1 - 电力系统基本知识

电力系统基本知识

电力系统的特点

生产、传输、分配、消费同时进行

-连续、快速 -技术密集 社会化、国际化 商品

-电压 -频率 -谐波 -可靠性

电网故障——社会灾难 一次系统

发电机、变压器、输电线、电抗器、电容器等

断路器、隔离开关等 绝缘子、高压熔断器等 电压互感器、电流互感器等

避雷器、避雷针、避雷线、消雷器、放电间隙等 二次系统

继电保护、安全自动装置系统 控制系统 计量系统 信号系统 通信系统 管理系统 系统运行 社会、国计民生 安全、经济

电源——负荷——动态平衡 电网地域广阔——自然灾害 元件繁多——故障概率——风险

电力市场—电网企业、发电企业、社会电能用户

电网安全—地区社会政治经济生活、国计民生

电厂安全—企业自身生产经营活动—商品生产与销售

序号 故障现象 故障可能原因 1.木质槽楔和垫块干缩； 2.绕组端部绑线松弛； 3.运行中的振动或短路电流冲击力的作用； 4.制造工艺和质量缺陷。 1.焊接工艺和质量缺陷； 2.运行中绕组过热或受到冲击力作用。 1.长期运行时的自然老化； 2.受油侵蚀，绝缘膨胀； 3.绕组温生过高使绝缘裂缝、脱落。 1.绝缘受潮或老化； 2.雷电过电压或操作过电压； 3.绝缘受机械损伤； 4.绕组匝间短路或接地。 1.端部水盒处焊接质量差； 2.手包绝缘质量差、与模压绝缘衔接不好； 3.端部固体绑扎不好，涤玻绳绝缘水平低； 4.端部风道挡板与引水管距离太近； 5.密封瓦漏入带水的油及氢冷却器漏水，使机内湿度大； 6.冷去水质差，绝缘引水管闪络接地。 冷却中流速、杂质等。 1.定子线棒与槽壁嵌合不紧存在气隙（外腐蚀）； 2.定子线棒主绝缘与防晕层粘合不良存有气隙（内腐蚀）。 1.铁芯压装不紧或不均匀； 2.长期振动，片间绝缘层磨损、脱落。 1.定子线棒对地或相间击穿时产生电弧将局部铁芯烧熔； 2.硅钢片间绝缘因老化、振动磨损或过热被损坏。 1.长期停用绝缘受潮； 2.集电环下有碳粉和油污堆积； 3.多年未拉出护环，绕组端部大量积灰； 4.热膨胀和气流冲击使槽口绝缘损坏； 5.转子槽绝缘断裂； 6.集电环与轴之间绝缘损坏、引线绝缘受损。 1.振动和铜线热膨胀冷缩使匝间绝缘磨损、脱落或位移等； 2.端部绕组垫块配置不当，绕组变形使线圈端部相碰或倒塌； 3.通风孔堵塞引起局部过热使绝缘老化。 1 定子线棒松动 2 定子线棒接头开焊 3 定子绕组绝缘老化 4 定子绕组绝缘击穿 5 定子绕组端部故障 6 水内冷绕组空芯铜线磨损、腐蚀 电腐蚀 7 8 定子铁芯松动 9 定子铁芯短路 10 转子绕组接地或绝缘电阻降低 11 转子绕组匝间短路 12 13 转子表面护环过热、灼伤及裂纹 空冷器漏水 发电机在非允许方式下运行。 水管腐蚀损坏。 1.绝缘水管老化开裂或损伤； 2.绝缘水管接头松动； 3.焊口开焊； 4.空心导线质量差； 5.转子绕组引水弯脚断裂； 6.冷却器泄漏。 1.绝缘受潮； 2.杂物落入转子。 14 水冷发电漏水 15 变压器

励磁回路绝缘电阻太低 1 绕组故障

绕组中的故障主要表现在以下几个方面：

（1）绕制线圈的铜导线的棱表面有刺或棱的曲率半径较小；

（2）变压器线圈的接头因焊接等等致使质量欠佳。线圈引出线和套管导电杆连接不好，变压器在运行中会由于接头过热从而导致局部绝缘劣化，严重者会由于接头断开而造成绕组短路。

