220kV及以下变电设备运维检修培训手册（一次部分）

　　为了适应国家电网公司打造“全科医生”和“专科医生”的要求，针对220kV及以下变电站一次设备的安装调试、运维、检修、高压试验等内容编制本综合型培训手册。本书共分为三篇二十一章，包括220kV及以下变电站一次设备、220kV及以下变电站一次设备运维、220kV及以下变电设备试化验三大部分内容。本书涵盖了变电站一次设备的原理及现场应用，内容丰富、全面，可操作性强。本书可供220kV及以下变电站一次设备安装调试、运维、检修、高压试验人员学习与参考，也可供相关专业院校师生培训与参考。

　　马艳，国网滁州供电公司正高级工程师。1990年参加工作，主要从事继电保护及安全自动装置、变电站调度自动化、交直流电源设备安装、调试、检修、反措消缺、故障分析处理以及变电检修安全管理工作。

目录
第一篇220kV及以下变电站一次设备
前言
1220kV及以下变压器2
1.1概述2
1.2结构及工作原理2
1.2.1工作原理2
1.2.2主要结构2
1.3组部件原理与作用2
1.3.1保护类装置3
1.3.2油保护装置5
1.3.3变压器的冷却装置6
1.3.4套管7
1.3.5调压装置9
1.4检修维护9
1.4.1变压器吊罩（芯）进行器身大修10
1.4.2变压器有载开关吊芯检查12
1.4.3变压器及组部件例行检查13
1.5典型案例分析15
1.5.1变压器渗漏油故障15
1.5.2绕组故障17
1.5.3套管故障18
1.5.4铁心故障20
1.5.5气体保护故障24
1.5.6变压器油位异常故障25
1.5.7变压器引线接头发热、气味异常28
1.5.8变压器有载调压开关异常故障30
1.5.9变压器着火34
2高压交流断路器35
2.1概述35
2.1.1电弧的形成 35
2.1.2电弧的熄灭 35
2.1.3交流电弧的开断 36
2.2结构及工作原理36
2.2.1SF6断路器工作原理及结构36
2.2.2真空断路器工作原理及结构40
2.3检修维护45
2.3.1例行维护与定期检修45
2.3.2状态检修45
2.4典型故障案例分析45
3气体绝缘金属封闭开关设备（GIS）51
3.1综述51
3.1.1高压配电装置的型式种类51
3.1.2GIS技术发展历程简介52
3.1.3GIS的主要特点52
3.1.4GIS的分类53
3.2结构组成及原理53
3.2.1简述53
3.2.2GIS的主要组成元件及原理54
4高压隔离开关66
4.1概述66
4.1.1隔离开关作用66
4.1.2隔离开关的分类66
4.1.3隔离开关的型号67
4.2隔离开关结构及工作原理67
4.2.1隔离开关的结构组成67
4.2.2常用隔离开关结构类型及原理67
4.2.3操动机构结构及原理73
4.2.4隔离开关的二次原理74
4.3检修维护77
4.3.1隔离开关各部位的维护保养和
检修77
4.3.2检修后的调试、验收和投运82
4.4典型故障案例分析83
5高压开关柜88
5.1概述88
5.2结构及工作原理88
5.2.1高压开关柜分类88
5.2.2典型高压开关柜结构组成简介89
5.2.3高压开关柜组成元件97
5.2.4高压开关柜关键技术102
5.3检修维护106
5.3.1日常巡检项目、周期及质量标准107
5.3.2小修项目、周期107
5.3.3大修项目、周期107
5.4典型故障案例108
5.4.1常见问题及处理方法108
5.4.2典型故障案例111
6电力五小器114
6.1概述114
6.2电力五小器结构及工作原理114
6.2.1电力五小器的分类114
6.2.2电力五小器的结构及工作原理115
6.3电力五小器典型故障案例分析125
6.3.1互感器常见故障处理125
6.3.2电容器常见故障处理128
6.3.3电抗器常见故障处理130
6.3.4氧化锌避雷器常见故障处理131第二篇220kV及以下变电站一次设备运维
7一次设备运维操作134
7.1一次设备巡视基本要求134
7.1.1基本情况134
7.1.2设备巡视方法135
7.2一次设备巡视基本要点136
7.2.1变压器巡视136
7.2.2断路器巡视137
7.2.3组合电器巡视138
7.2.4隔离断路器巡视138
7.2.5开关柜巡视139
