光伏電站變壓器簡介.docx

1、光伏電站變壓器簡介1.1 變壓器的工作原理變壓器是電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備之一，起到傳輸電能的作用。 從發(fā)電廠到用戶可根據(jù)不同的需要，將供電電壓升高或降低，要靠變 壓器來完成。變壓器是應(yīng)用電磁感應(yīng)原理來進行能量轉(zhuǎn)換的，其結(jié)構(gòu)的主要部 分是兩個（或兩個以上）互相絕緣的繞組，套在一個共同的鐵芯上， 兩個繞組之間通過磁場而耦合，但在電的方面沒有直接的聯(lián)系，能量 的轉(zhuǎn)換，能量的轉(zhuǎn)換以磁場作為媒介。在兩個繞組中，把接到電源的 一個稱為一次繞組，而把接到負(fù)載的一個稱為二次繞組。當(dāng)一次繞組 接到交流電源時，在外施電壓的作用下，一次繞組中通過交流電流， 并在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通，其頻率與外施電壓的頻率一致，這個

2、交變 磁通同時交鏈這一、二次繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，交變磁通在一、 二次繞組感應(yīng)出相同頻率的電動勢，二次繞組有了電動勢便向負(fù)載輸 出電能，實現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換。利用一、二次繞組匝數(shù)的不同及不同的繞組連接法，可使一、二 次繞組有不同的電壓、電流和相位。1.2 光伏電站100MW主變壓器一、lOOMw主變壓器參數(shù)1、#1主變壓器使用河北保定尼爾電氣制造的40Mw變壓器，型 號為 szn-40000/121變壓器的電流、電壓、有功、無功、油位（此題略高于分接）、 油溫（就地與遠方溫度計指示差小于5）等參數(shù)均在其銘牌或規(guī)程的規(guī)定范圍內(nèi)。變壓器的運行檢查安裝在有人值班的變電所的變壓器，應(yīng)根據(jù)控制盤上的儀表件式

3、 變壓器的運行。每小時抄表一次。假設(shè)變壓器過負(fù)荷運行，那么應(yīng)隔半小 時抄表一次。變壓器運行中應(yīng)檢查：變壓器油位，油色是否正常；器身、套管及附件有無滲油或銹蝕。上層油溫、聲響是否正常；有無異常氣味。變壓器是否清潔，有無破損裂紋。套管是否清潔，有無破損、裂紋和放電現(xiàn)象；接頭有無發(fā)熱。變壓器聲響是否正常。變壓器的防爆管隔膜是否正常完好。變壓器的油溫及冷卻系統(tǒng)運行狀況。呼吸器油封、硅膠是否失效。瓦斯繼電器是否充滿油，油色是否正常、有無滲漏油，放水、防 油措施是否完好，分接開關(guān)位置是否正確一致。假設(shè)變壓器系統(tǒng)在室內(nèi)，那么應(yīng)檢查門窗、門閂是否齊全，房屋是否 漏雨，照明和空氣溫度是否適宜。接地裝置及其引下線

4、是否完好，有無損傷、銹蝕等。運行電壓、電流是否在規(guī)定范圍內(nèi)。變壓器周圍是否有威脅變壓器正常運行的雜物。變壓器的特殊巡視檢查過負(fù)荷：監(jiān)視負(fù)荷電流、油位和油溫的變化，聲音是否正常，接 頭是否發(fā)熱。冷卻器是否全部投入并運轉(zhuǎn)正常。氣溫驟變時：檢查油位、接頭和引線松弛度是否正常。大風(fēng)、雷雨、冰雹后：檢查套管瓷絕緣有無破損、裂紋、放電、 接頭是否發(fā)熱。雨、霧、雪時：檢查套管瓷絕緣有無破損、裂紋、放電、接頭是 否發(fā)熱。故障后：檢查油色、油溫、瓦斯繼電器、套管瓷絕緣、接頭和接 地引下線等是否正常，有無噴油現(xiàn)象。新投和大修后投入運行：72h內(nèi)每2h巡視檢查一次變壓器的聲 音、油位、油溫和滲油等。變壓器的并列運行