（3）线圈的绝缘中渗入水分或器身干燥处理的不彻底，那么运行中的变压器容易发生匝间短路。

（4）运行中的变压器遭受严重的外部短路时，在电动力和机械力的作用下，变压器绕组的尺寸或形状将发生不可逆的变化。

（5）在雷电冲击或对地弧光放电甚至冲击合闸等瞬变过程中可能会造成绕组薄弱处发生绝缘损坏乃至击穿。

（6）严重的持续过载可在整台变压器中引起高温，造成线圈绝缘变脆、脱落，引起绕组匝间短路。绝缘油因高温劣化，散热不良，并使得过热更趋严重，最终导致变压器损坏。

2 铁心故障

变压器铁心和绕组是传递、交换电磁能量主要部件，磁路中故障主要表现在以下几个方面：

（1）铁心叠片之间的绝缘或铁轭夹件之间的绝缘也可能产生损坏。此时会产生很大的循环涡流，并由此产生可观的热量，从而危及铁心和线圈的绝缘，变压器的铁损也会随之增加。

（2）在变压器铁心制作过程中，若铁心或铁轭叠片的边缘形成较大的毛刺或铁心叠片

间夹金属物质甚至铁心叠片产生微小的弯折，则变压器在运行中会由于这些铁缺陷导致铁心叠片的局部形成短路，由此产生的涡流会使铁心局部过热。

（3）正常运行中的变压器应确保其铁心为一点接地。一旦形成多点接地，运行中的变压器轻则发生局部过热，重则导致变压器跳闸甚至造成变压器直接损坏。

3 分接开关故障

有载分接开关内部传动结构较为复杂，其主要故障形态为：

（1）选择开关接触不良，甚至合不到位，造成接触过热、放电烧损及断轴。 （2）切换开关内触点接触不良，绝元件机械强度不够而损坏。

（3）切换开关油室密封不良造成大、小油箱连通，使变压器本体油箱中可燃气体含量异常增高导致误判断。

（4）操作机构内低压控制电器及辅助元件质量不稳定，造成分接开关据动、连调、位置指示失灵等故障。

4 引线故障

引线是变压器内部绕组出线与外部接线的中间环接，其主要故障模式有：引线短路、引线断路、引线接触不良。

引线断路应使变压器停止运行，引线相间短路如不及时处理会导致绕组相间短路扩大事故发展成为灾难性故障，属致命性故障。引线对地短路、接触不良将会产生局部高温烧断引线而使变压器停运，因而属于临界性故障。

5 套管故障

套管是变压器内绕组与油箱外联结引线的重要保护装置。其运行中的故障形态主要有如下几种：

（1）套管密封不良导致进水受潮。

（2）套管磁套的表面沉积有灰尘、油污和盐雾等，常常会引起套管的污闪。 （3）套管因漏油致使套管缺油而过热。

（4）套管引线穿缆线焊接不良或导电杆与将军帽螺纹配合不良而过热。 （5）套管末屏接地不良或开断。

（6）套管与绕组引线联接固定销脱落造成悬浮放电。 （7）套管内电容屏绝缘有缺陷导致局部放电。 （8）安装不当引起套管损坏。 6 绝缘故障

绝缘系统中的故障主要表现在以下几个方面：

（1）采用薄绝缘、小油道设计制造的变压器工作寿命短，往往在投运不久就发生故障。 （2）如果变压器相间绝缘没有足够的裕度，则可能产生相间短路。这种短路故障有时可能由于在相间加入绝缘隔板从而破坏了相间电场强度的分布，例如引起油间隙和隔板的电场强度过高而导致隔板的树枝放电等。

（3）变压器内部的清洁度要求很高，在变压器线圈表面及器身上即使留下极少数的金属杂质，对爬电距离也会产生极大影响，运行中因此而产生局部放电进而导致沿面放电等后果是显而易见的。

（4）由于变压器油道设计不佳和油流速过高而导致运行中的变压器发生油流带电严重并发生油流放电的故障在大型高压变压器中有时发生。

（5）绝缘成型件，诸如用绝缘纸和合成树脂压制而成的绝缘筒、绝缘管和绝缘板等，在制造过程中，其表面或内部被导电质污染，运行中会发生绝缘件表面放电或内部发生局部放电，致使绝缘失效造成故障。

（6）由于变压器油箱上的局部密封失效或其他因素，结果使水分进入变压器内部，这样就大大的降低了局部的绝缘强度，从而可能引起线圈或引线对油箱或对铁心构件击穿。但是，线圈匝间绝缘遭受的危险性最大。

