變壓器的運(yùn)行維護(hù)課件

變壓器的運(yùn)行和維護(hù)2023/2/4

變壓器的選擇

變壓器的運(yùn)行和維護(hù)

變壓器的保護(hù)配置

變壓器的冷卻系統(tǒng)2023/2/4變壓器的選擇變壓器是變電所中關(guān)鍵的一次設(shè)備，其主要功能是升高或降低電壓，以利于電能的合理輸送、分配和使用。一、變壓器型號(hào)選擇文字符號(hào)：T圖形符號(hào)（雙繞組變壓器）：1.變壓器的分類(lèi)（1）按絕緣介質(zhì)分：油浸式；干式。（2）按調(diào)壓方式分：有載調(diào)壓；無(wú)載調(diào)壓

（3）按相數(shù)分：?jiǎn)蜗啵蝗?023/2/4（4）按導(dǎo)線分：銅芯；鋁芯（5）按冷卻方式分：自冷；風(fēng)冷；強(qiáng)冷

（6）按用途分又可分為1）普通電力變壓器2)特殊變壓器3)儀用互感器4)試驗(yàn)變壓器5)控制用變壓器6)調(diào)壓器2023/2/42.型號(hào)及含義：2023/2/4電力變壓器的基本結(jié)構(gòu)電力變壓器主要由鐵心、繞組、絕緣套管、油箱及附件等部分組成2023/2/4電力變壓器的額定值1．額定容量SN2．額定電壓UN1和UN23．額定電流IN1和IN24．額定頻率f2023/2/4三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件：1)并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器，其額定電壓、電壓比要相等2）并聯(lián)運(yùn)行變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同3）并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器，其短路阻抗的相對(duì)值要相等2023/2/4變壓器是變電所最主要的電氣設(shè)備，它在變電所中占有重要地位。要使變壓器安全可靠的運(yùn)行，就必須深入了解變壓器運(yùn)行的特點(diǎn)、它的溫升和過(guò)負(fù)荷能力、正確的維護(hù)方法及異常情況、事故情況的處理方法等。變壓器的運(yùn)行和維護(hù)2023/2/41）變壓器的負(fù)荷能力及冷卻方式變壓器的負(fù)荷能力是指在短時(shí)間內(nèi)所能輸出的容量。在不損害變壓器線圈的絕緣和不降低變壓器使用壽命的情況下，變壓器的負(fù)荷能力一般是大于額定容量。到底能比額定容量高出多少，則與過(guò)負(fù)荷的時(shí)間有關(guān)：過(guò)負(fù)荷的時(shí)間長(zhǎng)，過(guò)負(fù)荷的容量就?。贿^(guò)負(fù)荷的時(shí)間短，過(guò)負(fù)荷的容量就大。2023/2/42)變壓器的過(guò)負(fù)荷能力變壓器的過(guò)負(fù)荷能力,分為在正常情況下的過(guò)負(fù)荷和事故情況下的過(guò)負(fù)荷兩種。變壓器的正常過(guò)負(fù)荷可以經(jīng)常使用，事故過(guò)負(fù)荷只允許在事故情況下使用。2023/2/43）變壓器的事故過(guò)負(fù)荷變壓器的事故過(guò)負(fù)荷，容易引起變壓器線圈絕緣溫度超過(guò)允許值，使變壓器絕緣老化的速度大大加快、縮短變壓器的使用年限。2023/2/44）變壓器的溫升知道變壓器的溫度參數(shù)，對(duì)于一個(gè)運(yùn)行人員來(lái)說(shuō)，十分重要。變壓器油溫表指示的是變壓器頂層的油溫。溫升是指頂層油溫與周?chē)諝鉁氐牡牟钪担\(yùn)行中要以監(jiān)視頂層油溫為主，溫升是參考數(shù)字（目前對(duì)線圈熱點(diǎn)溫度還沒(méi)有能直接監(jiān)視的條件）2023/2/45）變壓器的溫度變壓器的絕緣耐熱等級(jí)為A級(jí)時(shí)，線圈絕緣極限溫度為105℃，對(duì)強(qiáng)油循環(huán)的變壓器，根據(jù)國(guó)際電工委員會(huì)推薦的計(jì)算方法：變壓器在額定負(fù)載下運(yùn)行，線圈平均溫升為65℃，通常最熱點(diǎn)溫升比油平均溫升約高13℃，

