電力變壓器的選擇與運行維護

1、一、電力變壓器的結(jié)構(gòu)、分類及特點：1.結(jié)構(gòu)1 1信號溫度計信號溫度計2 2銘牌銘牌 3 3吸濕器吸濕器 4 4油枕油枕( (儲油柜儲油柜) ) 5 5油位指示器油位指示器6 6防爆管防爆管 7 7瓦斯繼電器瓦斯繼電器 8 8高壓套管高壓套管 9 9低壓套管低壓套管 1010分接開關(guān)分接開關(guān)1111油箱及散熱油管油箱及散熱油管 1212鐵心鐵心 1313繞組及絕緣繞組及絕緣1414放油閥放油閥 1515小車小車 1616接地端子接地端子礦用隔爆干式變壓器環(huán)氧樹脂澆注的三相干式變壓器環(huán)氧樹脂澆注的三相干式變壓器1 1高壓出線套管和接線高壓出線套管和接線端子端子 2 2吊環(huán)吊環(huán) 3 3上上夾件夾件

2、4 4低壓出線接線端子低壓出線接線端子 5 5銘牌銘牌 6 6環(huán)氧樹脂澆注絕緣繞環(huán)氧樹脂澆注絕緣繞組組 7 7上下夾件拉桿上下夾件拉桿 8 8警示標牌警示標牌 9 9鐵心鐵心 1010下夾件下夾件1111小車小車 1212三相高三相高壓繞組間的連接導(dǎo)體壓繞組間的連接導(dǎo)體 1313高壓分接頭連接片高壓分接頭連接片充氣式變壓器1）按功能分按功能分：升壓變壓器 降壓變壓器2）按相數(shù)分按相數(shù)分：單相變壓器 三相變壓器3）按繞組的材質(zhì)分按繞組的材質(zhì)分：銅繞組 鋁繞組4）按繞組型式分按繞組型式分：雙繞組變壓器 三繞組變壓器 自耦變壓器5）按容量系列分按容量系列分，用 R10系列來確定變壓器的容量，即按R1

3、0=1.26的倍數(shù)遞增，常用的有100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000、2500、3150 KVA等。小型變壓器 ：容量為500KVA以下中型變壓器 ：容量為630300KVA大型變壓器 ：容量為8000 KVA以上6）按電壓調(diào)節(jié)方式分：按電壓調(diào)節(jié)方式分：無載調(diào)壓變壓器 有載調(diào)壓變壓器7 7）按安裝地點分）按安裝地點分：戶內(nèi)式 戶外式8）按冷卻方式和繞組絕緣分：油浸式：自冷式 水冷式和強迫油循環(huán)式 風冷式干式（澆注式、開啟式、封閉式）氣體（SF6）式9 9）按用途分）按用途分：普通變壓器 防雷變壓器 配電變壓器 主

4、變壓器 常用的聯(lián)結(jié)組別： Yyn0、Dyn11、Yzn11、Yd11、YNd11 。1. 1. 配電變壓器的聯(lián)結(jié)組別配電變壓器的聯(lián)結(jié)組別1） Yyn0聯(lián)結(jié)組別：帶中線帶中線特點特點 線路中可能有的線路中可能有的3n(n=1、2、3)次諧次諧波電流會注入公共的高壓電網(wǎng)中；波電流會注入公共的高壓電網(wǎng)中；中性線的電流規(guī)定不能超過相線電流中性線的電流規(guī)定不能超過相線電流的的25；變壓器一次繞組的絕緣強度要求較低變壓器一次繞組的絕緣強度要求較低（與（與Dyn11比較），因而造價比比較），因而造價比Dyn11型型的稍低。的稍低。使用 ： 負荷嚴重不平衡或3n次諧波比較突出的場合不宜采用這種聯(lián)結(jié)； 在TN和

5、TT系統(tǒng)中由單相不平衡電流引起的中性線電流不超過二次繞組額定電流的25%、且任一相的電流在滿載都不超過額定電流時可選用。2） Dyn11聯(lián)結(jié)組別：聯(lián)結(jié)組別：特點：特點： 抑制高次諧波：3n次諧波電流在其三角形的一次繞組中形成環(huán)流，不致注入公共電網(wǎng)；承受單相不平衡電流的能力遠遠大于Yyn0聯(lián)結(jié)組別的變壓器，按規(guī)定，中性線電流容許達到相電流的75%。使用使用：對于現(xiàn)代供電系統(tǒng)中單相負荷急劇增加的情況，尤其在TN和TT系統(tǒng)中，Dyn11聯(lián)結(jié)的變壓器得到大力的推廣和應(yīng)用。 2 2防雷變壓器的聯(lián)結(jié)組別：防雷變壓器的聯(lián)結(jié)組別： Yzn11曲折形（Z）半個繞組半個繞組特點：特點：有利于防雷：在同一鐵心柱上的