5、并列運行的條件為線圈繞組組別相同；電壓比相等；短路電壓相 等。電壓比不同和短路電壓不同的變壓器，在任何一臺都不過負(fù)荷的 情況下，也可以并列運行；短路電壓不同的變壓器并列運行時，應(yīng)當(dāng) 適當(dāng)提高短路電壓大的變壓器二次電壓，并使并列運行的變壓器的容 量充分利用。變壓器安裝后以及在進行有可能會使相位變動的工作后，必須經(jīng) 過定相后才可以并列運行。所有奇數(shù)繞組的三相變壓器，只要調(diào)換外部接頭，即可并列運行; 所有偶數(shù)繞組的三相變壓器，如相差120°或240° ,亦可調(diào)換外部 接線頭并列運行。但相差60。、180°、300°者，必須調(diào)換內(nèi)部接線 后，才能并列。奇數(shù)繞組與

6、偶數(shù)繞組的變壓器不能互相并列。變壓器的合閘、拉閘和變換分接頭值班人員在合變壓器的開關(guān)前，需仔細檢查變壓器，以確保變壓 器處于完好狀態(tài)。檢查臨時接地線、標(biāo)識牌、遮攔等是否撤除。檢修 后合開關(guān)時還要檢查工作票是否交出，然后測量絕緣電阻。測量時應(yīng) 將電壓互感器斷開。所有備用變壓器均應(yīng)隨時可以投入運行。長期停用的備用變壓器 應(yīng)定期充電。變壓器的拉、合閘的操作程序應(yīng)在現(xiàn)場規(guī)程中予以規(guī)定并遵守下 列各條：變壓器的充電應(yīng)當(dāng)在裝有保護裝置的電源側(cè)進行，變壓器損壞時 可由保護裝置將其切斷。有開關(guān)時，必須使用開關(guān)投入和切斷。新安裝或更換線圈大修后的變壓器與電源側(cè)單元繞線時，投入運 行應(yīng)由零起升壓充電，其他變壓器可

7、沖擊合閘充電。變壓器在大修和 世故檢修及換油后，可無需等待消耗油中的氣泡即進行充油和加負(fù)荷 （但做耐油實驗除外）。裝有有真的變壓器在合閘前，應(yīng)放去外殼和 散熱器上部的殘存空氣。瓦斯繼電器當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時，油中產(chǎn)生的氣體或油流動時，瓦斯 繼電器的動作，發(fā)出信號或作用于變壓器跳閘，以保護變壓器。發(fā)生故障后，可通過瓦斯繼電器的觀察窗觀察氣體的顏色，并 取所進行分析，從而對故障的性質(zhì)作出判斷。瓦斯繼電保護裝置的運行變壓器由運行該為備用時，瓦斯保護裝置應(yīng)照常與信號聯(lián)接， 其目的在于監(jiān)視變壓器油面下降以便及時加油。對運行中的變壓器濾油和加油時，應(yīng)將瓦斯保護裝置改為信號 此時變壓器的其他繼電保護裝置（

8、如差動保護、電流切斷裝置）仍應(yīng) 接至跳閘線圈。變壓器濾油或加油后，與變壓器完全停止排出空氣氣 泡時，不可將瓦斯繼電保護裝置重新加入運行。當(dāng)油位計指示的油面有異常升高現(xiàn)象時，為查清原因，在未取 下瓦斯家電器跳閘回路的連接片以前，不得翻開各種放氣或放油的塞 子，清理呼吸器的孔眼或進行其他工作。變壓器的運行油溫標(biāo)準(zhǔn)為確保變壓器正常運行和其絕緣強度，防止變壓器油劣化。對運 行中的油浸式變壓器，運行人員必須認(rèn)證監(jiān)視上層油溫不超過標(biāo)準(zhǔn); 油浸式自冷為950當(dāng)運行人員發(fā)現(xiàn)接近極限溫度時，應(yīng)按現(xiàn)場規(guī) 程加投入冷卻器的數(shù)量或申請轉(zhuǎn)移負(fù)荷，并加強巡視和監(jiān)視。造成變壓器缺油的原因及危害造成變壓器缺油的主要因素有：變

