电流互感器常见故障分析及检验方法介绍本科毕业设计(论文).docx
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1、电子科技大学毕业设计(论文)论文题目:电流互感器常见故障分析及检验方法介绍摘要电力系统中广泛采用的是电磁式电流互感器,电流互感器由闭合铁芯和绕组组成。依据电磁感应原理工作,电流互感器作为一种特殊的变压器,通过用接在测量仪表之中 保护电路,广泛应用于电力系统测量研究、仪表测量、自动装置和继电器保护系统中。 电流互感器在工作状态下,始终呈闭合形式,只有当电网电压和电流超过预设值时,电 能表和其他测量仪表通过互感器接入电网系统之中继而保护电力设备并进行其他测量。 本文主要就实际工作中遇到的电流互感器问题进行分析,同时结合目前状态检修工作中的电流互感器检验项目和试验方法进行分析,从而找到解决问题的方法
2、,为今后的安全 工作提供有效的保证,也希望对相关工作人员有所参考关键词电流互感器常见故障检验方法AbstractElectric current transformer is widely used in electric power system, and the current transformer is composed of closed core and winding. According to the principle of electromagnetic induction, current transformer is a special kind of transfor
3、mer, which is widely used in electric power system measurement, instrument measurement, automatic device and relay protection system. Current transformer in the working state, always in a closed form, only when the power grid voltage and current exceeds the preset value, the electric energy meter an
4、d other measuring instruments through the transformer access to the power system of the power equipment and other measurement. This paper mainly analyzes the current transformer problems encountered in practical work, and combined with the current transformer test project and test method in the curr
5、ent condition based maintenance work to find a way to solve the problem, and provide an effective guarantee for the safety work in the future.KEY WORD:Method of common fault test for current transformer目录第一章绪言错误!未定义书签。第一节情况概述 错误!未定义书签。第二节引言 1第二章电流互感器 2第一节电流互感器概述 2第二节电流互感器的发展史 3第三章 电流互感器的常见故障 5第一节 电流
6、互感器存在的常见问题 5第二节电流互感器运行中的常见故障分析及处理 6第三节 电流互感器运行中的常见故障分析及处理 14第四章 电流互感器的检验项目 16第一节 电流互感器的检验项目 16第二节检验设备 16第五章 电流互感器变比检查试验方法 17第一节电流分析法 17第二节 电压分析法 18结束语 19谢辞 20参考文献 21第一章绪言第一节情况概述本人1992年一1996年,成都电力职业技术学院就读发电厂及电力系统专业;2000年一2003年,西昌农业高等专科学院就读水电站及电力网专业;2013年一至今,成都电子科技大学孟翔教育就读电力系统及其自动化专业;1996年2003年,西昌电业局工
7、作;2003年一至今,映秀湾水力发电总厂工作;工作期间,都是从事电力相关专业,这也是专升本选择电力系统及其自动化专业的原因,这次确定把“电流互感器常见故障分析和试 验方法介绍”作为课题研究,也主要是从实际工作出发。在导师帮助下确定课题以后,在日常实际工作中,本人便有针对性地对电流互感器相关问题进行梳理、整理,按照学习计划,研究周期为一年。第二节 引言随着智能网在我国推广范围的扩大,电流互感器受到了越来越多的关注。目前使用 的电子式互感器相比传统互感器故障率反而提高,这就需要我们不仅需要加强电流互感器的运行维护及异常处理,同时加强对电流互感器的有效的技术检验和分析,才能提高 电流互感器的运行稳定