6、兩半個繞組的電流正好相反，使磁動勢相互抵消。因此如果雷電過電壓沿二次側(cè)線路侵入時，此過電壓不會感應(yīng)到一次側(cè)線路上；反之，如雷電過電壓沿二次側(cè)線路侵入，二次側(cè)也不會出現(xiàn)過電壓。變壓器二次繞組的用材量比Yyn0型的增加15%以上。絕緣材料的耐熱等級絕緣材料的耐熱等級級別級別絕絕 緣緣 材材 料料極限工作溫極限工作溫度（度（0C）Y木材、棉花、紙、纖維等天然的紡織品木材、棉花、紙、纖維等天然的紡織品90A工作于礦物油或用油浸過的工作于礦物油或用油浸過的Y Y級絕緣材料，級絕緣材料，漆包線、漆布、漆絲等漆包線、漆布、漆絲等105E聚酯薄膜和聚酯薄膜和A A材料的復(fù)合、玻璃布等材料的復(fù)合、玻璃布等120

7、B聚酯薄膜、玻璃纖維、石棉等聚酯薄膜、玻璃纖維、石棉等130F層壓制品、復(fù)合硅有機聚酯漆等層壓制品、復(fù)合硅有機聚酯漆等155H無機材料補強的云母制品、加厚的無機材料補強的云母制品、加厚的F F級材級材料等料等180C不采用任何有機粘合劑及浸漬劑的無機物，不采用任何有機粘合劑及浸漬劑的無機物，如石英、石棉、云母、電瓷等如石英、石棉、云母、電瓷等180以上以上1.電力變壓器實際容量的計算：1）變壓器的實際容量變壓器的實際容量：在實際使用條件下，在不影響變壓器的規(guī)定使用年限（20年）時所能連續(xù)輸出的最大視在功率。2 2）對戶外變壓器：）對戶外變壓器：年平均溫度額定容量3）對戶內(nèi)變壓器：2.2.電力變

8、壓器的臺數(shù)選擇：電力變壓器的臺數(shù)選擇：1）應(yīng)滿足用電負荷對供電可靠性的要求。2）對季節(jié)性負荷或晝夜負荷變動較大而宜于采用經(jīng)濟運行方式的變電所，也可考慮采用兩臺變壓器。3）除上述情況外，一般變電所宜采用一臺變壓器，但是負荷集中而容量相當大的變電所，雖為三級負荷，也可以采用兩臺或以上變壓器。4）在確定變電所主變壓器臺數(shù)時，還應(yīng)適當考慮負荷的發(fā)展，留有一定的余量。 3.變電所主變壓器容量的選擇：裝有一臺主變壓器的變電所：裝有一臺主變壓器的變電所：SSSNTT30裝有兩臺主變壓器的變電所：裝有兩臺主變壓器的變電所：一臺單獨運行時：SSSNTT30)7 . 06 . 0(任一臺單獨運行時：SSSNTT)

9、(30取最取最大值大值兩臺變壓器且為明備用時：按一臺一臺變壓器的方法選擇車間變電所單臺變壓器容量上限車間變電所單臺變壓器容量上限：一般不大于1250KVA；裝設(shè)在二樓時，采用干式，不大于800KVA；居住小區(qū)：一般采用環(huán)氧樹脂澆注干式變壓器，如采用油浸式變壓器，單臺容量不大于800KVA。適當考慮近期發(fā)展。適當考慮近期發(fā)展。一、繼電保護裝置的任務(wù)一、繼電保護裝置的任務(wù)：1.故障時跳閘：短路時跳閘并報警。2.異常狀態(tài)時報警：過負荷或有苗頭二、繼電保護裝置的基本要求：二、繼電保護裝置的基本要求：1.1.選擇性：選擇性：2.2.速動性：速動性：3.3.可靠性：可靠性：4.4.靈敏性：對故障和不正常運