9、壓器油箱滲油；放油截止閥門 關(guān)閉不嚴(yán)；取油樣后未及時補油；出現(xiàn)假油面未及時發(fā)現(xiàn)等。變壓器缺油的主要危害有：油面過低，可能致使瓦斯繼電器誤動 作，造成變壓器停電。同時由于變壓器繞組露出油面，會使絕緣強度 下降，甚至造成事故。另外，油箱進入空氣，變壓器油吸收空氣中的 潮氣，會使變壓器油絕緣強度下降，加速油質(zhì)劣化。運行中的變壓器取油樣時考前須知取油樣前，應(yīng)先檢查油標(biāo)管，變壓器缺油時不準(zhǔn)取樣；取油樣應(yīng)在天氣干燥時進行；應(yīng)使用帶玻璃塞的玻璃瓶裝油油樣，并須經(jīng)干燥處理；油樣應(yīng)一次取夠，做油耐壓試驗不少于0.5L,做簡化實驗不少 于ILo運行時的變壓器取油樣的方法應(yīng)在變壓器下部放油截門處取油樣，先放出2L左

10、右的底部積存 污油，并擦凈放油口，再用變壓器油沖洗干凈；用變壓器油將油樣瓶沖洗兩次，并將瓶塞沖洗干凈；將油樣灌入樣瓶后，應(yīng)立即將瓶塞塞好，并用石蠟封嚴(yán)瓶口，以 防受潮；啟瓶時，室溫應(yīng)接近取油樣時的溫度，否那么油樣會受潮，影響實 驗的結(jié)果。變壓器補油時的考前須知補入的油應(yīng)與變壓器中的油牌號相同，并經(jīng)過試驗確認(rèn)合格，不 同牌號的油應(yīng)做混油試驗確認(rèn)合格。如變壓器在運行中補油，補油前應(yīng)將重瓦斯保護裝置改接信號位 置，防止誤動掉閘。補油后要及時排放油中氣體，運行24小時之后， 可將重瓦斯投入到工作位置。補油應(yīng)在變壓器油枕上的注油孔處進行，補油要適量，禁止從下 部放油截門處補油。變壓器有載分接開關(guān)操作的一

11、般規(guī)定正常情況下，一般使用遠方電氣控制逐級調(diào)壓，同時監(jiān)視分接位 置指示燈與機械指示燈指示器的檔位一致、電壓變化在規(guī)定的調(diào)壓范 圍內(nèi)及對應(yīng)的電流變化正常（間隔應(yīng)在1分鐘以上，每調(diào)一個分接頭 計為一次），并做好記錄。當(dāng)有載調(diào)壓變壓器過載1. 2倍時，禁止分接開關(guān)變換操作并閉鎖。變壓器的異常運行狀態(tài)嚴(yán)重漏油；有位過高、過低或不正常升高；在正常負(fù)荷和冷卻條 件下油溫不正常升高；冷卻裝置故障；內(nèi)部聲音不正常；套管破損放 電或接頭發(fā)熱、瓦斯繼電器內(nèi)氣體不斷集聚，輕瓦斯連續(xù)動作發(fā)信號； 正?；蚴鹿蔬^負(fù)荷；有載調(diào)壓裝置故障。根據(jù)變壓器的聲音異常判斷故障性質(zhì)變壓器正常運行時發(fā)出均勻的“嗡嗡”聲，但如果有較高且沉

12、悶 的“嗡嗡”聲，可能是過負(fù)荷運行、電流大、鐵芯震動力增大引起， 應(yīng)監(jiān)視變壓器負(fù)荷變化。變壓器內(nèi)部有“哇哇”聲，可能是大動力設(shè)備啟動，負(fù)荷突然增 大，產(chǎn)生高次諧波；也可能使電網(wǎng)中發(fā)生過電壓或雷電波侵入或穿越 性短路等。變壓器內(nèi)部有間隙的“哼哼”聲，忽粗忽細、忽高忽低，可能是 系統(tǒng)中鐵磁諧振，或有斷線、接地故障。變壓器內(nèi)部有“僻啪”和“嗤嗤”的放電聲，假設(shè)聲音沉悶可能是 內(nèi)部發(fā)生局部放電；假設(shè)聲音清脆可能是套管裂紋、破損或污染嚴(yán)重、 設(shè)備線卡接觸不良放電。變壓器假設(shè)有“咕?！薄ⅰ肮緡！钡姆序v聲，可能是繞組發(fā)生短路故 障或接頭接觸不良近期的嚴(yán)重共過熱。變壓器有爆裂聲，可能是變壓器內(nèi)部絕緣擊穿的嚴(yán)重

