高压SF6互感器交流ppt课件.ppt
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1、高压SF6气体互感器,山东彼岸电力科技有限公司,Company Logo,引言,随着近几年人们对高压SF6 气体互感器的深入认识,SF6 气体互感器的应用快速增长,其中SF6气体电流互感器,已远远超过油浸式电流互感器的发展速度。但随着SF6互感器的广泛应用,互感器的事故和障碍也随之增多。,Company Logo,大纲提要,本次交流主要对SF6气体基本特性、SF6互感器的结构功能介绍,分析了SF6气体互感器的特点,运行、检修维护及存在的主要问题及预防SF6气体互感器事故的主要措施,SF6气体互感器的易出现的故障及障碍处理,并对互感器今后的技术发展进行了展望。,Company Logo,目录,预
2、防110(66)kV-500kV互感器事故措施,Company Logo,一、SF6气体基本特性,Company Logo,1.1 SF6气体介绍,SF6 气体互感器的绝缘介质为SF6 气体,0.25MPa压力下就相当于绝缘油的绝缘特性,所以,相对于绝缘油而言,SF6气体绝缘强度高。SF6 气体正八面体分子结构,有极强的吸附电子能力,称为负电性,比空气高几十倍,具有优良的电绝缘性和灭弧特性。常压下其绝缘能力为空气的2.5倍以上,其灭弧能力相当于相同条件下空气的100倍,因此,在电力工程中得到了广泛的应用。,Company Logo,1.2 SF6的气体状态参数,SF6气体的临界温度(即可能被液
3、化的最高温度)为45.6,在常温时有足够的压力就可以液化。0.4MPa(20)时,对应的允许最低工作温度为-37,-40 时对应的最低允许工作表计气压为0.33MPa(20)。,Company Logo,1.3 影响SF6击穿电压的因素,电场的均匀性:电场的均匀程度对气体间隙击穿电压的影响比空气要大得多。SF6气体的工作压力:提高SF6工作压力可以提高击穿电压,但会导致SF6液化,不能无限制的增加工作压力。不纯物:SF6气体中混有不纯气体或导电微粒时,可显著降低其绝缘能力,导电小桥。电极表面:随着电极表面积的增大,SF6的击穿电压将下降,电极表面越粗糙,则击穿电压越低。,Company Log
4、o,1.4 SF6高压电器绝缘设计,SF6高压电器绝缘结构设计的两个问题:一是SF6气体间隙的绝缘特性;设计注意事项:零部件不能有尖角;努力避免棒-板间隙设计,采用电场稍不均匀的同轴圆柱形或同心球形结构设计。在稍不均匀的电场中,随着电场距离的增大,击穿电压增长逐步变慢而出现电压增长饱和的现象,因此不能单纯靠增大间隙提高耐受电压。,Company Logo,1.4 SF6高压电器绝缘设计,二是SF6气体中固体绝缘间沿面放电的特点:影响SF6中绝缘件沿面放电的主要因素是电场分布情况,最有效的办法是改善棒的电场分布,降低最高工作场强,其次是表面清洁度、SF6电弧分解物及水分。,Company Log
5、o,1.5 SF6电器的气体管理,SF6气体的管理包括气体的杂质、水分及密封管理,Company Logo,SF6气体的杂质,SF6气体的杂质管理SF6气体本身是无色、无味、无毒的,对人体无害,其纯度99.8%。电弧分解气体的毒性及处理 SF6分解物的毒性SF6气体被电弧分解后生成许多低氟化物,大多在极短的时间内复合生成SF6气体,少量残留在SF6气体中,主要成分是SOF2,SO,CF4,HF及水分。低氟化物具有毒性,检修产品时尽量小心不要吸入人体。,Company Logo,SF6气体的水分,SF6气体的水分管理水分进入设备的途径:SF6气体本身的水分,按国产气体技术条件规定含水量(质量分数
6、)不大于1510-6(符合IEC标准)。产品零部件(尤其是绝缘件)中吸附的水分。在长期运行过程中,这部分水分会慢慢地释放出来。充气时,充放气装置如果干燥处理不好可能带入水分。,Company Logo,SF6气体的水分,运行的产品,通过密封圈向设备内部渗入水分。设备虽然内部气压高于大气压,但就水分而言,外部的水分压比开关内部要大得多,如果外界气温更高,则内外水分压差更大,水分通过密封薄弱环节进入设备内部可能性更大。,Company Logo,SF6气体的水分,水分对绝缘性能的影响粗略的讲,当水分不足以在绝缘物表面产生凝露时,产品的绝缘性能一般不受影响,在0及以下水分达到饱和气压时,在绝缘件表面
