变电站设备诊断与分析9787519882099

赵全胜（1968年出生），男，毕业于华北水利水电学院，电力工程技术高级工程师、高级技师，从事220kV变电站运维工作36年，发表核心论文30余篇，中国电力出版社著作4部；国家授权发明和实用新型专利72项，主编的《220kV及以下变电站设备异常和故障典型案例分析》荣获国网河南省电力公司“优秀论著奖”，《一起35KV主变有载调压开关故障的分析》，荣获全国变压器新技术开发成果“三等奖”，收录《中国电机工程学会年会论文集》10篇，参与系统内技术交流、学术讨论和培训等活动。

第一章 变压器

第一节 变压器结构原理 003

第二节 变压器的诊断与分析 005

一、35kV主变压器有载调压开关故障 005

二、35kV线路故障导致主变压器 35kV侧绕组损坏Ⅰ 008

三、35kV线路故障导致主变压器 35kV侧绕组损坏Ⅱ 010

四、35kV主变压器 10kV侧母线绝缘子发热 012

五、110kV线路故障引起主变压器 110kV侧绕组损坏 014

六、110kV主变压器有载调压开关故障跳闸 018

七、110kV主变压器气体保护误动作跳闸 021

八、110kV主变压器 10kV侧套管污闪跳闸 023

九、110kV主变压器 10kV侧绝缘管母穿板故障 025

十、110kV主变压器 10kV侧绝缘管母烧坏 027

十一、110kV主变压器 10kV侧绝缘管母故障间隙击穿 028

十二、电子互感器采集卡故障引起 110kV主变压器差动跳闸 030

十三、110kV主变压器中性点间隙击穿跳闸 032

十四、110kV主变压器铁芯接地套管渗油 034

十五、220kV主变压器 110kV侧套管故障 035

十六、220kV主变压器 220kV侧套管故障 037

十七、220kV强油风冷变压器潜油泵故障 039

十八、220kV强油风冷变压器流速继电器损坏 041

十九、220kV强油风冷变压器冷却器故障Ⅰ 043

二十、220kV强油风冷变压器冷却器故障Ⅱ 044

二十一、220kV主变压器低压侧母线桥故障 046

二十二、励磁涌流造成 220kV主变压器跳闸 049

二十三、220kV主变压器 110kV侧中性点隔离开关导电杆烧坏 051

二十四、220kV主变压器 110kV侧中性点间隙击穿跳闸 052

二十五、220kV主变压器 110kV侧套管将军帽发热 059

二十六、220kV线路故障主变压器 220kV侧绕组损坏 061

二十七、220kV强油风冷变压器绕组温度告警 063

二十八、220kV主变压器引线折弯过大造成的内部故障 065

第二章 断路器

第一节 断路器结构原理 073

第二节 断路器的诊断与分析 079

一、10kV少油断路器爆炸 079

二、10kV少油断路器母线穿板套管发热故障 081

三、10kV线路柱上断路器故障爆炸 082

四、10kV线路故障跳闸引起母线短路跳闸 084

五、10kV线路电缆头故障引起母线短路跳闸 086

六、10kV开关柜故障造成主变压器低后备和差动跳闸 089

七、两条 10kV线路相继故障跳闸 091

八、35kV线路手车断路器静触头烧损 094

九、110kV少油断路器爆炸 095

十、110kV断路器气动机构打压不停 097

十一、110kV液压机构漏油闭锁跳合闸 099

十二、110kV线路液压降低闭锁重合闸 100

十三、110kV气动机构压力降低闭锁跳合闸 102

十四、110kV线路弹簧机构跳闸线圈烧坏 104

十五、110kV液压机构漏油闭锁跳闸 106

十六、220kV断路器弹簧机构不储能Ⅰ 107

十七、220kV断路器弹簧机构不储能Ⅱ 109

十八、220kV断路器液压机构漏油闭锁 111

十九、220kV断路器 SF6压力表下坠 113

二十、220kV断路器 SF6密度继电器漏气 114

二十一、220kV断路器弹簧机构 SF6漏气闭锁 117

二十二、220kV汇控柜继电器烧坏造成断路器跳闸 118

二十三、220kV液压机构压力降低打压超时 120

二十四、500kV断路器 SF6气体零压 122

二十五、500kV断路器气室放电 124

二十六、500kV断路器气动机构频繁打压 126

二十七、500kV断路器液压机构频繁打压 128

二十八、GIS设备异常造成 220kV线路重合不成功 129

二十九、500kV线路断路器气室故障 133