8、性和可靠性。电流互感器目前使用A/D转换模式,信号变换流程不固定,导致大量光学元件和电子器件容易处于受损状态。电流互感器是电力系统监测、 计量电力系统的重要电器元件,因此对电流互感器进行在线监测,并制定校验标准,找 到正确的检验方式显得尤其重要。第二章电流互感器第一节电流互感器概述一、电流互感器的定义电流互感器又被称为“仪用互感器”。主要是通过扩大仪表量程、多电流保证测量 准确性。电流互感器原理上跟变压器差不多,利用电磁感应系统,改变电流大小进行工 作。电流互感器一端连接被测电流绕组 N1,另一端连接测量仪表 N2在发电、变电、 输电以及配电过程中通过线路电流的大小差异进行测量,控制和保护统一
9、电流。一般情 况下电路电压会很高会影响测量结果, 电流互感器这时候就需要起到转换和隔离大电流 的作用。二、电流互感器分类1、根据国家测量原理分类,电流互感器主要分为:空心电流互感器、光学电流互 感器和低功率LPCT电流互感器。2、以技术类型划分,电流互感器又大致可分为:传感单元全光纤、传感光学玻璃、 激光供电+空心线圈+铁芯线圈、地电位直流供电+空心线圈 位芯线圈。3、按安装方式分:贯穿式电流互感器,用来穿过屏板或墙壁的电流互感器;支柱 式电流互感器,安装在平面或支柱上,兼做一次电路导体支柱用的电流互感器;套管式 电流互感器,没有一次导体和一次绝缘,直接套装在绝缘的套管上的一种电流互感器。4、
10、按用途分:测量用电流互感器,在正常工作电流范围内,向测量、计量等装置 提供电网的电流信息;保护用电流互感器,在电网故障状态下,向继电保护等装置提供 电网故障电流信息。5、按绝缘介质分:干式电流互感器,由普通绝缘材料经浸漆处理作为绝缘; 浇注式电流互感器,用环氧树脂或其他树脂混合材料浇注成型的电流互感器;油浸式电 流互感器,由绝缘纸和绝缘油作为绝缘,一般为户外型,目前我国在各种电压等级均为 常用;气体绝缘电流互感器,主绝缘由气体构成。6、按电流变换原理分:电磁式电流互感器,根据电磁感应原理实现电流变换的电 流互感器;光电式电流互感器,通过光电变换原理以实现电流变换的电流互感器,目前 还在研制中。
11、第二节电流互感器的发展史一、中国电流互感器的发展史上世纪50年代初期,我国互感器制造仅是按得到的样机及资料仿制,品种少、结构简单,未形成系列。直到1958年试制成功仿苏220kY油浸绝缘电流互感器,自止匕, 中国已可以制造0. 5kV220kV各种规格的电流互感器和电压互感器并形成了系列。 1970年后,我国互感器的整体技术水平有了很大的提高,品种日益增加。为了进一步提高互感器技术水平,我国开始引进国外先进的互感器制造技术。1979年沈阳变压器厂从法国阿尔斯通公司引进了500kV油浸绝缘电流互感器制造技术。上海互感器厂于1984年从德国W必司引进了 72.5kV-500kV SP6气体绝缘互感
12、器制造技术, 又从瑞士 BB偿司引进了 lOkV-35kV浇注绝缘互感器制造技术。引进的SF6气体绝缘电流互感器及油浸绝缘电流互感器都是国际上最新、最先进的倒置式结构。这些产品技术性能先进,运行可靠,是目前国内、国际上深受用户欢迎的 产品。对于互感器的误差测试,国外已普遍使用自动检测、显示及输出装置,我国曾引进 过样。有些单位也自行研制了数据自动显示及输出装置,并已有专业制造单位,为组建 互感器生产线提供了适用的测试手段。目前,这些装置已在大多数互感器专业制造厂广 泛得到使用。目前,上海MWBT感器有限公司通过引进国外技术也已掌握了设计、制造保证暂态 特性的电流互感器的技术,并能设计、制造发电
13、机保护用保证暂态特性的大电流互感器。 1997年我国颁布实施了等同采用IEC44-6: 1992标准的国家标准 GB16847-1997保护 用电流互感器暂态特性技术要求。SF6气体绝缘互感器的绝缘特性研究、产品设计、制造工艺等,在80年代处于初始 阶段,但通过自行开发、运行验证已积累了一定的经验。引进制造技术后,SF6气体绝缘互感器制造技术有了提高。90年代我国又通过引进技术,使SF6气体绝缘互感器制造 技术达到了国际先进水平。虽然目前 SF6气体绝缘互感器在我国已处于成熟阶段,但也 应针对运行中出现的问题做些科研工作,使 SF6气体绝缘互感器技术水平更高,运行更 可靠。当前,国际上正在开发
