故障。
(3)设备的运行人员要对TV铁磁谐振的现象树立正确的认识。在断开断路器,母线仍有较高的电压,导致TV发出异常的声音时,作为设备的运行人员,要正确认识到这种现象的故障原因,并能及时做出反应。一般情况而言,铁磁谐振现象会引起TV过激磁,使线圈出现发热现象。因此,如果能够及时消除铁磁谐振现象,就能够有效地避免设备发生故障。对于铁磁谐振的消除方法,可以迅速断开TV的刀闸或者是断路器的任意一组刀闸。在对TV的铁磁谐振现象进行消除之后,要认真全面地检查TV,以防止其带病投入运行。
5 结论
电压互感器应能准确地将一次电压变换为二次电压,才能保证测量精确和保护装置正确动作,因此电压互感器必须保证一定的准确度。红外热成像诊断技术是通过非接触方式检测设备温升,诊断设备运行状态,具有简便、安全、实时等优点,较传统的预防性试验的停电时间可大为减少,并可通过热像分布准确判断内部缺陷的具体部位。消除事故隐患,因而广泛的应用于电压互感器的检测维护中。
参考文献
[l]苏连胜.变电站接地降阻措施的应用分析叨.现代商贸工业,2010(09).
[2]石在玉,汤亚微.浅谈电气工程接地装置施工质量通病及其对策[J].科技创新导报,2008(11).
[3]唐家明,浅谈供电企业输电线路杆塔的接地装置[j].China s Foreign Trade,2010(22).
关键词:变电站;互感器;故障;解决措施
在电力系统中,电压互感器(简称TV)是较为重要的检测设备,同时还能够对电力设备形成一定的保护。在对电压互感器的运用中,相对来讲,电容式的电压互感器(简称为CVT)在当前应用较为广泛。其主要的组成部分是中间电磁单元与电容分压器,它同时具备电磁互感器以及耦合电容器的功能,并且在运用过程中,具有很强的瞬变响应能力。近几年来,电力系统对于CVT的运用不断增多,在电力设备的电站线出口以及母线与变压器的出口上都对此设备进行了运用。
l 互感器
互感器是一种利用电磁原理进行电压、电流变换的变压器类设备,它将电力系统一次回路中的电量信息按一定的比例关系传递到二次回路,提供给测量装置和继电保护装置等二次设备,对系统进行监视、测量和保护。互感器的作用可分三方面来表述:①一次系统的高电压、大电流不能直接接人二次设备中,必须通过电压互感器和电流互感器将高电压、大电流变换成统一标准的低电压、小电流,才能实现对一次系统的测量和保护作用。② 由于互感器的二次额定电压或额定电流是规定数值,所以使测量装置和继电保护装置的电压和电流规格统一,以利于二次设备的标准化、小型化。③ 由于互感器的一、二次绕组之间有足够的绝缘强度,能使二次设备和工作人员与一次高电压之间进行电气隔离,而且互感器的二次侧接地,这样就可保证人身和设备的安全。为满足测量仪表、继电保护及自动装置等的工作要求,互感器有不同的二次接线方式,以获取各种电气测量值日。
2 110kV变电站接地电阻分析
电压互感器的技术参数:
(1)额定一次电压:作为电压互感器性能基准的一次电压值。供三相系统相间连接的单相电压互感器,其额定一次电压应为国家标准额定线电压;对于接在三相系统相与地问的单相电压互感器,其额定一次电压应为上述值的1/ ,即相电压。
(2)额定二次电压:额定二次电压按互感器使用场合的实际情况来选择,标准值为100V;供三相系统中相与地之间用的单相互感器,当其额定一次电压为某一数值除以 时,额定二次电压必须除以 ,以保持额定电压比不变[2]。接成开口三角形的辅助二次绕组额定电压:用于中性点有效接地系统的互感器,其辅助二次绕组额定电压为100V;用于中性点非有效接地系统的互感器,其辅助二次绕组额定电压为100V或100V/3。
(3)额定变比:电压互感器的额定变比是指一、二次绕组额定电压之比,也称额定电压比或额定互感比,用K0表示。
(4)额定容量:电压互感器的额定容量是指对应于最高准确度等级时的容量。电压互感器在此负载容量下工作时,所产生的误差不会超过这一准确度等级所规定的允许值。额定容量通常以视在功率的伏·安值表示。标准值最小为10VA,最大为500VA,共有13个标准值,负荷的功率因数为O.8(滞后)。
(5)额定二次负载:保证准确度等级为最高时,电压互感器二次回路所允许接带的阻抗值。
