变电所所用电系统

1 变电所所用电系统变电所所用电系统 一 所用电的作用 一 所用电的作用 供给变电所主变冷却器系统电源 断路器储能电源 开关供给变电所主变冷却器系统电源 断路器储能电源 开关 机构加热器电源 开关 闸刀端子箱加热器电源 直流系统充机构加热器电源 开关 闸刀端子箱加热器电源 直流系统充 电装置电源 检修电源 照明电源以及用于变电所生产 生活电装置电源 检修电源 照明电源以及用于变电所生产 生活 等用电 等用电 二 所用电的接线方式 二 所用电的接线方式 1 所用变的接线方式 所用变的接线方式 图图 1 变电所一般都配有二台所用变 变电所一般都配有二台所用变 1 所用变和 所用变和 2 所用变 所用变 1 2 所用变分别接于所用变分别接于 35kV 段母线 或 段母线 或 1 所用变接所用变接 35kV 段母线运行 段母线运行 2 所用变接所用变接 35kV 一条线路运行 有的一条线路运行 有的 2 变电所 变电所 2 所用变可以上所用变可以上 35kV 段母线 也可以上段母线 也可以上 35kV 线路线路 运行 可以翻电源 二台所用变互为备用 以确保所用电供电运行 可以翻电源 二台所用变互为备用 以确保所用电供电 的可靠性 随着各局对所用电的重视 省公司也有这个要求 的可靠性 随着各局对所用电的重视 省公司也有这个要求 系统中系统中 220kV 以上变电所已出现安装 以上变电所已出现安装 3 所用变 或者叫临时所用变 或者叫临时 所用变 接于本变电所以外的所用变 接于本变电所以外的 10kV 线路 作为变电所的应急线路 作为变电所的应急 电源 具体所用变的接线方式见图电源 具体所用变的接线方式见图 1 2 所用电的接线方式 所用电的接线方式 所用电系统为单母线分段接线方式 所用电系统为单母线分段接线方式 35kV 1 所用变低压电源所用变低压电源 经 经 1 所用变低压空气开关接入所用电所用变低压空气开关接入所用电 段母线 段母线 35kV 2 所所 用变低压电源经 用变低压电源经 2 所用变低压空气开关接入所用电所用变低压空气开关接入所用电 段母线 段母线 所用电所用电 段母线装有联络开关 也叫所用电分段开关 段母线装有联络开关 也叫所用电分段开关 因 因 受所用电分段开关短路容量的限制 以及二台所用变分别接于受所用电分段开关短路容量的限制 以及二台所用变分别接于 不同的电源 不同的电源 1 所用变接于所用变接于 35kV 母线 母线 2 所用变一般接于所用变一般接于 35kV 线路 线路 相互之间相位不同 正常情况下 所用电 相互之间相位不同 正常情况下 所用电 段段 母线分列运行 即所用电分段开关断开 母线分列运行 即所用电分段开关断开 接线见图 接线见图 1 3 所用电负载的接线方式 所用电负载的接线方式 重要负载采用双电源供电 如主变冷却器电源 加热器电 重要负载采用双电源供电 如主变冷却器电源 加热器电 源 开关储能电源 直流充电器电源 自动化监控设备逆变电源 开关储能电源 直流充电器电源 自动化监控设备逆变电 源 通讯电源等 源 通讯电源等 采用双回路供电的回路 采用双回路供电的回路 段电源之间除有备自投装置外 段电源之间除有备自投装置外 都装有分段开关或分段闸刀 为防止低压电源都装有分段开关或分段闸刀 为防止低压电源 段电源因相段电源因相 位差非同期并列 而引起二台所用变之间造成环流 环流将造位差非同期并列 而引起二台所用变之间造成环流 环流将造 3 成所用变容量不能充分的利用 