即:65℃＋13℃＝78℃。如果變壓器在額定負(fù)載和冷卻介質(zhì)溫度為＋20℃條件下連續(xù)運(yùn)行，則線圈最熱點(diǎn)溫度為98℃，其絕緣老化率等于1（即老化壽命為20年）。2023/2/46）強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器風(fēng)冷與溫度強(qiáng)迫油循環(huán)變壓器，冷卻系統(tǒng)因故全部停用時(shí)，額定容量在125兆伏安以下，在額定負(fù)荷下允許運(yùn)行20分鐘，125兆伏安以上，在額定負(fù)荷下允許運(yùn)行10分鐘。另一個(gè)參考條件：在上層油溫未達(dá)75℃時(shí)，允許上升到75℃，但不得超過(guò)一小時(shí)。2023/2/47）變壓器的維護(hù)對(duì)運(yùn)行中的變壓器，值班人員應(yīng)建立定期檢查制度。通過(guò)巡視檢查，力爭(zhēng)把故障消除在萌芽狀態(tài)。

變壓器的正常維護(hù)包括：

1.監(jiān)視儀表及抄表

2.變壓器的外部檢查2023/2/48）分級(jí)絕緣的變壓器運(yùn)行中注意事項(xiàng)所謂分級(jí)絕緣（又叫半絕緣結(jié)構(gòu)），就是變壓器的線圈靠近中性點(diǎn)部分的主絕緣，其絕緣水平比線圈端部的絕緣水平低。而與此相對(duì)，一般變壓器的線圈其首、尾端絕緣水平是一樣的，可叫全絕緣。對(duì)于這種分級(jí)絕緣的變壓器，一般都規(guī)定只許在中性點(diǎn)直接接地的情況下投入運(yùn)行，所以，在進(jìn)行有關(guān)這種變壓器的運(yùn)行操作時(shí)，需記住這一點(diǎn)。2023/2/4分級(jí)絕緣的變壓器在結(jié)構(gòu)特點(diǎn)具體表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）高壓線圈中性點(diǎn)側(cè)內(nèi)圓無(wú)“階梯”（全絕緣的變壓器線圈，為了增加絕緣強(qiáng)度常做成端部?jī)?nèi)圓少幾匝導(dǎo)線而代之墊以紙板條，以增加與低壓線圈間的絕緣距離，這些紙板條的厚度沿內(nèi)圓逐漸減少，成“階梯”狀），使線段到低壓線圈的徑向距離和中間部分的一樣；（2）中性點(diǎn)端的線匝無(wú)附加絕緣；（3）放靜電板；（4）不放角環(huán)；（5）到鐵軛的垂直距離比線圈首端的小。2023/2/49）變壓器的異常情況及事故處理1、變壓器的油箱內(nèi)有強(qiáng)烈而不均勻的噪聲和放電聲音2、變壓器油枕或防爆管或釋壓閥噴油3、變壓器在正常負(fù)荷情況下，油溫不斷升高4、在變壓器引出套管上有大的裂紋表面有放電及電弧的閃絡(luò)痕跡2023/2/410）變壓器瓦斯保護(hù)的反事故措施

變壓器瓦斯保護(hù)動(dòng)作，輕者發(fā)出保護(hù)動(dòng)作信號(hào)，提醒維修人員馬上對(duì)變壓器進(jìn)行處理；重者跳開(kāi)變壓器開(kāi)關(guān)，導(dǎo)致變壓器馬上停止運(yùn)行，不能保證供電的可靠性，對(duì)此提出了瓦斯保護(hù)的反事故措施：2023/2/4(1)將瓦斯繼電器的下浮筒改為檔板式，觸點(diǎn)改為立式，以提高重瓦斯動(dòng)作的可靠性。(2)為防止瓦斯繼電器因漏水而短路，應(yīng)在其端子和電纜引線端子箱上采取防雨措施。(3)瓦斯繼電器引出線應(yīng)采用防油線。(4)瓦斯繼電器的引出線和電纜應(yīng)分別連接在電纜引線端子箱內(nèi)的端子上。2023/2/411）變壓器油溫過(guò)高原因分析當(dāng)發(fā)現(xiàn)變壓器油溫過(guò)高時(shí)，應(yīng)檢查變壓器的負(fù)荷大小以及冷卻油的溫度。同時(shí)與以往的同樣的負(fù)荷時(shí)的溫度相比較，檢查溫度計(jì)本身是否失靈。若以上檢查均正常，但是油溫比以往條件下高，且溫升繼續(xù)加大，則有可能是變壓器內(nèi)部故障．一般油浸式變壓器內(nèi)部故障有以下幾種情況：1．分接開(kāi)關(guān)接觸良