(6)额定电压因数:互感器在规定时间内仍能满足热性能和准确度等级要求的最高一次电压与额定一次电压的比值[3]
3 110kV变电站接地电阻的降低
由其工作原理能够得知,在正常的工作状态下,油箱的电磁单元以及分压电容器C2能够承受20kV的额定电压,然而CVT所能够承受的电压值是190.5kV。如果油箱的电磁单元承受不了20kV的电压,就会导致二次失去电压的输出,这样对于整个设备的承受电压能力不会产生太大的影响。如果分压电容器自身有一定的缺陷,它只能承受低電压,使得另外的设备要承受更高的电压,从而导致整个电力设备出现故障,即使存在二次电压输出,但是其输出的数值并不准确。若变压器一次端出现断线现象,就会影响电压的稳定传输,从而使二次电压同样失去输出功能,C2的电容量一旦出现变大现象,就会明显降低二次电压的输出。因此,在CVT可承受电力系统的正常电压的基础上,并与其自身的结构特点相结合能够确定分压电容器处于正常的运行状态。引起故障发生的因素有以下几点:
(1)油箱内的电磁单元被烧毁或者受潮;
(2)与电磁变压器相连的氧化锌避雷设备击穿;
(3)电磁变压器的一次引线发生断线或者接地现象。
4 l10kV变电站接地电阻的的核算
通过对实验结果与现场情况进行综合分析与总结得出,设备故障的发生是与电磁变压器相连的氧化锌避雷设备的击穿而导致。首先对CVT与油箱进行深入检查,对一次绕组的直流电阻与氧化锌避雷设备的绝缘电阻进行分别测量,经测量发现,直流电阻数值处于正常状态,而氧化锌避雷设备的绝缘电阻却严重变低。接着把避雷设备与电磁变压器分离,对电磁变压器进行科学变比检测,检测结果显示电磁变压器运行正常。这就说明对于设备故障的发生原因判断是正确的。
(1)因为CVT自身结构具有一定的特殊性,多数电磁变压器的一次连接点处于瓷套的内部,并且不能进行拆卸。因此,在进行故障分析与预测性的试验时,难以对电磁变压器的绝缘性与使得预防性试验和故障分析时,无法直接对电磁单其他特性进行有效检测。作为制造厂,要对其设计进行科学改进,通过运用小套管引出电磁变压器的一次端,这样做有助于用户对电磁变压器的电容量、绝缘电阻以及介质损耗情况进行直接检测。另外,对于设备的出厂试验以及外协器件加强严格的质量控制与管理,以防设备缺陷的存在而导致设备出现严重故障。
(2)如果CVT已经被安装在线路上,对其进行停电检修的工作难度较大,如果选择对其进行解体检测,其所耗费的时间会很长,对于设备运行以及电力设备的供电方面影响都较大。因此,作为制造厂,要对下节瓷套与油箱电气连接部位的绝缘性能进行不断加强与提高,运用先进的理念改进设备的设计工艺,对于连接线对地与器件的距离进行合理设计,对于出厂试验进行严格控制,提高器件的质量,增加其绝缘性能,有效预防电磁单元发生故障。
(3)设备的运行人员要对TV铁磁谐振的现象树立正确的认识。在断开断路器,母线仍有较高的电压,导致TV发出异常的声音时,作为设备的运行人员,要正确认识到这种现象的故障原因,并能及时做出反应。一般情况而言,铁磁谐振现象会引起TV过激磁,使线圈出现发热现象。因此,如果能够及时消除铁磁谐振现象,就能够有效地避免设备发生故障。对于铁磁谐振的消除方法,可以迅速断开TV的刀闸或者是断路器的任意一组刀闸。在对TV的铁磁谐振现象进行消除之后,要认真全面地检查TV,以防止其带病投入运行。
5 结论
电压互感器应能准确地将一次电压变换为二次电压,才能保证测量精确和保护装置正确动作,因此电压互感器必须保证一定的准确度。红外热成像诊断技术是通过非接触方式检测设备温升,诊断设备运行状态,具有简便、安全、实时等优点,较传统的预防性试验的停电时间可大为减少,并可通过热像分布准确判断内部缺陷的具体部位。消除事故隐患,因而广泛的应用于电压互感器的检测维护中。
参考文献
[l]苏连胜.变电站接地降阻措施的应用分析叨.现代商贸工业,2010(09).
[2]石在玉,汤亚微.浅谈电气工程接地装置施工质量通病及其对策[J].科技创新导报,2008(11).
[3]唐家明,浅谈供电企业输电线路杆塔的接地装置[j].China s Foreign Trade,2010(22).