引言電力系統中，電廠將電能向遠方的使用者輸送，為了減小輸電線路上的電能損耗及線路阻抗壓降，需要將電壓公升高；為了滿足電力使用者安全的需要，又要將電壓降低，並分配給各個使用者，這就需要能公升高和降低電壓，並能分配電能的變電所。所以變電所是電力系統中通過其變換電壓、接受和分配電能的電工裝置，它是聯絡發電廠和電力使用者的中間環節，同時通過變電所將各電壓等級的電網聯絡起來，變電所的作用是變換電壓，傳輸和分配電能。變電所由電力變壓器、配電裝置、二次系統及必要的附屬裝置組成。
下面論述了變電所的基本概念，並對一些常見的故障及處理方法進行分析。
1 變電所的概念
變電所是電力系統中對電能的電壓和電流進行變換、集中和分配的場所。為保證電能的質量以及裝置的安全，在變電所中還需進行電壓調整、潮流(電力系統中各節點和支路中的電壓、電流和功率的流向及分布)控制以及輸配電線路和主要電工裝置的保護。按用途可分為電力變電所和牽引變電所(電氣鐵路和電車用)。
電力變電所又分為輸電變電所、配電變電所和變頻所。這些變電所按電壓等級可分為中壓變電所(60千伏及以下)、高壓變電所(110-220千伏)、超高壓變電所(330-765千伏)和特高壓變電所(1000千伏及以上)。按其在電力系統中的地位可分為樞紐變電所、中間變電所和終端變電所。
圖1.1
如圖1.1所示，變電所由主接線，主變壓器，高、低壓配電裝置，繼電保護和控制系統，所用電和直流系統，遠動和通訊系統，必要的無功功率補償裝置和主控制室等組成。其中，主接線、主變壓器、高低壓配電裝置等屬於一次系統；繼電保護和控制系統、直流系統、遠動和通訊系統等屬二次系統。
主接線是變電所的最重要組成部分。它決定著變電所的功能、建設投資、執行質量、維護條件和供電可靠性。一般分為單母線、雙母線、乙個半斷路器接線和環形接線等幾種基本形式。
主變壓器是變電所最重要的裝置，它的效能與配置直接影響到變電所的先進性、經濟性和可靠性。一般變電所需裝2-3台主變壓器；330千伏及以下時，主變壓器通常採用三相變壓器，其容量按投入5-10年的預期負荷選擇。此外，對變電所其他裝置選擇和所址選擇以及總體布置也都有具體要求。
2 變電所直流系統接地故障處理
直流迴路發生接地時，首先要檢查是哪一極接地，並分析接地的性質，判斷其發生原因，一般可按下列步驟進行處理：首先停止直流回路上的工作，並對其進行檢查，檢查時，應避開用電高峰時間，並根據氣候、現場工作的實際情況進行迴路的分、合試驗，一般分、合順序如下：事故照明、訊號迴路、充電迴路、戶外合閘迴路、戶內合閘迴路、載波備用電源6-10kv的控制迴路，35kv以上的主要控制迴路、直流母線、蓄電池以上順應根據具體情況靈活掌握，凡分、合時涉及到排程管轄範圍內的裝置時，應先取得排程的同意。
確定了接地迴路應在這一路再分別分、合保險或拆線，逐步縮小範圍。有條件時，凡能將直流系統分割成兩部分執行的應盡量分開。在尋找直流接地時，應盡量不要使裝置脫離保護。
為保證人身和裝置的安全，在尋找直流接地時，必須由兩人進行，一人尋找，另一人監護和看訊號。如果是220v直流電源，則用試電筆最易判斷接地是否消除。否認是哪極接地，在拔下執行裝置的直流保險時，應先正極、後負極，恢復時應相反，以免由於寄生迴路的影響而造成錯誤動作。
pdf1000直流接地故障測試儀採用2.5hz的超低頻率，克服了分布電容的影響。該產品使用方便可靠，得到世界各地電氣工程師的喜愛。
隨著直流系統的日益複雜和電子技術的不斷進步，推出了第二代直流接地故障測試儀：pdf1000a雙頻率超低頻直流接地故障測試儀。該儀器可直接測量接地電阻值和對地電容值。
基本原理：
訊號發生器在接地極與地之間發射乙個雙頻率超低頻電壓訊號（1&2hz），在故障點處產生乙個洩漏電流。接收器接收故障電流計算出接地電阻值和電容值，並顯示。
pdf1000a採用數字訊號處理技術，計算出接地電阻和電容值，能全面消除容性接地假象，這對克服直流系統中濾波電容和分布電容的影響有重要意義。
