220KV系统的检查操作及常见异常处理.docx
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220KV系统的检查操作及常见异常处理
220KV配电装置的检查、操作及常见异常处理
第一章配电装置简介
1.1配电装置是根据电气主接线的要求，由开关电器，保护和测量电器，母线和必要的辅助设备组建而成，用于接受和分配电能的装置，它是发电厂和变电所重要的组成部份。
1.2配电装置的分类
按电器设备装设地点不同，可分为屋内和屋外配电装置。
按其组装方式，分为装配式和成套式。
电气设备在现场组装的称为装配式配电装置；在制造厂预先将开关电器、互感器等安装成套，然后运至安装地点，这样的配电装置称为成套配电装置。
1.2.1屋外配电装置类型
屋外配电装置－对具有汇流母线的接线形式，根据电器和母线布置的高度，可分为中型，半高型和高型。
中型布置的配电装置，是把所有电器都安装在同一水平面内，并装在一定高度的基础上，以便工作人员能在地面安全地活动。
而母线所在的水平面，稍高于电器所在的水平面，这种布置是我国屋外配电装置普遍采用的一种方式。
高型和半高型布置的配电装置，其母线和电器分别装在几个不同高度的水平面上，并重叠布置。
凡是将一组母线与另一组母线重叠布置的，称为高型配电装置。
如果仅将母线与断路器、电流互感器等重叠布置，则称为半高型配电装置。
由于高型与半高型配电装置可大量节省占地面积，因此，近年来110kV和220kV配电装置高型和半高型布置得到广泛的应用，但亦因其检修和维护比较麻烦而并不受到运行维护人员的欢迎。
1.2..2我厂220KV配电装置简介
220kV配电装置选用常规敞开式六氟化硫瓷柱式断路器等户外开关设备，本期工程共9个间隔，预留1个作为下期起动/备用变进线间隔，均经架空线路引接至厂外联和220kV变电站,线路长度约13km。
配电装置采用苏州阿海珐高压电气开关有限公司生产的GL314B、GL314F1B型屋外式SF6断路器，高压开关操作机构配用FK3-1、FK3-4型弹簧操动机构；起动备用变进线隔离刀采用苏州阿海珐高压电气开关有限公司生产的SPVT-252/2500作配合。
第二章电气一次主接线
2.1电气主接线定义：
发电厂和变电所中的一次设备（发电机、变压器、母线、断路器、隔离开关、线路等），按照一定规律连接、绘制成而成的电路，称为电气主接线，也称电气一次接线或一次系统。
接线图一般用图形和文字符号，并用单线（局部TA、TV处用三线）绘制而成。
2.2电气主接线的基本型式
有汇流母线：
单母线、单母线分段、双母线、双母线分段及其增设旁路的接线，一倍半断路器接线，变压器母线组接线等。
无汇流母线：
单元接线、桥形接线、角形接线等。
几个基本概念：
汇流母线：
起汇集和分配电能的作用，也称汇流排。
进、出线：
进线指电源，出线指线路,也称馈线。
2.3双母线接线
◆接线图
具有两组母线W1，W2。
每一回路经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器QF（简称母联）连接。
◆运行方式
✦母联QF断开，一组母线工作，另一组母线备用，全部进出线接于运行母线上。
✦母联QF断开，进出线分别接于两组母线，两组母线分裂运行。
✦母联QF闭合，电源和馈线平均分配在两组母线上。
（此为正常运行方式）
◆优点
✦检修一组母线，可使回路供电不中断；一组母线故障，部分进出线会暂时停电。
✦供电可靠，调度灵活，又便于扩建。
有两组母线后，使运行的可靠性和灵活性大为提高，其特点如下：
（1）检修任一组母线时，可把全部电源和负荷线路切换到另一母线。
（2）运行调度灵活，通过倒换操作可以形成不同的运行方式。
当母联断路器闭合，进出线适当分配接到两组母线上，形成双母线并列运行的状态。
有时为了系统的需要，亦可将母联断路器断开（处于热备用状态），。
两组母线各自运行。
（3）在特殊需要时，可以用母联与系统进行同期或解列操作。
