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直流高壓發(fā)生器安全生產(chǎn)
發(fā)布日期：2019-05-17 點(diǎn)擊：1479次
引言
電氣設(shè)備的絕緣在制造、運(yùn)輸、檢修的過程中,有可能發(fā)生意外事故而殘留缺陷,在電氣設(shè)備長期的運(yùn)行過程中,絕緣還會受到濕度、水分、機(jī)械應(yīng)力、電場、發(fā)熱以及大自然等各種因素的作用和影響,這些都會使絕緣發(fā)生老化而形成缺陷的存在和發(fā)展,由此造成設(shè)備的損壞,可能使企業(yè)發(fā)生意外停電事故,從而影響到全廠的安全生產(chǎn)。
一、工作原理
電力系統(tǒng)是企業(yè)安全生產(chǎn)的重要一環(huán),為保證電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行,預(yù)防事故的發(fā)生,人們主要使用直流高壓發(fā)生器來做直流泄露試驗(yàn)和直流耐壓試驗(yàn)來判斷設(shè)備的好壞。
直流泄露試驗(yàn)和直流耐壓試驗(yàn)的原理是一樣的,都是將220V的交流電通過調(diào)壓器送至升壓變壓器,升壓變壓器則輸出高壓經(jīng)過硅堆整流和電容濾波后加到被試品上。通過調(diào)壓器來調(diào)整實(shí)驗(yàn)輸出電壓,其輸出電壓是連續(xù)可調(diào)的。
二、造成電壓失控的主要原因
直流泄露試驗(yàn)是通過泄露電流的大小以及在連續(xù)升壓的過程中泄露電流的變化情況和試驗(yàn)電壓達(dá)到額定值時(shí)泄露電流的穩(wěn)定情況來綜合分析被試品的絕緣好壞。直流耐壓試驗(yàn)是在規(guī)定的時(shí)間、規(guī)定的電壓下,絕緣材料未被擊穿和有沒有發(fā)生閃絡(luò)來判斷絕緣材料是否合格。高壓試驗(yàn)本身就是一個(gè)破壞性試驗(yàn),但是這種試驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)非破壞試驗(yàn)不能發(fā)現(xiàn)的缺陷,特別實(shí)在絕緣中存在微小氣泡和非貫穿性的缺陷時(shí)。其缺點(diǎn)就是在試驗(yàn)的過程中會對絕緣造成一定的損傷。這就要求對輸出的試驗(yàn)電壓嚴(yán)格按照規(guī)程中的要求分別對不同的被試品施加不同的電壓。
直流高壓發(fā)生器具有體積小、電壓高、使用方便等優(yōu)點(diǎn),特別適用于現(xiàn)場預(yù)防試驗(yàn)和交接試驗(yàn),因此在各類試驗(yàn)中廣泛采用,而我們現(xiàn)在使用的直流高壓發(fā)生器,只有在被試品發(fā)生閃絡(luò)擊穿時(shí)通過大電流保護(hù)用電流繼電器才能跳開控制回路電源從而斷開主回路電源,而對其它意外原因造成的輸出電壓失控沒有什么保護(hù)措施,這種失控電壓一旦加到被試品上后可形成如圖1所示的一系列對電力系統(tǒng)的損壞,甚至造成部分設(shè)備停電事故。
圖1
造成電壓失控的主要原因是:1)自耦調(diào)壓器繞組短路;2)碳刷損壞;3)碳刷上引線過長,在搬運(yùn)和使用過程中碰到線圈其它部位;4)回零限位開關(guān)松動(dòng)在調(diào)壓器回零時(shí)碳刷接觸到調(diào)壓器繞組尾部造成全壓輸出,這種情況也是危害最大的,這時(shí)試驗(yàn)變壓器將輸出最高電壓;5)其它原因造成的輸出電壓失控。