7、会覆冰霜。冰霜是绝缘体,也不影响产品的绝缘性能。只有当水分在绝缘件表面产生凝露时,绝缘性能会显著下降。这种现象常发生在气温突变时或设备补气之后,当露水使固体绝缘表面闪络电压降低到正常运行电压以下时,则固体绝缘表面势必发生闪络,引起故障。,Company Logo,SF6气体的水分,例如2001年一起凝露导致的一台110kVPT爆炸事故:该设备长期未作预防性试验,设备水分严重超标,发生事故前气温由极低又升到最高,在水分凝结在绕组表面,发生闪络,由于绕组表面绝缘只是多层有机绝缘薄膜,熔点低、燃点低、容易起弧,所以,当电压互感器的绕组发生闪络后,会很快由闪络发展到燃弧,由燃弧引起气体膨胀,气压急剧上
8、升。如果没有防爆装置,则就可能会引起爆炸。由此可见,水分对电力设备乃至电力系统安全运行的危害是相当大的。,Company Logo,SF6气体的水分检测,水分的检测方法建议采用微量水分分析仪来确定SF6的含水量。与仪器连接的管道在使用前应在烘箱中进行干燥处理,以排除水分,避免造成测量误差。为避免测量工具含水分造成测量误差,不宜使用氧气减压阀,应采用微型减压阀。水分控制标准:新设备交接时不大于150uL/L,投运6个月时测量一次,以后13年测一次,SF6气体含水量不超过300uL/L。,Company Logo,高压SF6互感器介绍,Company Logo,2.1 结构示意图SF6电流互感器,
9、Company Logo,T字形壳体,Company Logo,传统油浸电容型,U形一次导体,Company Logo,2.2 结构说明,现在流行的SF6气体绝缘电流互感器多采用倒立式结构,由壳体、器身、硅橡胶复合绝缘套管、基座、防爆装置及SF6密度继电器等组成。器身包括铁心、一次绕组、二次绕组及屏蔽,由盆式绝缘子支撑;二次绕组经引线屏蔽引至基座的二次接线盒;防爆装置位于产品顶部;SF6密度继电器位于基座内部。,Company Logo,110kV500kV SF6电流互感器,Company Logo,110kVSF6电磁式电压互感器,Company Logo,220kV 以上等级SF6电容式
10、电压互感器,Company Logo,2.3 电流互感器主要部件介绍,硅橡胶复合绝缘套管套管:高强瓷和复合绝缘套管,瓷质表面稳定性较好,复合外套的抗污闪和抗震性能较好。国内厂家大多采用国产硅橡胶,做成单个伞裙,一节一节粘接在环氧管上而成。这种复合绝缘套管存在如下隐患:粘结界面性能差,易造成机械强度低、防水性能差,运行后介损增大、局放升高,长期运行易发热,使用寿命短等隐患。德国瓦克WACKER液态硅橡胶,一次注射硫分段成型,大小伞裙。,Company Logo,复合绝缘套管优点,由于采用防爆膜片,可以使绝缘套管在发生内部故障情况下不会被断裂,避免了由于瓷碎片飞出或喷油(指油浸式电流感器)所造成的
11、继发性损坏,因此安全性能好;复合式绝缘套管重量轻,仅为同电压等级瓷绝缘子的1/22/3,便于运输和安装,减少了安装时损坏的可能性;复合式套管机械强度高、弹性好、具有较高的抗地震性能,产品经九度烈度区地震计算分析与耐震性能评价,并经运输颠簸性试验;,Company Logo,复合绝缘套管优点,硅橡胶伞裙易于造型,表面爬距仅需瓷质绝缘的3/4,可适当地增加绝缘套管的表面爬电距离,选用大小伞形,尤其有利于防污闪事故;耐污秽性能好,耐污秽等级达级,可用于环境条件较差的场所,而不需要常清理或涂抹硅油。,Company Logo,2.3电流互感器主要部件介绍,壳体:钟罩式、T字形。壳体工艺:焊接和铸造。两