（4）当个别回路需要独立工作或进行试验时，可将该回路单独接到一组母线上进行。
第三章主设备介绍
3.1高压断路器
用途：
：
在发电厂和变电所中，高压断路器是10KV以上电路中的主要控制设备。
在正常运行时，用来接通或断开电路的负荷电流；故障时，用来迅速断开短路电流，切除故障。
3.1.1开关电器的分类：
（1）仅用于断开或闭合正常工作电流的开关电器，如高压负荷开关、低压闸刀开关、接触器、磁力启动器等。
（2）仅用于断开过负荷电流或短路电流的开关电器，如高、低压熔断器。
这种电器，在电路开断后，必须更换部件才能再次使用。
（3）用于断开或闭合正常工作电流、短路电流的开关电器；如高压断路器、低压自动空气断路器等。
直流断路器。
（4）不要求断开或闭合电流，但具备一定的切、合电容电流和环流的能力，只用于检修时隔离电压的开关电器；如隔离开关。
3.1.2高压断路器的组成：
高压断路器由以下五个部分组成：
通断元件，中间传动机构，操动机构，绝缘支撑件和基座。
通断元件是断路器的核心部分，主电路的接通和断开由它来完成。
主电路的通断，由操动机构接到操作指令后，经中间传动机构传送到通断元件，通断元件执行命令，使主电路接通或断开。
通断元件包括有触头、导电部分、灭弧介质和灭弧室等，一般安放在绝缘支撑件上，使带电部分与地绝缘，而绝缘支撑件则安装在基座上。
这些基本组成部分的结构，随断路器类型不同而异。
弹簧操动机构是利用弹簧预先贮存的能量作为合闸动力，进行断路器的分、合闸操作的。
3.1.3高压断路器的分类
1.六氟化硫（SF6）断路器
采用SF6气体作为灭弧介质的断路器称为SF6断路器。
这种断路器具有开断能力强、体积小等特点，但结构较复杂，金属消耗量大，价格较贵。
SF6断路器除作为一般开断电器单独使用外，还常与以SF6作绝缘的其他电器组成封闭式组合电器（GIS），可以大量节省占地面积。
SF6断路器常用于110kV电压级及以上的电力系统中。
2．油断路器
采用油作为灭弧介质的断路器称为油断路器。
油断路器中的油除了作为灭弧介质外，还作为触头开断后弧隙的绝缘介质以及带电部分与接地外壳之间的绝缘介质的，称为多油断路器，油只作灭弧介质和触头开断后的弧隙绝缘介质，而带电部分对地之间的绝缘采用瓷介质，则称为少油断路器。
3．空气断路器
采用压缩空气作为灭弧介质的断路器称为空气断路器。
空气断路器具有灭弧能力强、动作迅速等特点，但其结构较复杂，有色金属消耗量较大。
4，真空断路器
利用真空的高介质强度来灭弧的断路器，称为真空断路器。
这种断路器具有灭弧速度快、触头材料不易氧化、寿命长、体积小等特点。
3.1.4高压断路器的基本参数
1．额定电压及额定电流
额定电压UN是指断路器长期工作的标准电压。
电力系统在运行中允许土5％UN的电压波动，断路器必须适应在允许电压变化范围内长期工作。
断路器还规定了最高工作电压，对额定电压在3～220kV范围内的断路器，其最高工作电压较额定电压高15％左右；对330kV以上者，最高工作电压较额定电压高10％。
额定电压的大小影响断路器的外形尺寸和绝缘水平，额定电压越高要求绝缘强度越高、外形尺寸越大、相间距离亦越大。
选择断路器时，额定电压是首先应满足的条件之一。
额定电流JN是指在额定频率下长期通过断路器且使断路器无损伤、各部分发热不超过长期工作的最高的允许发热温度的电流。
我国规定断路器的额定电流为200、400、630、（1000）、1250、（1500）、1600、2000、3150、4000、5000、6300、8000、10000、12500、16000、20000A。
额定电流的大小，决定断路器导电部分和触头的尺寸和结构，在相同的允许温升下，电流越大，则要求导电部分和触头的截面积越大，以便减小损耗和增大散热面积。
2.额定开断电流INbr
断路器在开断操作时，首先起弧的某相电流称为开断电流。
在额定电压下，能保证正常开断的最大短路电流称为额定短路开断电流IbrN。
它是标志断路器开断能力的一个重要参数。
由于开断电流和电压有关，因此在不同的电压下，对同一断路器所能正常开断的最大电流值也不相同。
