變電站一次設(shè)備

變電運(yùn)行培訓(xùn)內(nèi)容變電站一次設(shè)備（充油式變壓器、干式變壓器、自耦變壓器、斷路器（空斷路器）、電壓互感器、電流互感器、電容器、電抗器、消弧線圈及過(guò)電壓設(shè)備等）作用、類型、原理、結(jié)構(gòu)、輔助設(shè)備及作用、特點(diǎn)、運(yùn)行規(guī)定、巡視檢查、大小修的項(xiàng)目、試驗(yàn)項(xiàng)目、驗(yàn)收、操作、異常運(yùn)行及處理,故障及處理。第二章變電站一次設(shè)備第一節(jié)變電站的主變壓器一、變壓器的原理及分類：變壓器型號(hào)SFCSZ4-120000/220S-三相、F-風(fēng)冷、C-干式、S-三繞組、Z-有載調(diào)壓、4-設(shè)計(jì)序列號(hào)、120000-容量120000KVA、220-高壓側(cè)電壓等級(jí)220KV,也就是三相有載調(diào)壓風(fēng)冷干式變壓器容量120000KVA,高壓側(cè)電壓等級(jí)220KV。1、變壓器的原理變壓器是一種通過(guò)改變電壓而傳輸交流電能的靜止感應(yīng)電器。它有一個(gè)共用的鐵芯和與其交鏈的幾個(gè)繞組,且它們之間的空間位置不變。當(dāng)某一個(gè)繞組從電源接受交流電能時(shí)，通過(guò)電感生磁、磁感生電的電磁感應(yīng)原理改變電壓（電流），在其余繞組上以同一頻率、不同電壓傳輸出交流電能。因此,變壓器的主耍結(jié)構(gòu)就是鐵芯和繞組。鐵芯和繞組組裝了絕緣和引線之后組成變壓器的器身。器身一般在油箱或外殼之中，再配置調(diào)壓、冷卻、保護(hù)、測(cè)溫和出線等裝置，就成為變壓器的結(jié)構(gòu)整體。2、變壓器的分類2、對(duì)油的檢驗(yàn):變壓器油的介電強(qiáng)度隨著其中水分的增加而急劇下降。油中萬(wàn)分之一的水分就可使其介電強(qiáng)度降低近一半。所有主變壓器的油樣應(yīng)經(jīng)常作擊穿試驗(yàn)，以確保正確地檢測(cè)水分并通過(guò)過(guò)濾將其去除。3、保持瓷套管及絕緣子的清潔:在油冷卻系統(tǒng)中，檢查散熱器有無(wú)滲漏、生銹、污垢淤積以及任何可能限制油自由流動(dòng)的機(jī)械損傷;保證電氣連接的緊固可靠；定期檢查分接開關(guān)。并檢驗(yàn)觸頭的緊固、灼傷、疤痕、轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性及接觸的定位；每隔一定周期應(yīng)對(duì)變壓需線圈、套管以及避雷器進(jìn)行介損的檢測(cè)。4、預(yù)防滲漏油：油浸式變壓器在油箱內(nèi)充滿變壓器油，裝配中依靠緊固件對(duì)耐汕橡膠元件加壓而密封。密封不嚴(yán)是變壓器滲漏油的主要原因，故在維護(hù)與保養(yǎng)中應(yīng)特別注意。小螺栓是否經(jīng)過(guò)震動(dòng)而松動(dòng)，如有松動(dòng)應(yīng)加緊固，加緊程度應(yīng)適當(dāng)，并應(yīng)各處一致。橡膠是否斷裂或變形嚴(yán)重。這時(shí)可更新的橡膠件,更換時(shí)應(yīng)注意其型號(hào)規(guī)格是否一致，并保持密封面的清潔。5、預(yù)防變壓器受潮:變壓器是高電壓設(shè)備,要求保持其絕緣性能良好。油浸式變壓器極易受潮，預(yù)防受潮是維護(hù)保養(yǎng)變壓器采取的主要措施之」為此要求注意以卜.