2．線圈匝間短路

3．鐵心硅鋼片片間短路2023/2/41．分接開(kāi)關(guān)接觸不良運(yùn)行中分接開(kāi)關(guān)的接觸點(diǎn)壓力不夠或接觸處污穢等原因，使接觸電阻增大，從而導(dǎo)致接觸點(diǎn)的溫升而發(fā)熱，特別是在倒換分接頭后和變壓器過(guò)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，更易使分接開(kāi)關(guān)接觸不良而發(fā)熱，引起變壓器油溫過(guò)高。分接開(kāi)關(guān)是否接觸不良可以通過(guò)測(cè)量線圈直流電阻來(lái)確定。2023/2/42．線圈匝間短路當(dāng)幾個(gè)相鄰線圈匝間的絕緣損壞，它們之間將會(huì)出現(xiàn)短路電流．此短路電流使油溫迅速上升．造成線圈絕緣損傷的原因很多，包括：外力、高溫、制造工藝等多方面的原因。引起匝間短路的主要原因是過(guò)電流和過(guò)電壓。測(cè)量線圈匝間是否短路，可以通過(guò)測(cè)量線圈的直流電阻和取油樣化驗(yàn)來(lái)確定。2023/2/43．鐵心硅鋼片片間短路由于外力損傷或絕緣老化等原因，使片間發(fā)生短路,造成鐵心渦流損耗增加而局部過(guò)熱。此外,穿心螺桿絕緣損壞也是造成渦流的原因。以上幾點(diǎn)關(guān)于油浸或變壓器油溫過(guò)高的主要原因，僅供參考，但是主要由哪個(gè)部位引起的，需要結(jié)合變壓器油溫、聲音等情況具體分析。2023/2/412）變壓器過(guò)熱的危害（1）短路

短路時(shí)線路中的電流一般增加幾倍至幾十倍，急劇產(chǎn)生大量熱能，這些熱量可使導(dǎo)體的絕緣立即燒穿；如果熱能傳到周?chē)目扇嘉?，可引起燃燒。發(fā)生短路的原因是設(shè)備的絕緣老化或受高溫、潮濕、腐蝕作用而失去絕緣能力，或者在電氣設(shè)備的安裝中絕緣受到機(jī)械損傷。此外，雷擊過(guò)電壓擊穿絕緣以及接線錯(cuò)誤、碰殼等都可能造成短路故障。2023/2/4（2）過(guò)載

設(shè)計(jì)時(shí)選用導(dǎo)線和設(shè)備不合理或載流超過(guò)額定值，都會(huì)引起設(shè)備過(guò)載發(fā)熱。（3）鐵芯發(fā)熱

變壓器和電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備的絕緣損壞或長(zhǎng)時(shí)間過(guò)電壓，渦流損耗和磁滯損耗增加都會(huì)引起變壓器和電動(dòng)機(jī)的鐵芯發(fā)熱，從而易出現(xiàn)過(guò)熱現(xiàn)象。2023/2/4（4）接觸不良

導(dǎo)線接頭連接不牢、活動(dòng)觸頭接觸不良、銅鋁接頭電解腐蝕都會(huì)導(dǎo)致過(guò)熱（5）散熱不良

各種電氣設(shè)備一般都有一定的散熱或通風(fēng)措施，若這些措施受到破壞，就可能造成設(shè)備過(guò)熱。2023/2/413)有載調(diào)壓變壓器(SZ11)概述:裝有有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)的變壓器稱(chēng)為有載調(diào)壓變壓器。有載調(diào)壓變壓器是從變壓器繞組中引出若干分接頭通過(guò)有載調(diào)壓分接開(kāi)關(guān)，在保證不切斷負(fù)荷電流的情況下，變換分接位置，改變其有效匝數(shù)，即改變了變壓器的變壓比來(lái)達(dá)到輸出電壓不變的目的。在變換分接過(guò)程中的能量一般用過(guò)渡電阻來(lái)吸收限止循環(huán)電流。其原理可概括為四句話：彈簧儲(chǔ)能、電阻過(guò)渡、油中切換、快速動(dòng)作。2023/2/4有載調(diào)壓變壓器主要用于：