所用电负载大时 造成所用变成所用变容量不能充分的利用 所用电负载大时 造成所用变 过载 发热 严重时 甚至烧坏所用变 因此所用电造成运行过载 发热 严重时 甚至烧坏所用变 因此所用电造成运行 情况下 千万不能并列运行 一般运行方式为了保证所用电翻情况下 千万不能并列运行 一般运行方式为了保证所用电翻 电源操作方便 双电源回路只允许投入电源操作方便 双电源回路只允许投入 段或段或 段电源开关 段电源开关 双回路中的分段开关或分段闸刀合上 这样负载翻电源只需在双回路中的分段开关或分段闸刀合上 这样负载翻电源只需在 所用电室进行就可以了 不必到现场 见图所用电室进行就可以了 不必到现场 见图 2 图图 2 不重要负载采用单电源供电 也称辐射型供电 见图 不重要负载采用单电源供电 也称辐射型供电 见图 3 图图 3 4 三 所用电重要负载有工作如何做安全措施 三 所用电重要负载有工作如何做安全措施 见图见图 2 所示 假如 所示 假如 1 主变主变 220kV 开关间隔需设备改造 开关间隔需设备改造 需停用需停用 220kV 开关储能电源 如何做安全措施 开关储能电源 如何做安全措施 假如设假如设 220kV 开关储能电源运行在所用电开关储能电源运行在所用电 段电源上 则段电源上 则 220kV 开关开关 段储能电源空开是合上的 段储能电源空开是合上的 段储能电源空开是段储能电源空开是 断开的 断开的 220kV 开关储能电源分段闸刀是合上的 操作如下 开关储能电源分段闸刀是合上的 操作如下 第一步 拉开第一步 拉开 220kV 开关开关 段储能电源空开 段储能电源空开 第二步 合上第二步 合上 220kV 开关开关 段储能电源空开 段储能电源空开 第三步 拉开第三步 拉开 220kV 开关储能电源分段闸刀 开关储能电源分段闸刀 第四步 拉开第四步 拉开 220kV 开关开关 段储能电源闸刀 段储能电源闸刀 加热器电源也同样如此操作 加热器电源也同样如此操作 关键的一点就是值班员要设备熟悉 确切地知道各储能电关键的一点就是值班员要设备熟悉 确切地知道各储能电 源开关 源开关 段储能闸刀 分段闸刀安装在那个间隔 否则你段储能闸刀 分段闸刀安装在那个间隔 否则你 的安全措施做起来就比较困难 有些值班员就做不到这一点 的安全措施做起来就比较困难 有些值班员就做不到这一点 完成上述操作后 就可以许可工作票给施工人员 完成上述操作后 就可以许可工作票给施工人员 5 四 所用电的事故处理 四 所用电的事故处理 当所用电突然失去电源时 不论是所用变故障 还是其它当所用电突然失去电源时 不论是所用变故障 还是其它 原因 均应优先恢复下列回路供电 原因 均应优先恢复下列回路供电 主变冷却器电源 主变冷却器电源 直流系统充电装置电源 直流系统充电装置电源 自动化监控逆变电源 自动化监控逆变电源 220kV 110kV 35kV 开关储能电源 开关储能电源 开关机构箱加热器电源 开关机构箱加热器电源 通讯电源 通讯电源 晚上照明电源 晚上照明电源 1 所用变本身及低压回路故障处理 所用变本身及低压回路故障处理 当判明 当判明 1 或 或 2 所用变本体或低压回路故障 应先拉开故所用变本体或低压回路故障 应先拉开故 障所用变的低压空气开关 然后合上所用电分段开关 再拉开障所用变的低压空气开关 然后合上所用电分段开关 再拉开 故障所用变母线闸刀 隔离了故障所用变 恢复了所用电供电 故障所用变母线闸刀 隔离了故障所用变 恢复了所用电供电 