第三章 互感器

第一节 互感器结构原理 141

一、 电流互感器 141

二、电压互感器 144

第二节 电流互感器诊断与分析 149

一、110kV主变压器 10kV侧电流互感器二次开路 149

二、10kV电流转换器故障造成主变压器低后备跳闸 150

三、35kV电流互感器绝缘损坏 153

四、220kV线路电流互感器末屏接地放电 154

五、220kV线路电流互感器末屏接地端烧坏 155

六、220kV线路电流互感器末屏发热 156

七、220kV线路电流互感器渗油 157

八、220kV母联电流互感器渗漏油 158

九、220kV电流互感器 SF6严重漏气 159

十、220kV倒置式电流互感器着火损坏 160

十一、220kV电流互感器软连接金具发热 163

十二、220kV电流互感器膨胀器顶盖脱落 164

十三、220kV电流互感器二次端子严重发热 165

十四、220kV电流互感器二次异常告警 167

第三节 电压互感器诊断与分析 169

一、10kV电压互感器一次末端绝缘损坏 169

二、35kV母线电压互感器故障 172

三、35kV电压互感器一次线松脱 173

四、35kV电压互感器高压熔断器熔断 174

五、35kV电压互感器一次绝缘损坏 175

六、110kV线路电压互感器线鼻脱落故障 177

七、110kV电压互感器电磁绕组烧坏 177

八、110kV母线避雷器泄漏电流超标 179

九、110kV母线电压互感器试验端子渗油 181

十、110kV母线TV操作过电压引起二次短路损坏 182

十一、220kV母线电压互感器二次电压畸变 184

十二、220kV母线电压互感器法兰渗油 187

十三、220kV母线电压互感器二次失压 188

十四、220kV线路同期合闸操作失败Ⅰ 191

十五、220kV线路同期合闸操作失败Ⅱ 193

十六、220kV线路电压互感器阻尼箱发热 195

十七、220kV母线电压互感器气室漏气 197

十八、220kV线路避雷器顶部导线板发热 198

十九、220kV GIS设备伸缩节放电故障 199

二十、220kV设备 GIS母线电压互感器故障 203

二十一、220kV母线电压互感器电压异常 206

二十二、220kV一段母线电压三相不平衡 208

二十三、220kV母线电压互感器分压电容击穿 209

二十四、220kV母线电压互感器一次绕组故障 212

二十五、500kV线路电压互感器二次短路 214

第四章 隔离开关

第一节 隔离开关的结构 221

第二节 隔离开关的诊断与分析 223

一、10kV隔离开关触指烧坏 223

二、35kV母线绝缘击穿失压手车触指烧伤 224

三、110kV隔离开关绝缘子脏污击穿 226

四、110kV隔离开关触指发热 228

五、110kV隔离开关辅助触头老化变位 229

六、220kV线路隔离开关气室绝缘击穿 230

七、220kV母线隔离开关触头放电 235

八、220kV隔离开关触指发热Ⅰ 236

九、220kV隔离开关触指发热Ⅱ 237

十、220kV线路侧隔离开关烧坏 239

十一、220kV隔离开关 C相均压环放电 240

十二、220kV线路隔离开关触指严重发热 241

十三、220kV线路隔离开关发热放电 242

十四、电源故障导致 220kV线路隔离开关频繁分合 244

十五、220kV线路侧隔离开关异常烧伤 247

十六、220kV母联隔离开关分闸卡涩 248

十七、20kV线路甲隔离开关辅助触头不良变位 249

十八、220kV母线隔离开关导体发热气室故障 251

十九、500kV隔离开关合不到位 255

二十、500kV隔离开关气室漏气 256

二十一、500kV隔离开关触指发热 257

二十二、500kV隔离开关导电臂滑脱倾斜 258

第五章 电力电容器

第一节 电力电容器结构原理 263

一、集合式电容器 264

二、框架式电容器 265

三、内熔丝、外熔丝电容器接线保护整定 267

四、无熔丝电容器接线保护整定 268

第二节 电力电容器的诊断与分析 269

一、10kV电容器软连接发热 269

二、10kV电容器外熔丝群爆故障 270

三、10kV电容器引线鼻烧断故障 272

四、10kV电容器不平衡电压保护动作Ⅰ 273

五、10kV电容器不平衡电压保护动作Ⅱ 275

六、10kV电容器不平衡电压保护动作Ⅲ 276