断路器的开断能力既与开断电流有关，又受给定电压的限制，因此以往常采用断流容量这一概念，即把额定条件下的开断能力称为额定断流容量，
必须指出：
断路器在起弧时的开断电流与熄弧后的工频恢复电压，在时间上并非同时产生，这两者相乘并无具体物理意义，亦不能确切地表征开断能力。
根据国际电工委员会（1EC）的规定，现只把额定开断电流作为表征开断能力的唯一参数。
而断流容量这一名词已经不再使用了。
3．关合能力（makingcapacity）
当电力系统未带电时已经存在短路故障，断路器一合闸就会有短路电流流过，这种故障称为“预伏故障”，这种操作，专业术语称为“带故障合闸”。
当断路器“带故障合闸”时，在动、静触头接触前（可能尚距几毫米）就会发生击穿，这种现象称为“预击穿”，随之出现短路电流，这给断路器关合提出了特殊要求，它会影响动触头合闸速度及触头的接触压力，当操动机构合闸功率不足时，甚至出现触头弹跳、熔化、焊接以至断路器爆炸等事故，这远比在合闸状态下通过极限电流的情况更为严重。
衡量断路器关合短路故障能力的参数为额定短路关合电流ｉmc。
其数值以关合操作时，瞬态电流第一个大半波峰值来表示，制造部门对关合电流一般取额定开断电流IbrN的1.8X√2倍，即imc＝1．8√2IbrN＝2.55IbrN
断路器关合短路电流的能力除与灭弧装置性能有关外，还与断路器操动机构的合闸功的大小有关。
因此，在选择断路器的同时，应选择与之匹配的操动机构，方能保证足够的关合能力。
4．耐受性能
断路器在开断短路故障时，短路电流也将流过动、静触头，因此，要求断路器不致因发热和电动力的冲击而损坏，即断路器应有足够的耐受短路电流作用的能力，简称为耐受能力。
（1）额定热稳定电流和额定热稳定电流的持续时间：
断路器在合闸位置，在规定的时间内可能经受的额定短路开断电流即为“额定热稳定电流”，用It表示，故It＝IbrN。
其规定的时间即为“额定热稳定时间”。
额定热稳定时间在《断路器技术条件》中规定：
330kV及以下为4s；500kV及以上为3s。
It通过断路器时，各零部件的温度不应超过短时发热最高允许温度，且不致出现触头熔接或软化变形，以及其他妨碍正常运行的异常现象。
（2）额定动稳定电流：
在规定的使用条件下，断路器在合闸位置时所能经受的最大电流峰值称为额定动稳定电流iam。
它与额定关合电流imc不同的是，iam是断路器处于合闸位置时通过的短路电流，而imc则是断路器在关合过程中所产生的短路电流。
额定动稳定电流也是以短路电流的第一个大半波峰值电流来表示，且iam＝imc＝2.55IbrN
显然，额定动稳定电流反映了断路器承受由于短路电流产生的电动力的耐受性能，它决定于断路器的导电部分和绝缘支持件的机械强度以及触头的结构形式。
5．操作性能
全开断时间：
这是指断路器接到分闸命令瞬间起到电弧熄灭为止的时间，全开断时间由两部分组成，
即tt＝t1+t2
式中：
t1称为固有分闸时间，是指从断路器接到分闸命令瞬间到所有各相的触头都分离的时间间隔；
t2称为燃弧时间，是指某一相首先起弧瞬间到所有相电弧全部熄灭的时间间隔。
全开断时间tt是说明断路器开断过程快慢的主要参数。
它直接影响故障对设备的损坏程度、故障范围、传输容量和系统的稳定性。
合闸时间ton。
断路器从接到合闸命令起到主触头刚接触为止的时间。
电力系统大部分对合闸时间要求不高，但要求三相合闸同期性好，且合闸时间稳定。
6.自动重合闸性能
架空线路的短路大多是瞬时性故障，当短路电流切断后，故障原因就迅速消除。
为了提高供电的可靠性，输电线路一般装有自动重合闸装置。
自动重合闸性能是断路器应具有固有的特性，其操作循环为：
分—Q—合分—t—合分
式中Q—称为无电流间隔时间，指断路器开断故障电流从电弧熄灭到电路重新接通的时间，一般为0.3S或0.5S，反映了断路器内介质强度恢复的快慢。
t—强送电时间，一般为180S，是指重合后故障未消除，断路器又跳闸，需经时间t后，人工强送电一次。
我厂高压断路器参数.