pdf1000a查詢直流系統接地故障時，不需要斷開電源。
pdf1000a對直流系統多點接地、高阻接地、環路接地、絕緣下降、大電容接地都可進行準確地查詢。
技術特點：
1、24v、48v、110v、220v直流系統共用一套直流接地探測器
2、可以克服電容干擾,準確無誤地將故障鎖定在最小範圍內。
3、訊號輸出幅度及功率小，對繼電保護、自動、操作迴路沒有影響，使用安全。
4、提供20mm和70mm雙電流鉗。
5、能適應交、直流串電引起的接地，環網供電接地，二極體隔離供電接地。
6、不需要除錯，使用方便；充電電池供電，低功耗。
7、不用安裝，不用停電，不用搖絕緣，就能快速準確找到一點或多點接地位置。
訊號傳送器技術引數：
1、直流系統母線電壓範圍：220vdc、110vdc、48vdc、24vdc；2、輸出訊號頻率：1&2hz；3、功耗小於2w；4、工作溫度：
-20 至 +55°c；5、電源： 8 節「c」型電池(2號電池)；6、電池工作時間：大於 24 小時;7、尺寸：
21cm′15cm′7cm；8、重量：1公斤。
訊號接收器技術引數：
1、直流系統母線電壓範圍：220vdc、110vdc、48vdc、24vdc；2、雙電流鉗：20mm，70mm;3、三位紅色數碼管顯示；4、接地電阻檢測範圍：
0—100 kω，分辯率1kω, 精度10%±2 kω；5、接地電容檢測範圍：1-400μf，分辯率1μf；6、功耗小於2w；7、工作溫度：-20 至 +55°c；8、電源：
8 節「c」型電池(2號電池)；9、電池工作時間：大於 24 小時；10、尺寸：21cm′15cm′7cm；11、重量：
1公斤。
圖1.2 三相電容器
3 變電所電容器的故障處理
3.1 電容器的常見故障
當發現電容器外殼膨脹或漏油；套管破裂，發生閃絡有為花；電容器內部聲音異常；外殼溫公升高於55℃以上示溫片脫落等情況之一時，應立即切斷電源。
3.2電容器在執行中的常見故障及應對措施:1)電容器執行時的電壓允許範圍:
電容器必須能在1. 05 un 長期執行,並在一晝夜中,在最高不超過1. 1 un 允許執行時間不超過8 h;當周圍空氣溫度24 h平均最高值低於標準10℃時,電容器能在1.
1 un 下長期執行。電壓公升高也會引起電容器的過流。電容器應能在1.
3 un 情況下長期工作,執行中超過規定時應將電容器退出工作。2)執行中的電容器出現不正常的異響時,說明內部異常或外力對電容器有損傷;電容器出現滲漏油、外殼鼓肚,膨脹的現象時,有可能是由於執行溫度過高、執行電壓過高或高次諧波引起過電流,應立即將電容器退出執行,查明具體原因,找出對策。3)當電容器的熔斷器熔絲熔斷時, 應向值班排程員匯報, 待取得同意後,再斷開電容器的斷路器。
在切斷電源並對電容器放電後, 先進行外部檢查,檢查電容器是否鼓肚、過熱、開裂、以及熔絲元件熔斷狀況,如未發現故障跡象, 可換好熔斷器熔絲後繼續投入執行。如經送電後熔斷器的熔絲仍熔斷,則應退出故障電容器進行檢查,若檢查發現無異常,且各項指標均合格,方可投運。對於電容器組而言,每只電容器都有單獨的熔斷器。
所以,當某乙隻電容器故障時,其熔絲熔斷,不致影響其它電容器,熔絲可按1. 375 in ～1. 5 in 選擇。
4)合閘投入電容器前,必須放電完畢,禁止電容器帶電荷時合閘。保護裝置自動跳閘後,電容器不得強行合閘送電,要判明原因並經處理後再投入執行。另外,電容器上不允許安裝自動重合閘裝置。
5)當電容器噴油、著火時,應立即斷開有關裝置的電源,並用沙子或乾式滅火器滅火。此類事故多是由於系統內、外過電壓,電容器內部嚴重故障引起的。
3.3 處理故障電容器時的安全事項
處理故障電容器應在斷開電容器的斷路器，拉開斷路器兩側的隔離開關，並對電容器組放電後進行。電容器組經放電電阻、放電變壓器或放電電壓互感器放電之後，由於部分殘餘電荷一時放不盡，應將接地的接地端固定好，再用接地棒多次對電容器放電，直至無火花及放電聲為止，然後將接地卡子固定好。由於故障電容器可能發生引線接觸不良，內部斷線或保險熔斷等現象，因此仍可能有部分電荷未放出來，所以檢修人員在接觸故障電容器以前，還應戴上絕緣手套，用短路線將故障電容器的兩極短接，還應單獨進行放電。