七、10kV电容器不平衡电压保护动作Ⅳ 277

八、10kV电容器无功投切装置损坏 279

九、6kV电容器套管发热渗油 281

十、电容器不平衡电压告警 282

十一、10kV电容器中性线接地运行故障 283

十二、10kV电容器组放电线圈二次短路爆炸 284

十三、10kV电容器组发热漏油故障 285

十四、10kV电容器组过电压故障 286

十五、35kV电容器爆炸故障 287

十六、66kV电容器投运故障 289

十七、电容器组避雷器下端引线锈断 289

十八、10kV电容器组汇流母线发热 290

第六章 消弧线圈

第一节 消弧线圈简介 295

一、消弧线圈作用 295

二、使用原因 297

三、工作原理 297

四、电容电流整定 298

五、安装 299

六、控制方式 300

七、特征 300

八、分类 301

九、使用问题 306

第二节 消弧线圈工作原理及结构 308

一、典型电气结构 308

二、自动消谐及选线控制 308

三、控制器操作 310

四、阻尼电阻箱 310

五、并联中电阻箱 312

六、零序电流互感器 312

七、运行维护 314

第三节 消弧线圈的诊断与分析 315

一、干式接地变压器温控器损坏超温跳闸 315

二、消弧线圈阻尼电阻烧坏 316

三、消弧线圈装置花屏 317

四、消弧线圈装置黑屏，运行灯熄灭 318

五、10kV干式接地变压器相继故障 319

六、消弧线圈容量不足 321

七、10kV线路故障造成接地变压器跳闸 323

八、站用变压器低压侧导线绝缘老化脱落 324

九、消弧线圈接地变压器铁芯发热 325

第七章 保护及二次装置

一、10kV保护测控装置屏运行灯熄灭 329

二、10kV线路机构弹簧未储能 330

三、10kV手车断路器跳闸线圈烧坏 331

四、交流采样异常造成 10kV备用电源自动投入装置保护拒动 334

五、35kV线路故障越级主变压器低后备跳闸 335

六、110kV线路测控装置控制回路断线 337

七、110kV线路弹簧机构箱进水跳闸 340

八、110kV主变压器有载调压回路二次接地跳闸 342

九、保护屏显示器黑屏花屏 343

十、110kV主变压器有载调压控制模块损坏 344

十一、110kV主变压器有载调压机构不能自动调挡 345

十二、110kV主变压器低压侧智能终端电源损坏告警 349

十三、110kV线路合智一体装置电源损坏告警 350

十四、110kV电压互感器两点接地保护拒动 352

十五、电流相序接反造成保护误动 354

十六、110kV主变压器保护装置电源板损坏告警 355

十七、110kV主变压器接线组别错误跳闸 356

十八、110kV线路光纤接反差动跳闸 358

十九、220kV综合自动化监控机A网中断 361

二十、220kV主变压器压力释放阀进水受潮直流接地 362

二十一、220kV汇控柜温控器烧坏告警 363

二十二、二次绝缘降低造成 220kV主变压器跳闸 365

二十三、220kV主变压器A屏保护装置闭锁 366

二十四、直流接地造成 220kV线路跳闸 368

二十五、220kV液压机构控制回路断线 369

二十六、220kV线路光纤差动通道告警 372

二十七、定值整定错误 220kV主变压器纵联差动跳闸 373

二十八、110kV母线测控装置端口损坏告警 374

二十九、220kV线路切换继电器同时动作告警 375

三十、110kV线路保护装置管理板死机 378

三十一、110kV变电站 110备用电源自动投入装置闭锁动作 380

三十二、断路器开入量异常造成 110备用电源自动投入装置闭锁 382

第八章 一键顺控的操作应用

一、系统组成 387

二、顺控操作准备 390

三、顺控操作交互流程 391

四、视频双确认 395

五、微动开关隔离开关位置双确认 400

六、应用分析 401

七、未来展望 406

附录A 110kV开关机构图 407

附录B 220kV开关机构图 409

参考文献 415

为总结变电设备的运维经验，进一步提高运维人员对设备缺陷、故障分析与处理能力，本书以图文并茂的形式，对变电站设备异常和故障典型案例进行了分析，详细介绍了设备异常和故障产生的原因、处理过程和防范措施。本书按照设备类型，共分为八章，包括变压器、断路器、互感器、隔离开关、电力电容器、消弧线圈、保护及二次装置、一键顺控的操作应用。