事項(xiàng):變壓器就位后,應(yīng)立即做交接試驗(yàn);加裝吸濕器，以防止內(nèi)部器身不受潮濕。監(jiān)視吸濕器中的硅膠，受潮后應(yīng)立即更換。吸濕器中的硅膠,起到吸收潮氣，保護(hù)變壓器的作用。潮濕吸飽后,硅膠顏色改變，這時(shí)需更換新的干燥的硅膠。訂貨時(shí)應(yīng)注意,要盡量減少變壓器送電前的存放時(shí)間。變壓器制造后,存放時(shí)極易受潮,存放時(shí)間越長(zhǎng)受潮越嚴(yán)重,故應(yīng)把計(jì)劃安排好,盡量縮短存放時(shí)間。如要進(jìn)行起吊運(yùn)輸,維修加汕，油閥放油，吊芯等工作時(shí)，均應(yīng)先通過(guò)汕枕下面的放汕塞把汕枕內(nèi)污油放掉，并用干布擦凈、封好，以免使油枕內(nèi)污油進(jìn)入油箱內(nèi)。變壓器運(yùn)行中，要經(jīng)常注意油位、油溫、電壓、電流的變化，如有異常情況應(yīng)及時(shí)分析處理。變壓器安裝時(shí)嚴(yán)禁用鋁絞線、鋁排等與變壓器的銅導(dǎo)桿連接，以免腐蝕導(dǎo)桿。四、變壓器的故障檢測(cè)電力變壓器故障檢測(cè)主要有電氣量檢測(cè)和化學(xué)檢測(cè)方法?；瘜W(xué)檢測(cè)主要是通過(guò)變壓器油中特征氣體的含量、產(chǎn)氣速率和三比值法進(jìn)行分析判斷，它對(duì)變壓器的潛伏性故障及故障發(fā)展程度的早期發(fā)現(xiàn)具有有效性。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，為了更準(zhǔn)確的診斷變壓器的內(nèi)部故障,色譜分析應(yīng)根據(jù)設(shè)備歷史運(yùn)行狀況、特征氣體的含量等采用不同的分析模型確定設(shè)備運(yùn)行是否屬于正?；虼嬖跐摲怨收弦约肮氏额悇e。1、電力變壓器的內(nèi)部故障主要有過(guò)熱性、放電性及絕緣受潮等類型⑴過(guò)熱性故障是由于設(shè)備的絕緣性能惡化、油等絕緣材料裂化分解。又分為裸金屬過(guò)熱和固繼續(xù)閱讀按照單臺(tái)變壓器的相數(shù)來(lái)區(qū)分，可以分為三相變壓器和單相變壓器。在三相電力系統(tǒng)中，一般應(yīng)用三相變壓器，當(dāng)容量過(guò)大且受運(yùn)輸條件限制時(shí),在三相電力系統(tǒng)中也可以應(yīng)用三臺(tái)單相式變壓器組成變壓器組。按照繞組的多少來(lái)分,可分為雙繞組變壓器和三繞組變壓器。通常的變壓器都為雙繞組變壓器，即在鐵芯上有兩個(gè)繞組,一個(gè)為原繞組,一個(gè)為副繞組。三繞組變壓器為容量較大的變壓器（在5600千伏安以上），用以連接三種不同的電壓輸電線。在特殊的情況下，也有應(yīng)用更多繞組的變壓器。按照結(jié)構(gòu)形式來(lái)分類,則可分為鐵芯式變壓器和鐵殼式變壓器。如繞組包在鐵芯外圍則為鐵芯式變壓器;如鐵芯包在繞組外圍則為鐵殼式變壓器。二者不過(guò)在結(jié)構(gòu)上稍有不同,在原理上沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別。電力變壓器都系鐵芯式。按照絕緣和冷卻條件來(lái)分,可分為油浸式變壓器和干式變壓器。為了加強(qiáng)絕緣和冷卻條件,變壓器的鐵芯和繞組都一起浸入灌滿了變壓器油的油箱中。二、油浸式變壓器1、油浸式變壓器的分類目前,在無(wú)人值班變電站中用的較多的是油浸式變壓器。最初的變壓器都是空氣冷卻的。