根據(jù)這種情況我將我們現(xiàn)在使用的直流高壓發(fā)生器進(jìn)行了改進(jìn),在直流高壓發(fā)生器的控制電路中加入一限壓電壓繼電器,通過控制進(jìn)入到變壓器的輸入而達(dá)到控制輸出電壓的目的。電壓繼電器是通過插件與試驗(yàn)器的控制箱相連,在使用時(shí)將繼電器插入控制箱,通過轉(zhuǎn)換開關(guān)將繼電器與控制線路聯(lián)系在一起,試驗(yàn)完畢后,將繼電器拔出,通過轉(zhuǎn)換開關(guān)將電路恢復(fù)到原來狀態(tài)。
試驗(yàn)接線圖如下:
1.雙極開關(guān);2.熔斷器;3.綠色指示燈;4.常閉分閘按鈕;5.常開合閘按鈕;6.電磁開關(guān);7.紅色指示燈;8.限位開關(guān);9.調(diào)壓器;10.電壓繼電器;11.轉(zhuǎn)換開關(guān);12.電壓表;13.電流表;14.電流繼電器;15.升壓變壓器;16.高壓整流管;17.保護(hù)電阻;18.高壓穩(wěn)壓電容;19.微安表頭;20.被試品(10.11)為改進(jìn)后加入的元件
三、改進(jìn)后的直流高壓發(fā)生器的操作
1)先合雙極開關(guān),綠色指示燈亮;
2)將調(diào)壓器回到零位,限位開關(guān)接點(diǎn)閉合,按下合閘按鈕,紅色指示燈亮,電磁開關(guān)閉合,接通調(diào)壓器電源;
3)插入電壓繼電器,并將電壓整定值調(diào)到最大,將轉(zhuǎn)換開關(guān)打到斷開位置。調(diào)節(jié)調(diào)壓器開始升壓,將電壓調(diào)到限定的電壓值,松開調(diào)壓器旋鈕,減少電壓繼電器的定值,直到繼電器動(dòng)作為止,這樣試驗(yàn)變壓器最高輸出產(chǎn)前被限制到要求的變壓值,只要電壓超過繼電器的整定值,其常閉接點(diǎn)斷開,切斷電磁開關(guān)的電源,開關(guān)復(fù)位,從而斷開調(diào)壓器的輸入電源,紅色指示燈滅,綠色指示燈亮,使得輸出為零;
4)保護(hù)電壓的整定值是根據(jù)不同的被試品,將其整定在圖3所示的A點(diǎn)以內(nèi),不同的絕緣材料的性能是不同的,因此在現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)室具體的A點(diǎn)很難確定,通常我們都是將電壓繼電器的整定值定在被試品規(guī)定的試驗(yàn)電壓值的105%~110%之間,這樣就即保證了試驗(yàn)設(shè)備不會因?yàn)殡娫措妷旱牟▌?dòng)而發(fā)生誤動(dòng)作,又能保證無論什么情況下的過電壓只要超過整定電壓繼電器就會斷開控制電壓,而達(dá)到降壓的目的,從而保護(hù)了被試品和試驗(yàn)設(shè)備;
5)以上步驟是在試驗(yàn)器空載情況下進(jìn)行的電壓繼電器的定值整定完畢后,停掉試驗(yàn)器電源,接上被試品后重復(fù)1)、2)步驟,調(diào)壓器的輸出電壓經(jīng)過升壓變壓器將電壓提高到要求的等級后,經(jīng)高壓整流管將輸出電壓變成直流,通過電容器濾波后,將試驗(yàn)電壓加在被試品上;
6)如果是做故障點(diǎn)擊穿試驗(yàn)時(shí),將電壓繼電器拔出,轉(zhuǎn)換開關(guān)打在連接位置,試驗(yàn)設(shè)備恢復(fù)到未改進(jìn)時(shí)的狀態(tài),輸出電壓將不在受電壓繼電器的控制,只有當(dāng)發(fā)生閃絡(luò)或被擊穿被試品,回路的電流增大,使得電流繼電器動(dòng)作,同樣斷開電磁開關(guān)電源,使輸出為零,保護(hù)了試驗(yàn)設(shè)備。
四、結(jié)論
直流高壓發(fā)生器經(jīng)過改進(jìn)后,在實(shí)際使用過程中取得了良好的效果,成功避免了一次因輸出電壓失控而造成被試品損壞的事故,大大提高了試驗(yàn)的安全性和準(zhǔn)確性,保證了電力設(shè)備的可靠性并延長了其使用壽命,從而保證了企業(yè)設(shè)備的安全平穩(wěn)優(yōu)質(zhì)運(yùn)行。