7.2.6互感器巡视139
7.2.7避雷器巡视140
7.2.8无功补偿设备巡视140
7.2.9母线及绝缘子巡视141
7.2.10穿墙套管巡视142
7.2.11电力电缆巡视142
7.2.12其他辅助设施的巡视143
7.3一次设备操作146
7.3.1倒闸操作基本知识146
7.3.2简单倒闸操作148
7.3.3复杂倒闸操作163
7.4相关事故案例166
7.5变电运维一体化项目节选167
7.5.1接地引下线导通检测167
7.5.2开关柜局部放电检测168
7.5.3GIS局放放电检测169
7.5.4铁心（夹件）接地电流检测170第三篇220kV及以下变电设备试化验
8变压器常规绝缘试验173
8.1试验项目及目的173
8.2试验条件及前期准备173
8.2.1环境要求173
8.2.2人员要求173
8.2.3安全要求173
8.2.4试验仪器要求174
8.2.5试验准备174
8.3试验方法174
8.3.1绕组绝缘电阻、吸收比或（和）极
化指数及铁心的绝缘电阻174
8.3.2绕组的tagδ及其电容量175
8.4试验数据分析和处理175
8.4.1绕组绝缘电阻175
8.4.2铁心绝缘电阻175
8.4.3绕组的tanδ及其电容量175
8.5注意事项176
8.5.1绝缘电阻测试176
8.5.2介质损耗及电容量测试176
9变压器绕组直流电阻测量177
9.1试验项目及目的177
9.2试验条件及前期准备177
9.2.1环境要求177
9.2.2人员要求177
9.2.3安全要求177
9.2.4试验仪器要求 178
9.2.5试验准备178
9.3试验方法178
9.3.1相电阻测量178
9.3.2线电阻测量178
9.4试验数据分析和处理179
9.5注意事项180
10变压器绕组电压比测量181
10.1试验项目及目的181
10.2试验条件及前期准备181
10.2.1环境要求181
10.2.2人员要求181
10.2.3安全要求181
10.2.4试验电源要求182
10.2.5试验准备182
10.3试验方法182
10.4试验数据分析和处理183
10.5注意事项183
11变压器空载试验184
11.1试验项目及目的184
11.2试验条件及前期准备184
11.2.1环境要求184
11.2.2人员要求184
11.2.3安全要求184
11.2.4试验仪器要求185
11.2.5试验准备185
11.3试验方法185
11.4试验数据分析和处理186
11.4.1空载电流和空载损耗测量试验
标准186
11.4.2判断分析186
11.5注意事项187
12变压器负载试验188
12.1试验项目及目的188
12.2试验条件及前期准备188
12.2.1环境要求188
12.2.2人员要求188
12.2.3安全要求188
12.2.4试验相关要求189
12.2.5试验准备 190
12.3试验方法190
12.3.1试验线路190
12.3.2负载试验的方法190
12.4试验数据分析和处理190
12.4.1负载损耗校正到参考温度190
12.4.2短路阻抗试验结果的计算191
12.5注意事项191
13互感器试验192
13.1试验项目及目的192
13.1.1电容量和介质损耗因数tanδ
测量192
13.1.2绝缘电阻测量192
13.2试验条件及前期准备192
13.2.1环境要求192
13.2.2待试设备要求192
13.2.3人员要求192
13.2.4安全要求192
13.2.5试验电压要求193
13.2.6试验仪器要求193
13.2.7试验准备193
13.3试验方法193
13.3.1电容量及介质损耗因数tanδ
测量193
13.3.2绝缘电阻测量195
13.4试验数据分析和处理196
14断路器试验197
14.1试验项目及目的197
14.1.1主回路测量197
14.1.2绝缘电阻测量197
14.2试验条件及前期准备197
14.2.1环境要求197
14.2.2待试设备要求197
14.2.3人员要求197
14.2.4安全要求197
14.2.5试验电压要求198
14.2.6试验仪器要求198
14.2.7试验准备198
14.3试验方法198