后來(lái)變壓器的容量越做越大，電壓也逐步提高，用空氣來(lái)冷卻和作為絕緣就越來(lái)越困難,因此就產(chǎn)生了油浸式變壓器,把變壓器浸在盛于鐵箱中的油內(nèi)。變壓器油是從石油中提煉出來(lái)的,有很好的絕緣性能,它除了作為絕緣介質(zhì)外,還作為一個(gè)散熱的煤介。鐵箱除了作為油的容器外,還提供了一個(gè)對(duì)周圍空氣的散熱面。油浸式電力變壓器在運(yùn)行中,繞組和鐵芯的熱量先傳給油，然后通過(guò)油傳給冷卻介質(zhì)。油浸式電力變壓器的冷卻方式，按容量的大小,可分為以下幾種：（1）自然油循環(huán)自然冷卻（油浸自冷式）這種冷卻方式的特點(diǎn)就是依靠油箱壁的輻射和變壓器周圍空氣的自然對(duì)流把熱量從油箱的冷卻器表面帶走。一般認(rèn)為，當(dāng)變壓器容量在2500KVA及以下時(shí),可以采用膨脹式散熱器,變壓器可不裝儲(chǔ)油柜,并可將其設(shè)計(jì)成全密封型,但是,較大容量的變壓器必須人為地增大油箱與空氣接觸的散熱表面。隨著低損耗技術(shù)的發(fā)展,采用油浸自冷式冷卻的容量上限在增加,40000kVA及以下額定容量的變壓器也可選用汕浸自冷冷卻方式。這樣的優(yōu)點(diǎn)是不要輔助供風(fēng)扇用的電源,沒(méi)有風(fēng)扇所產(chǎn)生的噪聲,散熱器可以直接裝在變壓器油箱上，也可以集中裝在變壓器附近,油浸自冷式變壓器的維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單,始終可以在額定容量下運(yùn)行。（2）自然油循環(huán)風(fēng)冷（油浸風(fēng)冷式）通常情況下，當(dāng)變壓器容量在8000KVA及以上、40000KVA及以下時(shí),可采用管式或片式散熱器，可選用風(fēng)冷冷卻方式,一般在散熱器上加裝風(fēng)扇，因?yàn)楸砻嫔嵯禂?shù)與流體在表面流動(dòng)的速度有關(guān),在吹風(fēng)之后,對(duì)流部分的散熱系數(shù)將增大好幾倍，大大提高散熱器的冷卻效率。風(fēng)冷式散熱器是利用風(fēng)扇改變進(jìn)入散熱器與流出散熱器的油溫差，提高散熱器的冷卻效率,使散熱器數(shù)量減少，占地面積縮小。但此時(shí)要引入風(fēng)扇的噪聲，風(fēng)扇的輔助電源。停開風(fēng)扇時(shí)可按白冷方式運(yùn)行，但是輸出容量要減少,要降低到三分之二的額定容量。對(duì)管式散熱器而言,每個(gè)散熱器上可裝兩個(gè)風(fēng)扇，對(duì)片式散熱器而言,可用大容量風(fēng)機(jī)集中吹風(fēng),或一個(gè)風(fēng)扇吹幾組散熱器。對(duì)于汕浸自循環(huán)風(fēng)冷變壓器而言，汕為自然循環(huán)，其循環(huán)動(dòng)力是溫度差;變壓器的器身（鐵芯及線圈）由于電磁損耗而發(fā)熱,這種熱量由靠近繞組和鐵芯部分的油所吸收;箱底油溫低，頂層油溫高，頂層油與散熱器連通散熱器內(nèi)的油將熱量傳給散熱管或者散熱板片，再傳給空氣,這樣散熱器進(jìn)出口就形成溫度降落（一般為20-30℃）o由溫度降落就形成油的密度變化，冷卻油的密度變大，靠自重而下沉;油箱內(nèi)的油因被器身加熱使油溫升高,密度變小,形成浮升力;這樣油箱內(nèi)的發(fā)熱與油箱外部的空氣靠動(dòng)力循環(huán),熱空氣被風(fēng)扇吹走,冷空氣隨之補(bǔ)充進(jìn)來(lái)形成冷熱空氣交換流動(dòng)，變壓器的熱量不斷地傳給空氣,形成一種動(dòng)態(tài)平衡。