10、行的靈敏性：對故障和不正常運行的反映能力反映能力 對過電流保護裝置：對過電流保護裝置：IISoplkPmin被保護區(qū)內(nèi)最小被保護區(qū)內(nèi)最小運行方式下的最運行方式下的最小短路電流小短路電流保護裝置一次側(cè)保護裝置一次側(cè)動作電流動作電流靈敏系數(shù)對低電壓保護裝置：對低電壓保護裝置：UUSKoplPmax保護裝置一保護裝置一次動作電壓次動作電壓保護區(qū)內(nèi)發(fā)生短路保護區(qū)內(nèi)發(fā)生短路時，連接該保護裝時，連接該保護裝置的母線上的最大置的母線上的最大殘余電壓殘余電壓三、繼電保護裝置組成及常用保護三、繼電保護裝置組成及常用保護繼電器：繼電器：1.1.組成：組成：2.2.常用的機電式保護繼電器：常用的機電式保護繼電器：1

11、 1）電磁式電流繼電器：）電磁式電流繼電器：IIKoprere返回系數(shù)返回電流動作電流DL-10DL-10系列內(nèi)部接線及圖形符號：系列內(nèi)部接線及圖形符號：2）感應(yīng)式電流繼電器：1-線圈線圈 2-電磁鐵電磁鐵 3-短路環(huán)短路環(huán) 4-鋁盤鋁盤 5-鋼片鋼片 6-鋁框架鋁框架 7-調(diào)節(jié)彈簧調(diào)節(jié)彈簧 8-制動永久磁鐵制動永久磁鐵 9-扇形齒輪扇形齒輪 10-蝸桿蝸桿 11-扁桿扁桿12-觸點觸點13-時限調(diào)節(jié)螺釘時限調(diào)節(jié)螺釘 14-速斷電流調(diào)節(jié)螺速斷電流調(diào)節(jié)螺桿桿 15-銜鐵銜鐵 16-動作電流調(diào)節(jié)插動作電流調(diào)節(jié)插銷銷IInopqbqb速斷電流倍數(shù)速斷電流動作電流四、電力變壓器的繼電保護：四、電力變壓

12、器的繼電保護：1.1.概述：概述：變壓器故障：變壓器故障：內(nèi)部故障內(nèi)部故障：繞組的相間短路、繞組匝間短路、單相接地短路。外部故障外部故障：引出線上絕緣套管的故障。跳閘跳閘不正常工作狀態(tài)：不正常工作狀態(tài)：外部短路和過負荷引起的過電流、油面的過度降低、溫度升高。跳閘跳閘報警繼電保護設(shè)置：繼電保護設(shè)置：610KV車間變電所的主變壓器：定時限過電流保護和電流速斷保護；動作電流為0.50.7S時，可不裝800KVA及以上的油浸式變壓器：還需裝設(shè)瓦斯保護；裝在車間內(nèi)部時，容量為400KVA及以上并列運行的變壓器容量（單臺）在400KVA及以上，以及雖為單臺運行但又作為備用的變壓器有可能過負荷時：裝設(shè)過負荷

13、保護；單臺運行容量在1萬KVA及以上、兩臺并列運行容量在6300KVA及以上的變壓器：裝設(shè)縱聯(lián)差動保護2.2.變壓器的瓦斯保護：變壓器的瓦斯保護：油箱油箱瓦斯繼電器油枕FJa-80瓦斯繼電器的結(jié)構(gòu)示意圖1-容器容器 2-蓋蓋3、7-上、下油杯上、下油杯 4、8-永久磁鐵永久磁鐵 5-上動觸點上動觸點 6-上靜觸點上靜觸點9-下動觸點下動觸點 10-下靜觸點下靜觸點 11-支架支架 12-下油杯平衡錘下油杯平衡錘 13-下油杯轉(zhuǎn)軸下油杯轉(zhuǎn)軸 14-擋板擋板 15-上油杯平衡錘上油杯平衡錘 16-上油杯轉(zhuǎn)軸上油杯轉(zhuǎn)軸 17-放氣閥放氣閥3.3.變壓器的過電流保護、電流速斷和變壓器的過電流保護、電流

14、速斷和過負荷保護過負荷保護: :過負荷一般都是三相對稱，只在一相上裝過電流繼電器1）變壓器的過電流保護：動作電流為：IKKKKILireWrelOPmax可靠系數(shù)對DL型取1.2對GL型取1.3接線系數(shù)一般取1兩相電流差接線時取3返回系數(shù)對DL型取0.8對GL型取0.85電流互感器變比線路最大負荷電流=（1.53）INT1若用斷路器手動操作機構(gòu)中的過電流脫扣器YR作過電流保護，則動作電流整定公式為：IKKKILiWrelOPmax取22.5動作時間的整定：階梯原則動作時間的整定：階梯原則對車間變電所，可整定為最小值0.5S。過電流保護的靈敏度：5 . 1min)2(minSIKIKSPOPiK