（7）变压器油受到污染后，绝缘强度下降进而导致变压器整体绝缘性能下降是目前变压器运行中的常见故障。

（8）变压器长时间过载可引起绝缘油的老化，油温过高会加速油泥、水分和酸的形成。 7 密封不良

变压器密封不良主要接头处理不好，如焊接质量不良、螺栓乱扣以及法兰不平等原因造成。其后果是漏油、漏气，故障时不易发现，影响范围大。故障模式有密封圈老化、瓷套脱落或破裂、箱体焊点裂纹、潜油泵处露气等。 绝缘子事故统计

电气 事故 类型 雷击 闪络 47.2 不明闪络 晴天 12.9 阴天多云 6.1 污秽气象 4.9 鸟粪 污闪 内绝缘 击穿 2.5 机械 机械事故 2.5 脆断 比例（％） 16.6 5.5 1.8 金属氧化物避雷器故障

爆炸原因

事故原因69％为制造质量问题，25％为运行不当，6％为选型不当而造成的。 1 受潮——金属氧化物避雷器受潮有两个途径： a.密封不良或漏气，使潮气或水分侵人。

b.总装车间环境不良，或是经长途运输后，未经干燥处理而附着有潮气的阀片和绝缘件装人瓷套内，使潮气被封在瓷套内。

2 额定电压和持续运行电压取值偏低 3 结构设计不合理 4 参数选择不当 5 电网工作电压波动

配电网的工作电压波动范围很宽

对金属氧化物避雷器，如要求在稳定状态下吸收大量能量，就可能造成热崩溃。 6 操作不当

运行部门操作不当也是造成金属氧化物避雷器损坏或爆炸的一个原因。操作人员误操作，将中性点接地系统变为局部不接地系统，致使施加到某台金属氧化物避雷器两端的电压大大超过其持续运行电压。

7 老化问题

老化特性不好，有些公司的产品存在问题； 阀片的均一性差，使电位分布不均匀， 断路器

DL/T405-1996进口252(245)～550kV交流高压断路器和隔离开关技术规范

3.3.11近区故障下的开、合能力:近区故障下的开断电流为额定短路开断电流的90%.~75%；操作方式为分——t，——合分——180合分；t，一般为0.3s

3.3.12失步状态下的开断能力:失步开断电流为额定短路开断电流的25%;工频恢复电压为额定电压的2倍。

3.3.13断路器操动机构的电源电压额定值:直流(V)110，220；

常见故障 故障原因 泄漏 1）密封面紧固螺栓松动； 2）焊缝渗漏； 3）压力表渗漏； 4）瓷套管破损。 1）瓷套管污秽较多或有其他异物； 2）瓷套管炸裂或绝缘不良。 多数是绝缘拔叉脱落或断裂所致。 1）测量或接地问题； 2）电磁铁本身的问题。 1）管路存在气体； 2）工作缸起动慢； 3）合闸时间长，辅助储压器中没有氮气。 1）测量中接线不牢固； 2）测量是使用的电池电压不足； 3）示波器的振子损坏定径孔尺寸不对。 1）接线不牢固； 2）五联箱中大连板是否断裂。 接线问题。 1）储压器预压力偏低（高）； 2）定径孔太小（大）； 3）环境温度影响。 1）一级阀顶杆空程太小； 2）管道内有气体； 3）一级阀顶杆有卡住现象。 绝缘不良，表面闪络 本体内部卡死，某相完全不能动作 分、合闸动作电压不符合要求 同期不合格 测量出口的断口示波线有干扰等问题 金属短接时间调整 合闸电阻示波图为一直线 合闸电阻值偏小 分、合闸速度过低（高） 动作时间过大 隔离开关

部位 异常现象 1）接触不良 2）接触面有烧损、熔损 3）弹簧上有缺陷 4）紧固螺栓等松动 5）零部件生锈、损伤 6）触头上有鸟巢 7）闸刀自动力沉重 1）不能远距离操作 2）操作机构动作，但隔离开关不动 3）机构受潮，进水生锈及生锈、漏气等 原 因 触头 接触表面腐蚀、有灰尘、氧化膜、镀银层损伤、磨损使压力降低、电弧烧伤弹簧松动等 轴承有缺陷 操作机构 电磁阀不动作，管系统漏气、锁扣装置卡，电磁阀线圈失磁 连接杆连接已有脱落 密封失效、松动、使用年久恶化 绝缘部件 底座 出线座 （转动式） 互感器常见故障