A、穩(wěn)定電網(wǎng)在各負(fù)載中心的電壓，以提高供電質(zhì)量；

B、作為兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)絡(luò)變壓器，利用有載調(diào)壓來(lái)分配網(wǎng)絡(luò)之間的負(fù)載；

C、用于帶負(fù)載調(diào)節(jié)電流和功率的電源，來(lái)提高生產(chǎn)效率的場(chǎng)所；

D、有于必須嚴(yán)格控制電壓的場(chǎng)合，如電子工業(yè)，醫(yī)學(xué)等方面所用的電源變壓器。2023/2/4SZ11有載調(diào)壓變壓器2023/2/4變壓器的保護(hù)配置110-220kV的主變壓器一般配置下列保護(hù)裝置：

1、瓦斯保護(hù)；

2、差動(dòng)保護(hù)；

3、過(guò)電流保護(hù)；

4、另序電壓電流保護(hù)；

5、過(guò)負(fù)荷保護(hù)；

6、非全相保護(hù)2023/2/41、瓦斯保護(hù)瓦斯保護(hù)有輕瓦斯保護(hù)和重瓦斯保護(hù)。重瓦斯保護(hù)是變壓器本體內(nèi)部故障的主保護(hù)。它反應(yīng)變壓器內(nèi)部各種形式的短路和油面降低。當(dāng)內(nèi)部短路故障時(shí)重瓦斯保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作，跳開(kāi)變壓器各側(cè)的斷路器。當(dāng)變壓器油面降低和內(nèi)部發(fā)生輕微瓦斯時(shí)，輕瓦斯保護(hù)瞬時(shí)動(dòng)作發(fā)出預(yù)告信號(hào)。當(dāng)變壓器具有有載調(diào)壓裝置時(shí)，還應(yīng)裝設(shè)有載調(diào)壓的輕、重瓦斯保護(hù)。2023/2/42、差動(dòng)保護(hù)變壓器的縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)是變壓器本體內(nèi)部、套管和引出線故障的主保護(hù)。它反應(yīng)變壓器繞組和引出線的相間短路，中性點(diǎn)直接接地側(cè)的單相接地短路及繞組匝間短路。差動(dòng)保護(hù)的動(dòng)作應(yīng)瞬時(shí)斷開(kāi)各側(cè)斷路器。當(dāng)變壓器縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)對(duì)110千伏和220千伏各側(cè)的單相接地短路靈敏度不符合要求時(shí)，還要增設(shè)另序差動(dòng)保護(hù)。另序差動(dòng)保護(hù)只反應(yīng)單相接地故障，其動(dòng)作要求和縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)相同。2023/2/4自耦變壓器的零序差動(dòng)保護(hù)：由于自耦變壓器高、低壓間的阻抗比普通變壓器大，因此，有時(shí)在變壓器低壓側(cè)發(fā)生接地故障時(shí)，使相間縱聯(lián)差動(dòng)保護(hù)靈敏度不夠。在這種情況下，應(yīng)裝設(shè)零序差動(dòng)保護(hù)。2023/2/4當(dāng)公共繞組上沒(méi)有三只電流互感器時(shí)，也可以由接在中性線上的電流互感器來(lái)代替。序差動(dòng)保護(hù)由高壓、中壓和公共繞組三側(cè)的零序電流濾過(guò)器構(gòu)成差動(dòng)回路，如圖所示。2023/2/4自耦變壓器的零序差動(dòng)保護(hù)原理圖2023/2/43、過(guò)電流保護(hù)一般是指復(fù)合電壓閉鎖過(guò)流保護(hù)，它是變壓器的后備保護(hù)，它反應(yīng)外部相間短路引起的變壓器過(guò)電流。對(duì)于三線圈變壓器和自耦變壓器，該保護(hù)一般裝于電源側(cè)及主負(fù)荷側(cè)。當(dāng)上述保護(hù)方式不滿足靈敏度要求時(shí)，可在所有各側(cè)均裝設(shè)過(guò)流保護(hù)裝置。