1、电力事故预防与用电安全电力事故预防与用电安全1大纲A.电力系统可靠度vs电力品质B.以大型变压器为例说明品管标本特性 及潜伏的故障因素C.高科技工厂开关突波特性D.模铸式变压器故障诊断E.变压器盘的散热设计F.电缆接头或接缆匣事故诊断G.局放检测H.事故预防2电力系统可靠度vs电力品质供电可靠度q事故停电q工作停电电力品质q稳态：电压降、电压升、三相电压不平衡、谐波电压q瞬时：电压骤降、电压变动、电压闪烁3电力事故分类n稳态：(长时间)过电压或过载运转、谐波共振n暂、动态：突波、铁磁共振n设备绝缘不良(设计、制造、搬运)n人为失误通常为多重原因：系统的原因+设备本身的因素4电力事故预防n制造厂
2、的品管水平n品管样本特性(以大型变压器为例说明之)n出厂测试报告n维护n预防检出：在线检测56以大型变压器为例说明品管标本特性及潜伏的故障因素7变压器设计技术变压器设计技术单相铁心(中央脚)3相铁心(3脚)3相铁心(5脚)8上横铁侧横铁侧夹件下夹件上下连接板下横铁上夹件9高压侧套管储油槽10冷却风扇与散热器油泵1112变压器组件n绕组 阻抗、损失、温升、介质强度、机械强度 接合点振动、撞击 绝缘物振动、撞击、吸湿性、表面杂物 及水份n磁路 硅钢片 结构松脱、剪切口生锈、金属屑(局部短路或放 电)n框架 钢(夹件、押板)材质或尺寸机械强度不足、噪音或机械振动 减低杂散损、避免漏磁及电场造成的破坏
3、n外壳 误触、抗张、抗压、油密、振动与消音设计n底座 重量均匀分布、接地13品管n规范n图审n制造与检验n拆卸与包装库存(氮气)n运输与安装滑动、倾斜、粉尘、水份、本体真空、滤油、静置排气n安装后检测n试运转14制造流程铁材加工焊接组立除锈防锈与 涂 妆绝缘材料加工处理铜线包纸硅 钢 片剪切冲孔成品试验铁心迭积总 组 立心体干燥心体组立线圈组合线圈成形线圈绕制外壳铁心挟件押板铜线绝缘物15n绕制大容量超高压 变压器线圈(650MVA)n作业容易 缩短交期n提高线圈品质直立式绕线机直立式绕线机16n提高变压器提高变压器 绝缘品质与寿命绝缘品质与寿命n缩短烘干时间缩短烘干时间气相干燥炉气相干燥炉(
4、Vapour-phase vacuum drying plant)17低湿度室低湿度室n湿度湿度20%以下以下n 防止心体干燥后防止心体干燥后 再吸湿再吸湿n提升变压器绝缘质量提升变压器绝缘质量18冲击电压产生器冲击电压产生器n电压2000 kVn容量200 kJ19线圈组立Winding assembly绕 线Winding线圈预备烘干Winding pre-drying铁心起立 Core erection铁心迭积Core stacking铁心剪切Core cutting lines20心体组立Core and winding assembly引线接续Leads connection心体烘干
5、 Darying入桶前检查Inspection before tanking迫紧螺栓缔紧Compression入桶前处理Tightenning21外壳组立&试验Final assembly&testing外壳制造Tank manufacturing焊道试漏Leakage testof welding涂 装Painting喷砂除锈Shoot blast入 桶Tanking22外壳组立&试验Final assembly&testing运 输Transportation线圈组立Winding assembly绕 线Winding线圈预备烘干Winding pre-drying入桶前检查Inspect
6、ion before tanking迫紧螺栓缔紧Compression外壳制造Tank manufacturing入桶前处理Tightenning焊道试漏Leakage testof welding涂 装Painting心体组立Core and winding assembly喷砂除锈Shoot blast引线接续Leads connection铁心起立 Core erection铁心迭积Core stacking心体烘干 Drying电力变压器制造流程图电力变压器制造流程图 Manufacturing Flow Chart of Power Transformer铁心剪切Core cutti
7、ng lines入 桶Tanking23大型变压器品管样本特性n不适合以筛选方式达成质量管理。n极少批量生产的机会。n手工比例高。n可能因子以千计人次中之某一人次的行为不当而造成质量不良。n事后检验对潜伏不良点之检出效果不彰。n潜伏性不良因素之检出十分困难。n结构复杂的强大电磁场中不易确知各行为所可能引起的后果，因此施工人员之观念与心态对施工结果具有重大的影响。24大型变压器之维护n日常检点n定期检点n临时检点n内部检点25定期检点n绕组绝缘电阻、功率因素n绝缘油耐压、酸价、功率因子、绝缘电阻、水分、滤油n有载切换器接点簧油、切换开关、端子选择器、操作机构、传动机构n套管氮封装置、油入密闭型n