故障种类 1）绝缘子表面闪络 2）连接部分松动 松动、销子脱落 转动不灵活 表面脏污、破损 胶合剂发生不应有的膨胀或收缩 使用年久 接触面脏、轴承缺陷零件生锈，松动 原 因 危 害 将一次侧安匝全部用于励磁，铁芯高度磁饱和，损耗、温度剧增。二次绕组产生高电压。危及人身和绝缘 使变压器油工频火花放电电压下降，使油浸纸电气强度下降 绝缘严重腐蚀、老化 使绝缘介质逐步劣化，导致击穿 铁芯磁通密度高，激磁电流大，二次侧将严重过电压而发热烧毁，严重者，将发生击穿爆炸 电流互感器 二次开路 电流引线接头松动，端子损坏等 受潮 电晕放电 放电 局部放电 互感器进水 局部场强大 绝缘内部有气孔等缺陷 在中性点不直接接地的10－66kV系统中，系统运行状态发生突变，铁芯磁饱和 电压互感器 铁磁谐振 继电保护装置异常情况

1）保护拒动

设备发生故障后，由于继电保护的原因使断路器不能动作跳问，称为保护拒动。拒动的原因如下：

（1）继电器故障。

（2）保护回路不通，如电流回路开路，保护连接片弋断路器辅助触点、继电器触点等接触不良及回路断线。

（3）电流互感器变比选择不当，故障时电流互感器严重饱和，不能正确反应故障电流的变化。

（4）保护整定值计算及调试中发生错误，造成故障时保护不能启动。 （5）直流系统多点接地，将出口中间继电器或跳问线圈短路。 （6）保护误动。 保护装置误动

保护装置误动的主要原因如下：

（1）直流系统多点接地，使出口中间继电器或跳闸线圈励磁动作。 （2）运行中保护定值变化，使保护失去选择性。 （3）保护接线错误，或极性接反。

（4）保护整定值或调试不正确，如整定值过小，用户负荷增大过多。对双回路供电线，若其中一回停电，另一条线路运行，而保护未按规定改大定值等造成误跳闸。

（5）保护回路工作的安全措施不当9如未断开应拆开的接线端子或联跳连接片，误碰、误触及、误接线等，使断路器误跳闸。

（6）电压互感器二次断线，如电压互感器的熔断器熔断，有些断线闭锁不可靠的保护可能误动，此情况下，一般会有“电压回路断线”信号、电压表指示不正确。 继电保护回路常见异常

1）继电器故障，线圈冒烟，回路断线。 2）继电器触点粘连分不开或接触不良。 3）保护连接片未投、误投、误切。 4）继电器触点振动较大或位置不正确。 安全自动装置异常情况及原因

1）自动装置异常，通常是重合闸拒动，其主要原因如下： （1）重合闸失掉电源。 （2）断路器合间回路接触不良。

（3）重合闸装置内部时间继电器或中间继电器线圈断线或接触不良。 （4）重合闸装置内部电容器或充电回路故障。 （5）重合闸连接片接触不良。

（6）防跳跃中间继电器的常闭触点接触不良。 （7）合闸熔断器熔断或合闸接触器损坏。 中央信号装置

中央信号装置是监视电气设备运行中是否发生了事故和异常的自动报警装置。事故信号、预告信号和位置信号三类。异常如下：

（1）事故音响信号不响 1 蜂鸣器损坏。 2 冲击继电器发生故障。

3 跳间断路器的事故音响回路发生故障。

4直流母线电压太低。 （2）预告信号不动作 1 警铃故障。警铃损坏。 2 冲击继电器故障。 3 预告信号回路不通等。 （3）信号电源异常 信号电源异常

1 光字信号与警铃响。其原因是事故信号电源回路中的熔断器熔断或接触不良。 2 白灯闪光。中央信号控制屏上的白灯闪光是由于预告信号电源熔断器熔断或接触不良所致。

3 白灯熄灭。中央信号控制屏上的白灯熄灭是由于其回路中熔断器熔断或接触不良所致。

4 光字牌起火冒烟。电压过高、电流过大、光字牌质量差等原因引起。 仪表

仪表无指示

仪表无指示的原因如下： （1）回路断线，接头松动。 （2）指示电压的仪表熔断器熔断。 （3）表针卡压或损坏。 （4）接线错误。 思考：

我们的工作与实现“中国梦”有何关系

本人在电能生产系统中的作用与责任，如何尽职尽责？ 何谓一次系统、二次系统，相互有何关系，工作中如何配合？

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