目前，諧波治理有三種基本方法和措施。串聯(lián)諧振在治理時(shí)，可分為兩部分：變電站的集中管理和非線性電氣設(shè)備的就地分散處理。按照誰污染誰治理的原則，應(yīng)該在非線性電氣設(shè)備處就地分散處理。但是，對于大量分散的民用設(shè)備，只能進(jìn)行集中治理。
一、增加系統(tǒng)容量。即降低系統(tǒng)阻抗，串聯(lián)諧振便是普及供電電源的容量后普及供電電壓的等級，從而提高非線性電氣設(shè)備的諧波抗干擾性。該方法相對昂貴，并且通常需要與電網(wǎng)開發(fā)計(jì)劃協(xié)調(diào)。
二、諧波的隔離。非線性電氣設(shè)備產(chǎn)生的諧波不僅直接影響電流本級電網(wǎng)，而且經(jīng)過變壓器后，還還影響到上幾級電網(wǎng)如何把這些非線性用電設(shè)備產(chǎn)生的諧波不影響或少影響其他幾級電網(wǎng)，串聯(lián)諧振也是控制諧波的基本方法。該方法廣泛采用。發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的功率通過Y /△、 Yo /△、 Yo / Y接線組的變壓器，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的3、 9次諧波分量非常小，幾乎為零。。雖然10KV大多配備Y / Y0接線，但35KV也有少量Y / Y0接線，因此10KV和35KV系統(tǒng)中的3、 9次諧波分量將大于高壓電網(wǎng)。
三、安裝過濾器。目前，變電站側(cè)和用戶側(cè)的諧波治理方法通常用安裝濾波器減少諧波分量。濾波器分為有源濾波器和無源濾波器。
1.無源濾波器通過L、 C串聯(lián)或并聯(lián)，以在某次的諧波下產(chǎn)生諧振。當(dāng)發(fā)生串聯(lián)諧振時(shí)，濾波器兩端的二次諧波電壓非常小，幾乎接近零。類濾波器通常連接到變壓器的次級側(cè)，因此變壓器的一次側(cè)該次諧波的分量也很小，從而達(dá)到諧波治理的目的。串聯(lián)無源濾波器大多用于5、 7、的10次諧波治理中，通常同時(shí)使用兩組以上濾波器，諧振頻率為5、 7次，同時(shí)充當(dāng)補(bǔ)償電容器組的作用。
2.有源諧波裝置的基本工作原理是將電源側(cè)的電流波形與正弦波進(jìn)行比較，并通過有源濾波器補(bǔ)償差額，這是諧波治理的發(fā)展方向。目前，由于功率電子元件容量不太大、電壓不高、但成本高，所以在這個(gè)階段無法大量取代無源濾波器。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力電子元件的成本正在下降，這種技術(shù)必將主導(dǎo)諧波治理的地位。
四、增加換向裝置的脈動(dòng)（相位）的數(shù)量。 交直流換流器產(chǎn)生的特征諧波電流次數(shù)與其整流電路近似地與諧波的次數(shù)成反比。因此，可以消除具一系列次數(shù)較低，成分較大的諧波，從而減少由諧波源產(chǎn)生的諧波電流。通過改造換流裝置后利用相互間有一定移相角的換流變壓器，可有效減少諧波量。
四方國瑞電力是國內(nèi)專業(yè)的電力承裝（修、試）資質(zhì)及電力承試設(shè)備研發(fā)生產(chǎn)企，專業(yè)針對不同電壓等級的試驗(yàn)需求，定制不同配置的電氣試驗(yàn)產(chǎn)品。
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