維持變壓器各部(鐵芯、繞組、油等)溫升在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的范圍以內(nèi)，從而保障變壓器的壽命。(3)強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻按冷卻器可以分為水冷卻和風(fēng)冷卻。對(duì)于強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻的變壓器,它的油箱上沒(méi)有油管或者散熱器,變壓器內(nèi)的油經(jīng)過(guò)管道和油泵被打到一個(gè)分開裝置的油冷卻器,油被冷卻后重新回到變壓器內(nèi)。這種冷卻方式的優(yōu)點(diǎn)是:一方面，利用油泵后可以加強(qiáng)變壓器內(nèi)部油的流動(dòng)，降低內(nèi)部繞組對(duì)油的溫升；另一方面,由于去掉了龐大的散熱器,變壓器的安裝面積可以大大縮小,而且散熱器可以安裝在其他合適的地方,這一點(diǎn)對(duì)于巨型水電站的設(shè)計(jì)是很有利的。因?yàn)樗娬镜乃捶奖?一般采用水冷卻方式。在其他場(chǎng)合也可以用風(fēng)冷,它的結(jié)構(gòu)基本上與裝在變壓器上的冷卻器差不多。強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,所以一般只用在容量為50000KVA及以上的巨型變壓器上。2、油浸式變壓器主要結(jié)構(gòu)油浸式變壓器主要由鐵芯、繞組、油箱、油枕、散熱器、套管和分接開關(guān)等組成。鐵芯構(gòu)成了磁路，線圈套在鐵芯上。線圈由導(dǎo)線繞制而成，繞組是指與電源(或負(fù)載)相接的線圈或線圈的組合，即繞組是由線圈所組成的。通常把鐵芯和繞組合在一起稱為變壓器的器身,是變壓器的最基本的組成部分。(1)鐵芯鐵芯是變壓器的磁路部分。運(yùn)行時(shí)因產(chǎn)生磁滯損耗和渦流損耗而發(fā)熱。為降低發(fā)熱損耗和減小體積和重量,鐵芯由厚度小于0.35mm,導(dǎo)磁系數(shù)高的冷軋晶粒取向硅鋼片構(gòu)成。依照繞組在鐵芯中的布置方式，有鐵芯式和鐵殼式之分。在大容量的變壓器中，為使鐵芯損耗發(fā)出的熱量能夠被絕緣油在循環(huán)時(shí)充分帶走，以達(dá)到良好的冷卻效果,常在鐵芯中設(shè)有冷卻油道。(2)繞組繞組和鐵芯都是變壓器的核心元件。由于繞組本身有電阻或接頭處有接觸電阻，由I2Rt知要產(chǎn)生熱量。故繞組不能長(zhǎng)時(shí)間通過(guò)比額定電流高的電流。另外，通過(guò)短路電流時(shí)將在繞組上產(chǎn)生很大的電磁力而損壞變壓器。其基本繞組有同心式和交疊式兩種。變壓器繞組主要故障是匝間短路和對(duì)外殼短路。匝間短路主要是由于絕緣老化,或由于變壓器的過(guò)負(fù)荷以及穿越性短路時(shí)絕緣受到機(jī)械的損傷而產(chǎn)生的。對(duì)外殼短路的原因也是由于絕緣老化或油受潮、油面下降，或因雷電和操作過(guò)電壓而產(chǎn)生的。(3)油箱油浸式變壓器的器身(繞組及鐵芯)都裝在充滿變壓器油的油箱中，油箱用鋼板焊成°中、小型變壓器的油箱由箱殼和箱蓋組成，變壓器的器身放在箱殼內(nèi)，將箱蓋打開就可吊出器身進(jìn)行檢修。(4)油枕油枕又叫油柜,是一種油保護(hù)裝置,它是由鋼板做成的圓桶形容器,水平安裝在變壓器油箱蓋上,用彎曲管與油箱連接。