15、WP變壓器低壓側(cè)母線發(fā)生兩相短路電流換算到高壓側(cè)的值做后備保護時取1.22 2）變壓器的速斷保護：）變壓器的速斷保護：動作電流整定：IKKKIKiWrelqbmax可靠系數(shù)對DL取1.21.3；對GL取1.41.5；對脫扣器取1.82。低壓母線三相短路電流的周期分量有效值換算到高壓側(cè)的電流值變壓器的速斷保護的靈敏度校驗：5 . 1)2(IKIKSqbiKWp變壓器高壓側(cè)在系統(tǒng)最小運行方式時發(fā)生的兩相短路電流變壓器的速斷保護有死區(qū)，必須與帶時限的過電流保護配合使用?？紤]到變壓器在空載投入或突然恢復(fù)電壓時將出現(xiàn)一個沖擊性的勵磁涌流，為避免速斷保護誤動作，可在速斷保護整定后，將變壓器空載試投若干次，

16、以檢驗速斷保護是否誤動作。根據(jù)經(jīng)驗，速斷保護的一次動作電流比變壓器一次電流大23倍時，速斷保護能躲過勵磁涌流，不會誤動作。3 3）過負荷保護：）過負荷保護：KIIiNTOLop1)()5 . 12 . 1 (動作時間為：1015S。有可能過負荷時才裝設(shè)，動作于信號變壓器額定一次電流4.4.變壓器低壓側(cè)的單相短路保護：變壓器低壓側(cè)的單相短路保護：1）低壓側(cè)裝設(shè)三相均帶過電流脫扣器的低壓斷路器：它既作低壓側(cè)的主開關(guān)，又可保護低壓側(cè)的相間短路和單相短路DW16型斷路器還具有“第四階段保護”，專門用作單相接地保護（TN系統(tǒng)的單相金屬接地有效）2）低壓側(cè)三相裝設(shè)熔斷器保護：保護變壓器低壓側(cè)的保護變壓器低

17、壓側(cè)的相間短路和單相短路，相間短路和單相短路，但更換熔體需要時間，但更換熔體需要時間，適用于供電要求不高，適用于供電要求不高，不太重要的小容量變不太重要的小容量變壓器壓器3）在變壓器中性點引出線上裝設(shè)零序過電流保護：IKKKINTidsqrelOop2)(不平衡系數(shù)，取0.25可靠系數(shù)取1.21.3變比變壓器二次側(cè)額定電流動作電流靈敏度高，但不經(jīng)濟，較少采用動作時間動作時間：0.50.7S。靈敏度校驗：靈敏度校驗：SIKISPOPiKPmin)0()1(低壓干線低壓干線末端發(fā)生末端發(fā)生的單相短的單相短路電流路電流對架空線取1.5；對電纜線取1.2。4 4）采用兩相三繼電器接線或三相三繼）采用兩

18、相三繼電器接線或三相三繼電器接線的過電流保護：電器接線的過電流保護：相間短路保相間短路保護和低壓側(cè)護和低壓側(cè)的單相短路的單相短路保護，靈敏保護，靈敏度高度高5.5.變壓器的縱聯(lián)差動保護：變壓器的縱聯(lián)差動保護：原理原理動作電流的整定：動作電流的整定：應(yīng)同時滿足以下三個條件。1.1.應(yīng)躲過變壓器差動保護區(qū)外短路應(yīng)躲過變壓器差動保護區(qū)外短路時出現(xiàn)的最大不平衡電流，即：時出現(xiàn)的最大不平衡電流，即：IkIdsqreldOPmax)(動作動作電流電流可靠可靠系數(shù)系數(shù)取取1.31.3保護區(qū)外短路保護區(qū)外短路時出現(xiàn)的最大時出現(xiàn)的最大不平衡電流不平衡電流2.2.應(yīng)躲過變壓器勵磁涌流，即：應(yīng)躲過變壓器勵磁涌流，即：IkIINTreldOP)(取取1.31.51.31.53.3.動作電流應(yīng)大于變壓器的最大負動作電流應(yīng)大于變壓器的最大負荷電流：荷電流：IkILreldOPmax)(取取1.31.3取?。?.21.31.21.3）INT1單元單元3.3.3.3.電力變壓器的運行維護電力