13、放電。變壓內(nèi)部有“叮當(dāng)叮當(dāng)”錘擊聲及“呼呼”刮大風(fēng)聲，可能是鐵 芯夾金件松動或個別零件松動。變壓器溫度升高的原因分接開關(guān)接觸不良接觸電阻增加造成打冷戰(zhàn)發(fā)熱，輕者會增加功 率損耗，使油溫升高，重者還會燒毀分接開關(guān)。通過測量高壓繞組的 直流電阻，可判斷分接開關(guān)接觸情況；也可通過輕瓦斯頻繁動作或取 油化驗判斷。如屬分接開關(guān)接觸不良，應(yīng)通過吊心進行檢修。繞組短路局部會出現(xiàn)很大環(huán)流，繞組導(dǎo)線溫度升高，造成變壓器 溫升過高。通過測量繞組的直流電阻，可判斷匝間或?qū)娱g是否短路; 如短路點打火形成電弧,會使油分解產(chǎn)生氣體，導(dǎo)致清瓦斯頻繁動作。 匝間或?qū)娱g短路故障只能通過吊心檢查并處理。硅鋼片間絕緣損壞或穿心螺栓

14、的絕緣套管損壞，都會使鐵心產(chǎn)生 渦流，從而導(dǎo)致變壓器溫升過高。長時間的高溫會加速油質(zhì)老化，因 此，通過油質(zhì)化驗分析，可大致做出判斷。鐵心故障只能通過吊心檢 查并處理。澆注型干式變壓器的運行與維護澆注型干式變壓器將帶電的線圈用環(huán)氧樹脂澆注而成。因此，它具有難燃、平安、不吸收空氣中的潮氣、結(jié)構(gòu)牢固、體積小、重量 輕、損耗小，節(jié)能、運行噪音小、臟物不會進入線圈、檢查維護簡單 等特點。開始運行前的實驗，為了確保澆注型干式變壓器能夠在正常狀態(tài)下開始運行。要進行 如下工作：測量絕緣電阻（用2500V兆歐表）。絕緣電阻絕緣值如下（25）：額定電壓 KV3322116.63.31. 1工頻耐壓試驗。為了核實變

15、壓器能否接入電網(wǎng)，還應(yīng)進行耐壓試 驗。電路最高電壓KV7KV以下7KV以上試驗時間min1010試驗電壓KV1.5E （最低 0. 5KV）1.2E （最低 10. 5KV）E是變壓器最高工作電壓投入后的維護和檢查檢查帶電運行的澆注型干式變壓器時，絕不可觸及澆注型線圈的 環(huán)氧樹脂外表，因為在運行中其外表電位與其內(nèi)部線圈導(dǎo)體上的電位 大致相等觸及后有危險。通常在澆注型變壓器醒目之處釘有“禁止運 行中觸及”的警告標(biāo)示牌。當(dāng)需要靠近帶電局部時，與帶電局部應(yīng)保 持如下表規(guī)定的距離。距離（m）1.01.5額定電壓（KV）22KV及以下超過22KV至33KV停電檢查和維護時應(yīng)核實變壓器確已切斷電源，并經(jīng)過

16、驗電，做好接地后方可進行檢查和維護o日常的檢查維護：日常的維護和檢查是從外觀檢查變壓器的運轉(zhuǎn)狀態(tài)，每日進行一 次，包括抄錄電壓、電流、功率因數(shù)、環(huán)境溫度、變壓器的溫度、聲音、振動情況、有無異常氣味，以及線圈、鐵芯、接線等有無灰塵放 電等異?，F(xiàn)象，以便及時采取措施，防止發(fā)生不測事故。定期檢查:第一次定期檢查可在運行后23個月，以后每年進行一次。內(nèi)容是:是:澆注線間連接線有無老化，有無沾污絕緣情況；鐵芯、風(fēng)道有無沾污和其他異?，F(xiàn)象；引出線、調(diào)壓分接開關(guān)的連接是否異常；線 圈支持件是否異常；儀表及保護裝置的讀書和動作是否正確；以及冷 卻裝置（如電機、風(fēng)扇。軸承）附屬儀表（如斷風(fēng)報警、溫度計等） 是否