14.3.1主回路测量198
14.3.2绝缘电阻测量199
14.4试验数据分析和处理200
15GIS试验201
15.1GIS主回路直流电阻测试201
15.1.1试验目的201
15.1.2试验条件及前期准备201
15.1.3试验方法202
15.1.4试验数据分析和处理202
15.2GIS现场交流耐压试验203
15.2.1试验目的203
15.2.2试验条件及前期准备203
15.2.3试验方法203
15.2.4试验数据分析和处理205
16电力电缆试验206
16.1试验项目及目的206
16.2试验条件及前期准备206
16.2.1环境要求206
16.2.2待试设备要求206
16.2.3人员要求206
16.2.4安全要求206
16.2.5试验仪器要求207
16.2.6试验准备207
16.3试验方法207
16.3.1主绝缘交流耐压试验207
16.3.2主绝缘绝缘电阻试验208
16.4试验数据分析和处理208
17电容器试验209
17.1试验项目及目的209
17.2试验条件及前期准备209
17.2.1环境要求209
17.2.2待试设备要求209
17.2.3人员要求209
17.2.4安全要求209
17.2.5试验仪器选择210
17.2.6试验仪器要求210
17.2.7试验准备210
17.3试验方法210
17.3.1电压电流表法210
17.3.2电容电感测试仪法211
17.4试验数据分析和处理211
18避雷器试验212
18.1试验项目及目的212
18.1.1U1mA及0.75U1mA下的泄漏电流
测量212
18.1.2底座绝缘电阻测量212
18.1.3放电计数器功能检查212
18.2试验条件及前期准备212
18.2.1环境要求212
18.2.2待试设备要求212
18.2.3人员要求212
18.2.4安全要求212
18.2.5试验仪器要求213
18.2.6试验准备213
18.3试验方法213
18.3.1U1mA及0.75U1mA下的泄漏电流
测量213
18.3.2底座绝缘电阻测量214
18.3.3放电计数器功能检查215
18.4试验数据分析和处理215
19线路参数测试216
19.1试验项目及目的216
19.2试验条件及前期准备216
19.2.1环境要求216
19.2.2待试线路要求216
19.2.3人员要求216
19.2.4安全要求216
19.2.5试验仪器217
19.2.6试验准备217
19.3试验方法217
19.3.1测量线路感应电压及核相217
19.3.2测量绝缘电阻及核相217
19.3.3测量线路直流电阻218
19.3.4测量线路正序阻抗及零序阻抗219
19.3.5测量线路正序电容及零序电容219
19.4试验数据分析和处理220
20绝缘油试验221
20.1绝缘油击穿电压检测221
20.1.1检测目的221
20.1.2检测条件及前期准备221
20.1.3检测方法222
20.1.4检测数据分析和处理223
20.2油中溶解气体检测223
20.2.1检测目的223
20.2.2检测条件及前期准备223
20.2.3检测方法224
20.2.4检测数据分析和处理226
20.3绝缘油介质损耗因数检测226
20.3.1检测目的226
20.3.2检测条件及前期准备226
20.3.3检测方法227
20.3.4检测数据分析和处理228
20.4绝缘油水分检测228
20.4.1检测目的228
20.4.2检测条件及前期准备228
20.4.3检测方法229
20.4.4检测数据分析和处理230
20.5绝缘油界面张力检测230
20.5.1检测目的230
20.5.2检测条件及前期准备230
20.5.3检测方法231
20.5.4检测数据分析和处理232
21六氟化硫（SF6）气体试验233
21.1SF6湿度检测233
21.1.1检测目的233
21.1.2检测条件及前期准备233
21.1.3检测方法234
21.1.4检测数据分析和处理235
21.2SF6气体分解产物检测236
21.2.1检测目的236
21.2.2检测条件及前期准备236
21.2.3检测方法237
21.2.4检测数据分析和处理237
参考文献239