设备名称：
瓷柱式单断口断路器252kVSF6断路器。
技术参数：
额定电压：
252kV。
额定频率：
50Hz。
额定电流：
4000A
额定短路开断电流：
50kA（有效值）。
额定短路关合电流：
125kA（峰值）。
额定短时耐受（热稳定）电流：
50kA（有效值）。
额定短路持续时间：
3s。
额定峰值耐受（动稳定）电流：
125kA（峰值）。
开断时间：
≤40ms。
分闸时间：
≤22ms。
合闸时间：
≤90ms（分相操作）,≤114ms（三相联动）
燃弧时间：
≤20ms。
重合闸的无电流间隙时间：
300ms及以上可调。
合分时间：
45（-5,+5）ms（分相操作），60（-5,+5）ms（三相联动）。
分闸不同期性：
相间不大于：
≤2ms。
合闸不同期性
相间不大于：
≤3ms。
额定操作顺序：
O—0.3s—CO—180s—CO。
SF6断路器的压力参数（绝对压力）
最高
0.75Mpa
正常
0.75Mpa
最低
0.61Mpa
报警气压
0.64Mpa
闭锁气压
0.61Mpa
3.1.5SF6断路器运行中的巡视检查监视项目
（1）检查断路器瓷套、瓷柱有无损伤、裂纹、放电闪络和严重污垢、锈蚀现象。
（2）检查断路器接点、接头处有无过热及变色发红现象。
（3）断路器实际分、合闸位置与机械、电气指示位置是否一致。
（4）断路器与机构之间的传动连接是否正常。
（5）监视压力表读数及当时环境温度（包括气压与油压的情况）
（6）监视蓄能器的漏氮和进油情况及空气压缩系统的漏气和漏油情况。
（7）加热器投入与切除情况，照明是否完好。
（8）机构箱门关紧与否。
3.1.6SF6断路器气体压力降低如何处理？
SF6断路器利用SF6气体密度继电器（气体温度补偿压力开关）监视气体压力的变化。
当SF6气压降至第一报警值时，密度继电器动作，发出“SF6压力低”信号，应进行如下处理：
（1）检查压力表指示，检查是否漏气，确定信号报出是否正确。
SF6气体严重漏泄时，如感觉有刺激气味，自感不适，应采取防止中毒的措施。
（2）如果检查没有漏气，而属于长时间运行中的气压下降，应由专业人员带电补气。
如果检查有漏气现象，且SF6气体压力下降至第二报警值时，密度继电器动作，报出“分闸闭锁”信号时，断路器不能跳合闸，应向调度员申请将断路器停止运行，并采取下列措施：
①取下操作保险，挂“禁止分闸”警告牌。
②将故障断路器倒换到备用母线上或旁路母线上，经母联断路器或旁路断路器供电。
③设法带电补气，不能带电补气者，负荷转移后停电补气。
④严重缺气的断路器只能作隔离开关用。
如不能由母联断路器或旁路断路器代替缺气断路器工作，应转移负荷，把缺气断路器的电流降为零后，再断开断路器。
3.2隔离开关
定义：
隔离开关是高压开关的一种，因为没有专门的灭弧装置，所以不能负荷电流和短路电路。
但它有明显的断开点，可以有效地隔离电源，通常与断路器配合使用。
3.2.1隔离开关的作用：
在电网中隔离开关的主要作用如下：
（1）设备检修时，用隔离开关来隔离有电和无电部分，形成明显断开点，以保证工作人员和设备的安全。
（2）隔离开关和断路器相配合，进行倒闸操作，以改变运行方式。
（3）可用来断开小电流电路和旁（环）路电流。
3.2.2隔离开关的技术参数
（1）额定电压。
指隔离开关正常工作时，允许施加的电压等级。
（2）最高工作电压。
由于输电线路存在电压损失，电源端的实际电压总是高于额定电压，因此，要求隔离开关能够在高于额定电压的情况下长期工作，在设计制造时就给隔离开关确定了一个最高工作电压。
（3）额定电流。
指隔离开关可以长期通过的最大工作电流。
隔离开关长期通过额定电流时，其各部分的发热温度不超过允许值。