17、正常。發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)予以更換和修理。其中“S”表示變壓器的相數(shù)為三相其中“Z”表示有載調(diào)壓其中“n”為變壓器的設(shè)計序號，同時高、低壓電壓向量關(guān)系其中“40000”表示變壓器的額定容量為40000KVA其中“121”表示變壓器的高壓側(cè)為121Kv等級主變壓器接線方式為YNdll其中“Y”表示星形接線其中“N”表示高壓側(cè)中性點有零線引出其中“d”表示三角形接線其中“n”表示相位差為30。主變壓器額定頻率50HZ主變壓器形式為油浸式主變壓器冷卻方式為油浸自冷式主變壓器Ct變比為400/52、#2主變壓器使用河北保定尼爾電氣制造的60Mw變壓器，型 號為 SFZ11-63000/121其中“S”表示變壓器

18、的相數(shù)為三相其中“Z”表示有載調(diào)壓其中“11”為變壓器的設(shè)計序號，同時高、低壓電壓向量關(guān)系其中“63000”表示變壓器的額定容量為63000KVA其中“121”表示變壓器的高壓側(cè)為121Kv等級主變壓器接線方式為YNdll其中“Y”表示星形接線其中“N”表示高壓側(cè)中性點有零線引出其中“d”表示三角形接線其中表示相位差為30。主變壓器額定頻率50HZ主變壓器形式為油浸式主變壓器冷卻方式為油浸自冷式主變壓器Ct變比為400/5二、變壓器的結(jié)構(gòu)高壓套管分接開關(guān)一二-平安氣道 油位計 油枕，一呼吸器變壓器油散熱也油箱大型的變壓器一般是由鐵芯、繞組、油箱、絕緣套管與主要局部 組成。鐵芯和繞組是變壓器進行

19、電磁能量轉(zhuǎn)換的有效局部，稱為變壓 器的器身。油箱是油浸式變壓器的外殼，箱內(nèi)灌滿了變壓器油，變壓 器起絕緣和散熱作用。絕緣套管是將變壓器內(nèi)部的高低壓引線引到油 箱的外部。不但作為引線對地的絕緣，身擔(dān)負(fù)著固定引線的作用。凈油器繞組鐵芯下面分析各部件的作用:鐵芯。鐵芯是變壓器的基本部件，由磁導(dǎo)體和夾緊裝置組成，鐵芯的磁 導(dǎo)體是變壓器的磁路，它把一次電路的電能轉(zhuǎn)為磁能，又由本身的磁 能轉(zhuǎn)變?yōu)槎坞娐返碾娔埽悄芰哭D(zhuǎn)換的媒介。鐵芯必須接地。因鐵 心及金屬構(gòu)件在繞組電場作用下具有不同的電位，與油箱之間有電位 差，雖然它們之間的電位差不大，但將通過很小的絕緣距離而斷續(xù)放 電。放電一方面使油分解，另一方面無法

20、確認(rèn)變壓器在試驗和運行中 的狀態(tài)是否正常。鐵芯必須是一點接地。鐵芯中是有磁通的，當(dāng)有多 余點接地時，等于通過接地片而短接鐵心片，短接回路中有感應(yīng)環(huán)流, 接地點越多，環(huán)流回路越多，環(huán)流越大，環(huán)流大小還與多余接地點的 位置有關(guān)。鐵心接地片為厚0. 3mm,寬40nm的紫銅片，銅片外表錫 以減少接觸電阻，鐵芯接地片插入鐵筑的最大級中插入深度不小于 40mm o繞組。變壓器的繞組是電流的通路，靠繞組通入電流，并借電磁感應(yīng)作 用產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。繞組必須具有足夠的電氣強度，耐熱強度和機械 強度。連接組別與引線。三相高壓，低壓繞組分別連接起來，接成國家標(biāo)準(zhǔn)G131094-85 所規(guī)定的YNdll連接組，三相