14、新型原理、结构的低阻抗互感器(即 LOP0,其结构简单、 产品体积小、性能稳定、造价低廉,可望在不久的将来会成为互感器新的品种,也会对 电力系统的发展起到一定的推动作用。互感器制造业的发展历程是从零星制造到专业化生产直至大规模生产,产品质量多年来也不断提高,基本上达到了互感器产品质量分等标准要求。70年代末至80年代初, 互感器行业进行过三次规模较大的行业质量检查,对互感器行业的生产企业分批进行了 质量抽查,促进了各企业产品质量和管理水平的提高。进入上世纪90年代后期,国际上对质量管理要求更严格,更规范,并颁布实施了 IS0-9000质量管理程序文件。互感器行业一些主要生产企业均先后通过了 I
15、SO-9000 质量管理程序文件认证。二、电流互感器当前的运行状况任何一个光学器件出现问题都将会影响互感器的稳定性,光学回路有一些专门针对电力行业做 的改进,对于那些噪声大、温度和振动稳定性差的光学器件将进行改造,引用一些没有电子元件, 电子兼容性较好的器件。另外,大部分光学器件位于地电位,出现问题需要重新进行标定。不同传 感器之间或者其他任意光学器件几乎无可替换性,更换很麻烦,这就造成了维护的困难。第三章 电流互感器的常见故障第一节电流互感器存在的常见问题一、电流互感器生产中的存在问题1、信号变换流程差异电流互感器和传统互感器信号流程存在原理性差异。数字化变电站的一次性电流、 电压测量信号容
16、易失效,一旦电子元件将直接影响整个电力系统的运行。2、研究力度不够电流互感器研发应用至今,种类很多却各有问题存在,国内因缺乏对电流互感器的 电能数字式计量体系整体研究,没能找到合理的检验和试验方式。3、缺乏对电流互感器运行状态的实时性监测目前电流互感器因为各种因素正常运行都难以保证, 推动数字化变电站的发展和改 革将有效增强电流互感器在电磁环境的有效运行。 对电流互感器运行状态及误差实时监 测将有效提高电流互感器的运行可靠性。4、电磁干扰对电流互感器的影响电子互感器的电磁兼容抗干扰测试显示故障率最高,是现场运行事故的高发环节。 电流互感器容易受到电磁干扰,运行过程中高压设备和间隔层设备合并单元
17、以及电流互 感器采集装置都将受到严重干扰。雷电产生的干扰、开关操作以及供电网中产生的工频 电场和磁场都会对电流互感器造成影响。5、生产过程中的不确定因素影响电流互感器生产过程中存在各种不确定因素,包括产品生产、出厂、验收、调试 等诸多环节,任一个环节把关不严出现批漏,都有可能造成的产品质量问题,而这类产 品一旦投入运行造成的后果也是非常严重的。二、电流互感器运行中的常见故障由于电流互感器在正常运行中,二次回路接近于短路状态,一般认为无声,电流互 感器故障时常伴有声音及其它现象发生。当二次回路突然开路时,在二次线圈产生很高 的感应电势,其峰值可达几千伏以上,危及在二次回路上工作人员生命和设备安全
18、,而 且高压可能电弧起火。同时,由于铁芯里磁通急剧增加,达高度饱和状态。铁芯损耗发 热严重,可能损坏流变的二次绕组。此时因磁通密度增加引起非正弦波,使硅钢片振动 极不均匀,从而发生较大的噪声。1、运行过热或开路。有异常的焦臭味,甚至冒烟。产生此故障的原因是:二次开 路或一次负荷电流过大。2、内部有放电声,声音异常或引线与外壳间有火花放电现象。产生此故障的原因 是:绝缘老化、受潮引起漏电或电流互感器表面绝缘半导体涂料脱落。3、主绝缘对地击穿。产生此故障的原因是:绝缘老化、受潮、系统过电压。4、一次或二次绕组匝问层问短路。产生此故障的原因是:绝缘受潮、老化、二次 开路产生高电压,使二次匝间绝缘损坏
19、。5、电容式电流互感器运行中发生爆炸。产生此故障的原因是:正常情况下其一次 绕组主导电杆与外包铝箔电容屏的首屏相连,末屏接地。运行过程中,由于末屏接地线 断开,末屏对地会产生很高的悬浮电位,从而使一次绕组主绝缘对地绝缘薄弱点产生局 部放电。电弧将使互感器内的油电离气化,产生高压气体,造成电流互感器爆炸。第二节电流互感器运行中的常见故障分析及处理针对上述电流互感器在实际工作中可能遇到的电流互感器故障,同时结合本人工作 中遇到的电流互感器异常进行故障原因及处理进行简单分析。(一)电流互感器运行中二次回路短路xx年x月x日,某电力公司在500千伏xx变电站5021开关端子箱更换过程中,发 生一起因二
20、次安全措施疏漏,造成 500千伏桃龙二线线路2号保护光纤差动保护动作、 桃龙二线跳闸的不安全事件。经检查发现,500千伏桃龙二线5021开关电流回路与运行中的5022开关电流回路 在500千伏桃龙二线2号线路保护屏后并接(和电流用于线路保护)。同时,检查还发 现,现场使用的5021开关端子箱更换标准化作业卡中,没有 5021开关电流回路与运行 设备隔离的相关二次安全措施。综合故障录波分析,由于二次安全措施不到位,现场工 作人员在整理电缆过程中,5021开关A、C相电流回路短接,直接造成运行中的 5022 开关A、C相电流回路短接,导致500千伏桃龙二线2号线路保护采样电流变化,差动 保护动作。
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