（4）动稳定电流。
指隔离开关承受冲击短路电流所产生电动力的能力。
是生产厂家在设计制造时确定的，一般以额定电流幅值的倍数表示。
（5）热稳定电流。
指隔离开关承受短路电流热效应的能力。
是由制造厂家给定的某规定时间（1S或4S）内，使隔离开关各部件的温度不超过短时最高允许温度的最大短路电流。
（6）接线端子额定静拉力。
指绝缘子承受机械载荷的能力，分为纵向和横向。
3.2.3隔离开关按装置地点分为户内式或户外式。
按极数可分为单极和三极。
按有无接地开关可分为带接地开关和不带接地开关的。
按用途可分为一般用、快速分闸用和变压器中性点用等。
3.2.4隔离开关的巡视检查项目
隔离开关的巡视检查项目包括以下各项：
（1）隔离开关的支持绝缘子应清洁、完好，无裂纹、无电晕，无放电响声和异常响声。
（2）触头、接点接触应良好，无螺丝断裂和松动现象，无严重发热和变形现象，消弧角无发红、发热现象。
（3）引线应无松动，无严重摆动和烧伤断股现象，均压环就牢固且不偏斜。
（4）隔离开关本体、连杆和转轴等机械部分应无变形，各部件连接良好，位置正确。
（5）隔离开关带电部分应无杂物，刀片和刀嘴应无脏污，无烧伤痕迹，弹簧片、弹簧信铜辫子无断股、拆断现象。
（6）操作机构箱、端子箱和辅助触点盒，应关闭且密封良好，能防雨防潮。
（7）操作机构箱、端子箱内应无异常，熔断器、热耦继电器、二次接线、端子连接、加热器等应完好。
（8）隔离开关的防误闭锁装置应良好，电磁锁、机构锁无损坏现象。
（9）接地闸刀应接地良好。
（10）定期用红外线测温仪检测隔离开关触头、接点温度。
查、校验。
3.2.5常见隔离开关的故障
一、隔离开关的常见故障有：
（1）接触部分过热。
（2）瓷质绝缘损坏和闪络放电。
（3）拒绝拉、合闸。
（4）错误拉、合闸。
二、隔离开关触头、接点过热的处理：
发现隔离开关触头、接点过热时，首先汇报调度，设法减少或转移负荷，加强监视，然后根据不同接线进行处理：
（1）双母线接线。
如果一母线侧刀闸过热，通过倒母线，将过热的隔离开关退出运行，停电检修。
（2）如果是线路侧隔离开关过热，其处理方法与单母线处理方法基本相同，应尽快安排停电检修。
维持运行期间，应减小负荷并加强监视。
（3）对母线侧隔离开关过热触头、接点，在拉开隔离开关后，经现场检查，满足带电作业安全距离的，可带电解掉母线侧引下线接头，然后进行处理。
三、隔离开关电动操作失灵的处理
隔离开关电动操作失灵后，首先检查操作有无差错，然后检查操作电源回路、动力电源回路是否完好，熔断器是否熔断或松动。
电气闭锁回路是否正常。
3.3互感器
互感器包括电压互感器和电流互感器，是一次系统和二次系统间的联络元件。
互感器的作用是：
（1）将一次系统的高电压和大电流变换成二次系统的低电压和小电流，用以分别向测量仪表、继电器的电压线圈和电流线圈供电，正确反映电气设备的正常运行参数和故障情况。
（2）能使测量仪表和继电器等二次侧的设备与一次侧高压设备在电气方面隔离，以保证工作人员的安全。
（3）能使测量仪表和继电器等二次设备实现标准化、小型化、结构轻巧、价格便宜、便于屏内安装。
（4）能够采用低压小截面控制电缆，实现远距离测量和控制。
（5）当一次系统发生短路故障时，能够保护测量仪表和继电器等二次设备免受大电流的损害。
电压互感器与变压器相比，其工作状态有以下特点：
①电压互感器一次侧的电压（即电网电压），不受互感器二次侧负荷的影响，并且在大多数情况下，二次侧负荷是恒定的。
②电压互感器二次侧所接的负荷是测量仪表和继电器的电压线圈，它们的阻抗很大，因此，电压互感器的正常工作方式接近于空载状态，必须指出，电压互感器二次侧不允许短路，因为短路电流很大，会烧坏电压互感器。