21、高壓繞組接成YN,就是把X、Y、Z連 在一起，并用中點套管引出，低壓繞組連成d,就是a與y相連，b 與z相連，c與x相連，使高低壓繞組線電壓之間的相角差成為11 點的時鐘。上述的同相繞組連接線，按接線組別，相與相方向的連接線以及 各繞組端頭引至箱殼出線套管的導(dǎo)線均稱為引線，引線的截面應(yīng)能承 受所通過的電流而不致過熱。按不同的絕緣等級，引線和各載流局部, 接地局部應(yīng)有足夠的絕緣距離，并保證必要的絕緣余度，引線要求布 置清晰，起線方便，距離較短，并與箱殼上套管的位置相對應(yīng)。高低 壓引線應(yīng)分別在器身的兩側(cè)，引線用木夾件支撐，本夾件固定在器身 的構(gòu)件上。油箱。油箱是油浸式變壓器的外殼，變壓器主體放在油

22、箱中，箱內(nèi)充滿 變壓器油。儲油柜。儲油柜也稱輔助油箱，它是由鋼板做成的圓筒形容器，水平安裝 在變壓器的油箱上，用彎曲連管與油箱連接，儲油柜的一端裝有油位 指示計，儲油柜的容積一般為變壓器油箱所裝油體積的8Q10%。其 作用是變壓器內(nèi)部充滿油，而由于儲油柜內(nèi)油位在一定限度，當(dāng)油在 不同溫度下膨脹和收縮時有回旋余地，并且儲油柜內(nèi)空余的位置小, 使油和空氣接觸的少，減少了油受潮的和氧化的可能性，另外，儲油 柜內(nèi)的油比油箱上部的油溫低很多，幾乎不和油箱內(nèi)的油對流。在儲 油柜和油箱的連接管上裝有氣體繼電器，來反映變壓器的內(nèi)部故障。呼吸器。呼吸器內(nèi)裝有干燥劑即硅膠，用來吸收空氣中的水分。防爆管。防爆管安裝

23、在變壓器的油箱蓋上。溫度計。溫度計安裝在油箱蓋上的測溫桶內(nèi)用來測量油箱內(nèi)的上層油溫。 套管。套管是將變壓器高、低壓繞組的引線引到油箱外部的絕緣裝置。 它既是引線對地（外殼）的絕緣，又擔(dān)負(fù)著固定引線的作用。冷卻裝置。冷卻裝置是將變壓器在運行中產(chǎn)生的熱量散發(fā)出去的設(shè)備。凈油器。又稱為溫差過濾器。它的主要局部是用鋼板焊成的圓筒形凈油罐, 安裝在變壓器油箱的一側(cè)，罐內(nèi)充滿硅膠、活性氧化鋁等吸附劑。在 運行中，由于上層油和下層油之間的溫差，于是變壓器油從上向下流 動經(jīng)過凈油器形成對流，油與吸附劑接觸，其中的水分、酸和氧化物 等被吸收，使油得到凈化。延長油的使用期限。強油循環(huán)變壓器的凈 油器是靠油流壓差使變壓器油流經(jīng)凈油泵，到達凈化的目的。1.3光伏電站箱變一、箱變參數(shù)箱變使用山東市泰開電器制造的型號為 ZGS11-Z. G-1000/10 的箱變其中“ZG”表示變壓器為組合式美式一體箱變其中“S”表示三相其中“11”為變壓器的設(shè)計序號，同時也是變壓器的功耗等級其中“1000”表示變壓器額定容量為lOOOKva其中“10”表示變壓器高壓側(cè)為lOKv等級接線方式為Dyllyll額定頻率50HZ冷卻方式為油浸自冷式器身吊重1660Kg絕緣油重H50Kg總重4600Kg二、變壓器結(jié)構(gòu)組合式箱變的基本構(gòu)成同大多數(shù)變壓器一樣，均是由鐵芯、繞組、油箱與主要局部組成，其余局部的組成如下：箱式變壓器（