4 斷路器拒絕合閘
圖1.3 斷路器
判斷斷路器「拒合」的原因及處理方法一般可分以下三步：
1、用控制開關再重新合一次，目的檢查前一次拒合閘是否因操作不當引起的（如控制開關放手太快等）。
2、檢查電氣迴路各部位情況，以確定電氣迴路是否有故障。方法是：
①檢查合閘控制電源是否正常；②檢查合閘控制迴路熔絲和合閘熔斷器是否良好；③檢查合閘接觸器的觸點是否正常（如電磁操動機構）；④將控制開關板至「合閘時」位置，看合閘鐵芯是否動作（液壓機構、氣動機構、彈簧機構的檢查類同）。若合閘鐵芯動作正常，則說明電氣迴路正常。
3、如果電氣迴路正常，斷路器仍不能合閘，則說明為機械方面故障，應停用斷路器，報告有關領導安排檢修處理。
經以上初步檢查，可判定是電氣方面，還是機械方面的故障。常見的電氣迴路故障和機械方面的故障分別敘述如下。
a、電氣方面常見的故障。
（1）電氣迴路故障可能有：若合閘操作前紅、綠指示燈均不亮，說明控制迴路有斷線現象或無控制電源。可檢查控制電源和整個控制回路上的元件是否正常，如：
操作電壓是否正常，熔絲是否熔斷，防跳繼電器是否正常，斷路器輔助觸點是否良好，有無氣壓、液壓閉鎖等。
（2）當操作合閘後紅燈不亮，綠燈閃光且事故喇叭響時，說明操作手柄位置和斷路器的位置不對應，斷路器未合上。其常見的原因有：①合閘迴路熔斷器的熔絲熔斷或接觸不良；②合閘接觸器未動作；③合閘線圈發生故障。
（3）當操作斷路器合閘後，綠燈熄滅，紅燈亮，但瞬間紅燈又滅綠燈閃光，事故喇叭響，說明斷路器合上後又自動跳閘。其原因可能是斷路器合在故障線路上造成保護動作跳閘或斷路器機械故障不能使斷路器保持在合閘狀態。
（4）若操作合閘後綠燈熄滅，紅燈不亮，但電流錶計已有指示，說明斷路器已經合上。可能的原因是斷路器輔助觸點或控制開關觸點接觸不良，或跳閘線圈斷開使迴路不通，或控制迴路熔絲熔斷，或指示燈泡損壞。（5）操作手把返回過早。
（6）分閘迴路直流電源兩點接地。（7）sf6斷路器氣體壓力過低，密度繼電器閉鎖操作迴路。（8）液壓機構壓力低於規定值，合閘迴路被閉鎖。
b、機械方面常見的故障。
（1）傳動機構連桿鬆動脫落；（2）合閘鐵芯卡澀；（3）斷路器分閘後機構未復歸到預合位置；（4）跳閘機構脫扣；（5）合閘電磁鐵動作電壓太高，使一級合閘閥打不開；（6）彈簧操動機構合閘彈簧未儲能；（7）分閘連桿未復歸；（8）分閘鎖鉤未鉤住或分閘四連桿機構調整未越過死點，因而不能保持合閘；（9）機構卡死，連線部分軸銷脫落，使機構空合；（10）有時斷路器合閘時多次連續做合分動作，此時系開關的輔助動斷觸點開啟過早。也可能是操作迴路內故障或操作機構卡住，此時應作如下處理：
如果控制開關和合閘線圈動作均良好，而斷路器呈跳躍現象(跳閘綠燈熄滅後又重新點亮)，此時操作電壓正常，這種現象說明操作機構有故障，例如操作機構機械部分不靈活或調整不準確，掛鉤脫扣等，應將操作機構修好或調整後，再行合閘。 當操作把手置於合閘位置時，跳閘綠燈閃光或熄滅合閘紅燈不亮，表計有指示，機械分合閘位置指示器在合閘位置，則可斷路器已合上。這可能是斷路器輔助接點接觸不好，例如常閉接點未斷開，常開接點未合上，致使綠燈閃光和紅燈不亮；也可能是合閘迴路斷線及合閘紅燈燒壞。
此時操作人員將斷路0s斷開，消除故障後再合閘。斷路器合閘後，跳閘綠燈熄滅，合閘紅燈瞬時明亮又熄滅跳閘綠燈閃光且有喇叭響，則可斷路器合上後又立即自動跳閘了。這可能是操作機構拐臂的三點過高，因振動而使跳閘機構脫扣；也可能是操作電源的電壓過高，在操作投彈手置於合閘位置時發生強烈衝擊，使掛鉤未能掛隹或操作投彈手返回太快。
此時，應調整好拐臂的三點位置和操作電壓後，再行合閘。
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