油枕的一端裝有一個(gè)油位計(jì)(油標(biāo)管)，從油位計(jì)中可以監(jiān)視油位的變化。油枕的容積一般為變壓器油箱所裝油體積的當(dāng)變壓器油的體積隨著油的溫度膨脹或縮小時(shí),油枕起著儲(chǔ)油及補(bǔ)油的作用，從而保證油箱內(nèi)充滿油。同時(shí)由于裝了油枕，使變壓器油縮小了與空氣的接觸面,減少了油的劣化速度。(5)呼吸器又稱吸濕器,通常由一根管道和玻璃容器組成，內(nèi)裝干燥劑(硅膠或活性氧化鋁)。當(dāng)油枕內(nèi)的空氣隨變壓器油的體積膨脹或縮小時(shí),排出或吸入的空氣都經(jīng)過(guò)呼吸器，呼吸器內(nèi)的干燥劑吸收空氣中的水分,對(duì)空氣起過(guò)濾作用，從而保持油的清潔。浸有氯化鉆的硅膠,其顆粒在干燥時(shí)是鉆藍(lán)色的,但是隨著硅膠吸收水分接近飽和時(shí),粒狀硅膠將轉(zhuǎn)變成粉白色或紅色,據(jù)此可判斷硅膠是否已失效。受潮后的硅膠可通過(guò)加熱烘干而再生,當(dāng)硅膠顆粒的顏色變成鉆藍(lán)色時(shí),再生工作就完成了。(6)壓力移放裝置壓力釋放裝置在保護(hù)電力變壓器方面起著重要作用。充有變壓器油的電力變壓器中，如果內(nèi)部出現(xiàn)故障或短路，電弧放電就會(huì)在瞬間使油汽化,導(dǎo)致油箱內(nèi)壓力極快升高。如果不能盡快釋放該壓力，油箱就會(huì)破裂，將易燃油噴射到很大的區(qū)域內(nèi),可能引起火災(zāi)，造成更大破壞，因此必須采取措施防止這種情況發(fā)生。壓力釋放裝置有防爆管和壓力釋放器兩種,防爆管用于小型變壓器,壓力釋放器用于大、中型變壓器。(7)散熱器散熱器的形式有瓦楞形、扇形、圓形、排管等，散熱面積越大,散熱的效果就越好。當(dāng)變壓器上層油溫與下部油溫有溫差時(shí)，通過(guò)散熱器形成油的對(duì)流，經(jīng)散熱器冷卻后流回油箱，起到降低變壓器溫度的作用。(8)套管變壓器繞組的引出線從箱內(nèi)穿出油箱引出時(shí)必須經(jīng)過(guò)絕緣套管，以使帶電的引線絕緣。絕緣套管主要由中心導(dǎo)電桿和磁套組成。導(dǎo)電桿在油箱內(nèi)的一端與繞組連接，在外面的一端與外線路連接。絕緣套管的結(jié)構(gòu)主要取決于電壓等級(jí)。電壓低的一般采用簡(jiǎn)單的實(shí)心磁套管。電壓較高時(shí),為了加強(qiáng)絕緣能力,在瓷套和導(dǎo)電桿間留彳J.一道充油層,這種套管稱為充油套管。(9)分接開關(guān)分接開關(guān)是調(diào)整變壓比的裝置。雙繞組變壓器的一次繞組及三繞組變壓器的一、二次繞組一般有3、5、7個(gè)或19個(gè)分接頭位置，分接頭的中間分頭為額定電壓的位置。3個(gè)分接頭的相鄰分頭電壓相差5%,多個(gè)分頭的相鄰分頭電壓相差2.5%或1.25%o操作部分裝于變壓器頂部,經(jīng)傳動(dòng)桿伸入變壓器的油箱。根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行的需要,按照指示的標(biāo)記來(lái)選擇分接頭的位置。變壓器的高壓裝置分為無(wú)載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。無(wú)載分接開關(guān),是在不帶電情況下切換,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。