各側(cè)保護(hù)根據(jù)選擇性要求可裝設(shè)方向元件——即方向閉鎖過(guò)電流。2023/2/44、另序電壓電流保護(hù)在大接地電流系統(tǒng)中,為了防止母線和引出線上的接地短路,在兩側(cè)或三側(cè)都有電源而中性點(diǎn)接地的升壓或降壓變壓器上,一般應(yīng)裝設(shè)零序過(guò)電流保護(hù),作為相鄰元件及變壓器本身主保護(hù)的后備。2023/2/4另序電壓電流保護(hù)它反應(yīng)三相系統(tǒng)中性點(diǎn)直接接地運(yùn)行的變壓器外部單相接地故障引起的過(guò)電流。保護(hù)裝置根據(jù)選擇要求也可裝設(shè)方向元件（即方向零序過(guò)電流）。雙線圈、三線圈變壓器的零序電流保護(hù)接在中性點(diǎn)電流互感器上。自耦變壓器的零序電流保護(hù)接在高、中壓側(cè)電流互感器的零序回路上。當(dāng)自耦變兩側(cè)運(yùn)行、內(nèi)部接地故障、零序電流保護(hù)靈敏度不滿足要求時(shí)，在中性點(diǎn)增設(shè)零序電流保護(hù)。2023/2/4另序電壓電流保護(hù)低壓側(cè)有電源的變壓器、中性點(diǎn)可能接地運(yùn)行或不接地運(yùn)行時(shí)，對(duì)外部單相接地引起的過(guò)電流及因失去接地中性點(diǎn)引起的過(guò)電壓，除設(shè)零序電流保護(hù)外，還應(yīng)增設(shè)零序電壓保護(hù)，該保護(hù)動(dòng)作經(jīng)一個(gè)延時(shí)斷開(kāi)各側(cè)斷路器。對(duì)于分級(jí)絕緣變壓器、中性點(diǎn)裝設(shè)放電間隙時(shí)，除裝設(shè)另序電流保護(hù)外，還應(yīng)增設(shè)零序電壓保護(hù)和間隙放電的零序電流保護(hù)。對(duì)于降壓變電站，一般裝設(shè)帶有兩段時(shí)限的零序電流保護(hù)，以第一段時(shí)限動(dòng)作于母線分段或母聯(lián)斷路器，以第二段時(shí)限動(dòng)作于變壓器保護(hù)總出口，跳開(kāi)各側(cè)斷路器。2023/2/4另序電壓電流保護(hù)對(duì)分級(jí)絕緣的變壓器，先斷開(kāi)不接地的變壓器，后斷開(kāi)接地的變壓器，以防止不接地的變壓器因過(guò)壓而損壞。靈敏度滿足要求時(shí)，可優(yōu)先采用。零序電流保護(hù)靈敏度較高，但接線復(fù)雜，當(dāng)零序電壓保護(hù)靈敏度不夠時(shí)才采用。2023/2/4另序電壓電流保護(hù)自耦變壓器的零序保護(hù)：由于自耦變壓器高壓側(cè)與中壓側(cè)有電的聯(lián)系，有一個(gè)共用的接地中性點(diǎn)（因有共同繞組），并要求直接接地，當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生單相接地時(shí)，零序電流將由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)流向另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，且流經(jīng)接地中性點(diǎn)的電流的大小及零序電壓U0的相位，將隨系統(tǒng)運(yùn)行方式和短路點(diǎn)的不同而有較大的變化。根據(jù)資料說(shuō)明，自耦變壓器的零序保護(hù)不允許裝在變壓器中性線的電流互感器上，應(yīng)當(dāng)在高、中壓側(cè)分別裝設(shè)零序方向電流保護(hù)2023/2/45、過(guò)負(fù)荷保護(hù)變壓器的過(guò)負(fù)荷保護(hù)應(yīng)能反應(yīng)公共線圈及各側(cè)的過(guò)負(fù)荷情況。過(guò)負(fù)荷保護(hù)都用單相式、帶時(shí)限動(dòng)作于信號(hào)。2023/2/46、非全相保護(hù)變壓器的非全相保護(hù)都設(shè)在220千伏側(cè)，它反應(yīng)變壓器220千伏側(cè)斷路器一相或二相“