12、种工艺比较:焊接过程容易变形,且焊接工艺不易控制,焊缝容易漏气;低压铸造,一次成型,工艺性好,密封性能优良。,Company Logo,钟罩型、倒置式,钟罩型壳体比“T”字型壳体的电场分布更为均匀;倒置式结构一次导电杆直接从铁心中央穿过;与正立式U型器身相比,一次穿心导体较短从而大大增加了热、电动稳定性,能满足较大的动稳定电流的设计要求,,Company Logo,2.3电流互感器结构介绍,内部结构:内部结构:电容屏和金属屏,电容屏工艺要求高,存在末屏接地不够可靠、局放高等隐患金属应力锥代替传统的电容屏均压的电场调节方式,不但使整体局放水平降低而且工艺易控制,还不会发生由于运输中的振动造成电容
13、屏变形或内部金属件的磨擦引起污染,更可以提高产品的抗老化性能,有效解决了电容型结构的安全隐患。,Company Logo,小结,SF6互感器内部充有绝缘性能优良、稳定性好的SF6气体,电场经优化设计、场强均匀、绝缘裕度大、介质损耗及局部放电小;金属屏结构,硅橡胶复合绝缘套管为外绝缘的互感器具有电气性能好、工艺简单、运行可靠、检修周期长、维护简便、无爆炸和火灾危险。,Company Logo,高压互感器的发展动向,向更高电压等级进军,我国近期将出现的输电电压为1000kV,因而高压互感器应顺利成章地扩展到新的电压的等级。随着全国电力系统联网的发展,电网容量将越来越大,要求电流互感器向更高的参数方
14、向发展,如220kV-500kV级产品额定电流超过5000A,热稳定电流63KA/3S。,Company Logo,高压互感器的发展动向,SF6互感器将获得更为广泛应用,我国城市电网设备的选择注重小型化、无油化、免维护或少维护,而SF6高压互感器具有防爆、阻燃、体积小、质量轻、制造简单、维护方便等特点,因此将有广阔的市场。树脂浇注式互感器,已发展到220kV,估计不久将有更高电压等级的树脂浇注式互感器出现。一种全新原理的互感器电子式互感器将走出科研性领域。,Company Logo,电子式互感器之一 洛戈夫斯基线圈,CSN Voltage and Current Transformer,Com
15、pany Logo,CSN voltage and current transformer,CSN voltage and current transformer combines a high voltage resistive/capacitive divider and two low voltage current transformer(standard variant)with an optical-digital data transfer between the voltage and current sensor elements(inside the remote data
16、 module)and the control room(local control module).The output signals are available in digital or analog format in the local control module for various peripheral units like protection relays or meters.,Company Logo,500kV光电电子式互感器在500kV郑州变电站挂网运行,Company Logo,电子式互感器 磁光电流互感器,MOCT-Magneto-Optic Current
17、Transducer,Company Logo,光电式电流/电压互感器用于组合电器,高压和超高压组合电器是近年来设备向小型化方向发展的一种新型电气设备,是介于常规敞开瓷柱式电气设备(AIS)和气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)二大产品系列之间的新系列产品,特点:以SF6断路器为主体,与其他隔离开关/接地开关、电流/电压互感器等电气设备元件组合在一起,形成一个完整的高压开关系统,具有断路器、隔离开关/接地开关、电流/电压互感器等多重功能,这是他与常规的仅有单一功能AIS的主要区别;,Company Logo,组合电器,只包括设备本体以及相应的二次控制、保护、测量装置,不包括每个进(出)线间隔的母
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