电流互感器的接线应遵守串联原则，即一次绕组应与被测电路串联，而二次绕组则与所有仪表负载串联。
某些仪表（如功率表、电能表、功率因数表等）和某些继电器（如差动断电器、功率断电器等）的动作原理与电流的方向有关，因此要求在接入电流互感器后在这些仪表和断电器中仍能保持原来确定的电流方向。
3.4避雷器
避雷针是用来保护各种建筑物和电气设备免遭直击雷的一种设备。
它比被保护的建筑物或电气设备高，具有良好的接地性能。
它的作用是使地面的电场发生畸变，将雷电吸引到自己身上，并安全导入地中，从而被保护物体免遭雷击。
避雷针由接闪器（针头）、支撑管、引下线和接地体组成。
接闪器是一根针状的长1～2m、直径10～25mm的镀锌钢管，支撑管由几段不同长度、直径40～100mm钢管或由角钢制成的四棱锥铁塔组成，引下线为直径不小于8mm的圆钢或截面积不小于200mm2的扁钢，接地体一般可用三根2.5m长的40×40×4mm的角钢，打入地中并联焊接后再与引下线可靠连接。
避雷针的保护范围与避雷针的高度、数目和相互位置有关。
当需要的保护范围较大时，为了减少避雷针高度，可采用相互间有一定距离的多根避雷针。
避雷线又称架空地线，是由悬在空中的接地导线、引下线和接地装置组成。
避雷线主要用来保护架空输电线，以及某些地形有利的小型水电站的变电所。
避雷线的作用原理和避雷针相同，只是保护范围要小些。
避雷线一般采用截面不小于35mm2的镀锌钢绞线，架设在输电线之上，经每个杆塔接地，以利于雷电流入地。
避雷器的结构及特点：
电力系统除了遭受直击雷过电压的危害外，还要遭受沿线路传播的感应雷过电压以及内部过电压的危害，避雷针和避雷线对后两种过压不起作用。
因此，为了保护电气设备，将过电压限制在允许范围内，采用避雷器达到此目的。
目前使用的避雷器主要有保护间隙、管型避雷器、阀型避雷器和金属氧化物避雷器等
金属氧化物避雷器（MOA）是二十世纪70年代发展起来的一种新型过电压保护设备，它由封装在瓷套（或硅橡胶等合成材料护套）内的若干非线性电阻阀片串联组成。
其阀片以氧化锌为主要原料，并配以其他金属氧化物，所以又称为氧化锌（ZnO）避雷器。
金属氧化物避雷器的主要优点如下：
（1）金属氧化物避雷器由于不用串联火花间隙，因此其结构简单、体积小，并且完全避免了由于污秽、气压变化等造成的串联火花间隙放电电压不稳定的缺点，使其动作可靠性高。
（2）陡坡响应特性好。
不存在因间隙的伏秒特性曲线陡翘而不易与被保护设备配合的问题。
（3）可承受多重雷击。
由于没有工频续流问题，所以冲击波过后，通过阀片的能量大为减少，再次“导通”也毫无问题。
（4）可降低电气设备所承受的过电压。
（5）通流容量大。
金属氧化物避雷器的通流能力很大（必要时还可并联两柱或三柱阀片），因此可以用来限制内部过电压。
（6）易于制成直流避雷器。
由于金属氧化物避雷器具有上述优点，使其是电力系统各种电压等级下得到了广泛应用，并将逐步替代其他避雷器。
应该指出的是，由于金属氧化物避雷器的氧化锌阀片长期受工频电压的作用，因此在运行中会出现老化现象，需要定期或在线监测其泄漏电流等参数，以保证安全。
第四章电气设备倒闸操作
4.1运行操作定义及术语
定义：
变更电力系统设备状态的行为。
将一次设备由一种状态转换为另一种状态的操作。
（断开或合上开关、拉开或合上刀闸（地刀）、拆除或挂接临时地线）
一次设备操作：
1.运行状态变更（如倒闸操作）
2.运行参数调整（如出力调整）
二次设备操作（一般指
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