有載分接開關(guān),是在不停電情況下切換,在帶負(fù)荷下進(jìn)行，故在電力系統(tǒng)中被廣泛采用。3、油浸式變壓器正常使用條件：(1)海拔不超過(guò)1000m戶內(nèi)或戶外；(2)最高環(huán)境氣溫+40℃,最高日平均溫度+30℃;(3)最高年平均溫度+20℃,最低氣溫-25℃。根據(jù)用戶要求可提供在特殊使用條件下運(yùn)行的變壓器4、油浸式變壓器性能特點(diǎn)(1)油浸式變壓器低壓繞組除小容量采用銅導(dǎo)線以外,一般都采用銅箔繞抽的圓筒式結(jié)構(gòu);高壓繞組采用多層圓筒式結(jié)構(gòu),使之繞組的安匝分布平衡,漏磁小,機(jī)械強(qiáng)度高，抗短路能力強(qiáng)。(2)鐵芯和繞組各自采用了緊固措施，器身高、低壓引線等緊固部分都帶自鎖防松螺母,采用了不吊芯結(jié)構(gòu),能承受運(yùn)輸?shù)念嵳稹?3)線圈和鐵芯采用真空干燥,變壓器油采用真空濾油和注油的工藝，使變壓器內(nèi)部的潮氣降至最低。(4)儲(chǔ)油柜具有呼吸功能來(lái)補(bǔ)償因溫度變化而引起油的體積變化，并與外界隔離,這樣就有效地防止了氧氣、水份的進(jìn)入而導(dǎo)致絕緣性能的下降。5、油浸式變壓器的油系統(tǒng)油浸式變壓器有幾個(gè)互相隔離的獨(dú)立油系統(tǒng)。在油浸式變壓器運(yùn)行時(shí),這些獨(dú)立油系統(tǒng)內(nèi)的油是互不相通的，油質(zhì)與運(yùn)行工況也不相同,要分別做油中含氣色譜分析以判斷有無(wú)潛在故障。(1)主體內(nèi)油系統(tǒng):與繞組周圍的油相通的油系統(tǒng)都是主體內(nèi)系統(tǒng),包括冷卻器或散熱器內(nèi)的油，儲(chǔ)油柜內(nèi)的油，35kV及以下注油式套管內(nèi)油。注油時(shí)必須將這個(gè)油系統(tǒng)內(nèi)存儲(chǔ)的氣體放氣塞放出。一般而言，上述部件都應(yīng)有各自的放氣塞。主體內(nèi)油主要起絕緣與冷卻作用。油還可增加絕緣紙或絕緣紙板的電氣強(qiáng)度。在真空注油時(shí)，如有些部件不能承受與主體油箱能承受的相同真空強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)用臨時(shí)閘隔離，如儲(chǔ)油柜與主油箱間的閘閥。冷卻器上潛油泵揚(yáng)程要夠，以免由于負(fù)壓而吸入空氣。這個(gè)油系統(tǒng)要有釋壓裝置的保護(hù)系統(tǒng)，以排除器身有故障時(shí)所產(chǎn)生的壓力。(2)有載分接開關(guān)切換開關(guān)室內(nèi)的油：這部分油有本身的保護(hù)系統(tǒng)，即流動(dòng)繼電器、儲(chǔ)油柜、壓力釋放閥。這個(gè)開關(guān)室內(nèi)的油起絕緣與熄滅電流作用。油會(huì)在切換開關(guān)切斷負(fù)載電流時(shí)產(chǎn)生的油中去，這個(gè)油系統(tǒng)要良好的密封性能,即使在切換過(guò)程中產(chǎn)生電弧壓力也要保護(hù)密封性能。有載分接開關(guān)切換開關(guān)室內(nèi)的油雖與主體內(nèi)油隔離，但在真空注油時(shí)，為避免破壞切換開關(guān)室的密封,應(yīng)與主體內(nèi)油同時(shí)真空注油，在真空注油時(shí)，使這兩個(gè)系統(tǒng)具有相同的真空度,必要時(shí)也應(yīng)將這個(gè)系統(tǒng)的儲(chǔ)油柜在抽真空時(shí)