8、冷却装置油泵、冷却风扇 温度指示、电驿接点、鲍氏电驿 释压装置、突压电驿26内部检点n绕组或铁心湿气及尘埃污损心体n线圈或引出线n铁心n分接头切换器及切换台27预防检出案例有载分接头切换器事故前28有载分接头切换器主要结构配置29FRP油槽内侧，等电位铜板处横向焦黑痕迹30FRP油槽外侧碳化焦黑痕迹31等电位连接铜条与H2导线间所组成之复合绝缘示意图高科技工厂开关突波特性台電P/S 69kV总线32开关突波之模拟n仿真高科技工廠岁修开关操作顺序：q断电：n下游负载启断n厂变压器一次侧开关启斷(CB-3)：观察厂变压器一次侧n变电站开关启斷(CB-2)nGIS开关启斷(CB-1)：观察主变压器一
9、、二次侧q复电：nGIS开关投入(CB-1)：观察主变压器一、二次侧n变电站开关投入(CB-2)n厂变压器一次侧开关投入(CB-3)：观察厂变压器一次侧n仿真系统运转中补偿电容投入切离n仿真下游负载未启断时，將厂变压器一次侧开关启斷(CB-3)：观察厂变压器一次侧3311.4kV变电站主变压器10%负载运转时，主变压器一次侧CB-3启断，观察主变压器一次侧电压最大值最大值:230 kV最大值最大值:25 kV加入避雷器后34模铸式变压器故障诊断n构造n开关突波经161或69kV变压器冲击11.4或22.8kV系统n不当接地案例n事故变压器之解剖：系统过电压n事故变压器之解剖：制造或设计不良35
10、模铸式变压器构造36161kV侧开关突波冲击22.8kV系统CtCc53.0912080009120kVEkVkVm8.5536.6953.0)3/1612(Ct=8,000 pFCc=304 pF/m*30 m37不当接地案例38正确接地案例39事故变压器之解剖事故变压器之解剖40事故变压器之解剖事故变压器之解剖41事故变压器之解剖事故变压器之解剖42事故变压器之解剖事故变压器之解剖43事故变压器之解剖事故变压器之解剖44事故变压器之解剖事故变压器之解剖45S相高压侧故障点烧毁现场(案例二)46事故变压器高压线圈铜线衔接痕迹(案例二)47V相高压线圈侧面破裂情形V相上部高压线圈拆卸后情形48
11、22kV模铸式变压器故障(案例三)第六区第99匝边缘熔蚀之情形线圈剖面卷绕整齐22kV模铸式变压器故障(案例三)49#1 108T#2 108T#3 107.5T#4 106.5T#5 108T#6 108T#7 108T分接頭(0/18/36T出線)分接頭(0/18/36T出線)串接點22kV模铸式变压器故障(案例三)50变压器盘的散热设计盘面风扇盘面风扇轴流风扇轴流风扇变压器盘内气流盘内气流正视图侧视图上方风扇上方风扇冷气口51电缆接头或接缆匣事故诊断69kV事故电缆使用之预铸式电缆终端规格5269kV事故电缆规格与各层切割长度5369kV事故电缆使用之预铸式电缆终端实体54事故电缆S相及
12、T相之解剖图55预铸式电缆终端正确施工之模型56正常施工之电缆终端的电场分布正常施工之电缆终端的电位线分布57T相电缆与终端应力锥之相对位置示意图58T相电缆解剖实体图59T相仿真模型施工处放大图60T相仿真模型施工电场T相仿真模型施工电位61S相电缆与终端应力锥之相对位置62S相电缆解剖实体63应力锥最前端凹槽边缘之缝隙64S相模型施工处之放大图65S相施工处电场分布S相施工处电位分布66局部放电原理Dr0Er：相对介电常数67局部放电原理原理68核三厂4.16kV紧要总线的磁吹式断路器69 特性名称优点缺点标准试验法(a)敏感度高，较易察觉缺陷。(b)相关规范完整，易于判别。(a)须在高压
13、侧加装耦合电容，除非事先已安装，否则须停机量测。(b)在设备运转现场不一定可以架设试验仪器，因此多用于实验室内量测。电场耦合法(a)不须停机进行试验。(b)可用扫描方式进行广泛地试验。(a)受测物若有接地之金属屏蔽外壳，则无法取得讯号。(b)耦合组件须接近受测物，若为高压系统安全上恐有顾虑。磁场耦合法(a)不须停机进行试验。(b)试验简单，安装容易，且较节省时间。(a)试验较无方向性。(b)必须与设备地线紧密接触。(c)易从地线耦合其他设备之噪声，所受干扰较多。天线试验法(a)不须停机进行试验。(b)天线可置于绝缘长棍前端，可确保人员安全性且较节省时间。(a)频带过宽，容易接受到各频域之噪声。
14、(b)局放讯号具有方向性，若天线位置不佳，则局放讯号不易截取。四个不同的局部放电量测方法之比较7071天线试验法电路示意图72架架設設儀儀器器擷擷取取背背景景雜雜訊訊量量測測本本台台斷斷路路器器是是否否有有可可疑疑訊訊號號移移至至次次台台斷斷路路器器紀紀錄錄並並判判斷斷訊訊號號類類型型評評估估危危險險性性並並通通知知相相關關人人員員移移至至次次台台斷斷路路器器試試驗驗結結束束是是否否為為最最後後一一台台是是否否是是否否核三厂4.16kV断路器开关房现场量测73试验结果事故预防概念n未来的运转环境(雷击、地下电缆、高楼层)应提供顾问公司纳入设计考虑n建厂期间的设计与建造n设备制造过程中的查验及交货前的出厂试验n运转环境改变对厂内系统之冲击分析n厂内系统扩充与原系统之接口n设备修补之工作程序n设备维护(Time-Based,Emergency-Based,Condition-Based)n系统与设备更新n加强同仁对于系统过电压及过电流保护的观念74