最后将故障所用变改检修 低压侧三相短路接地 高压侧验电最后将故障所用变改检修 低压侧三相短路接地 高压侧验电 无压后 挂接地线一付 无压后 挂接地线一付 2 1 或 或 2 所用变高压熔丝熔断处理 所用变高压熔丝熔断处理 应立即汇报局调 将故障所用变停役改检修 具体操作 应立即汇报局调 将故障所用变停役改检修 具体操作 拉开故障所用变低压空气开关 拉开故障所用变低压空气开关 合上所用电分段开关 合上所用电分段开关 拉开故障所用变高压侧闸刀 母线闸刀或线路闸刀 拉开故障所用变高压侧闸刀 母线闸刀或线路闸刀 也有的是跌落式高压熔丝 也有的是跌落式高压熔丝 6 在故障所用变高低压侧分别验电接地 故障所用变改 在故障所用变高低压侧分别验电接地 故障所用变改 检修 检修 由当值值班员调换同规格 同型号的高压熔丝 由当值值班员调换同规格 同型号的高压熔丝 注 调换高压熔丝应戴绝缘手套 穿绝缘靴 戴护目眼镜 注 调换高压熔丝应戴绝缘手套 穿绝缘靴 戴护目眼镜 调换结束 汇报局调 将进行复役操作 调换结束 汇报局调 将进行复役操作 复役操作步骤 复役操作步骤 拆除 拆除 所用变高低压侧接地线 所用变高低压侧接地线 合上 合上 所用变高压侧闸刀 母线闸刀或线路闸刀 所用变高压侧闸刀 母线闸刀或线路闸刀 也有的是跌落式高压熔丝 也有的是跌落式高压熔丝 拉开所用电分段开关 拉开所用电分段开关 合上 合上 所用变低压空气开关 所用变低压空气开关 3 一台所用变停役 另一台所用变故障处理 一台所用变停役 另一台所用变故障处理 此种情况 如装由 此种情况 如装由 3 所用变 应立即启用 所用变 应立即启用 3 所用变 使所用变 使 其恢复所用电正常运行 其操作步骤如下 其恢复所用电正常运行 其操作步骤如下 拉开故障所用变低压空气开关 拉开故障所用变低压空气开关 将临时电源双投闸刀合向 将临时电源双投闸刀合向 3 所用变电源侧 所用变电源侧 合上 合上 3 所用变低压电源开关 所用变低压电源开关 合上所用电分段开关 合上所用电分段开关 拉开故障所用变高压侧闸刀 母线闸刀或线路闸刀 拉开故障所用变高压侧闸刀 母线闸刀或线路闸刀 也有的是跌落式高压熔丝 也有的是跌落式高压熔丝 在故障所用变高低压侧分别验电接地 故障所用变改在故障所用变高低压侧分别验电接地 故障所用变改 检修 检修 7 如没有安装 如没有安装 3 所用变的 应立即恢复停役的所用变 所用变的 应立即恢复停役的所用变 其操作步骤如下 其操作步骤如下 拉开故障所用变低压空气开关 拉开故障所用变低压空气开关 拉开故障所用变高压侧闸刀 母线闸刀或线路闸刀 拉开故障所用变高压侧闸刀 母线闸刀或线路闸刀 或是跌落式高压熔丝 或是跌落式高压熔丝 拆除停役的所用变高低压侧接地线 拆除停役的所用变高低压侧接地线 合上停役的所用变高压侧闸刀 母线闸刀或线路闸刀 合上停役的所用变高压侧闸刀 母线闸刀或线路闸刀 或是跌落式高压熔丝 或是跌落式高压熔丝 合上停役的所用变低压侧空气开关 合上停役的所用变低压侧空气开关 合上所用电分段开关 合上所用电分段开关 4 接于 接于 35kV 线路运行的 线路运行的 2 所用变 该所用变母线 线所用变 该所用变母线 线 路可翻电源 线路故障 路可翻电源 线路故障 2 所用变失电处理 所用变失电处理 图图 4 8 线路故障处理这里不再讨论 主要是讨论所用电处理 线路故障处理这里不再讨论 主要是讨论所用电处理 接于 接于 2 所用变的线路故障 将造成 所用变的线路故障 将造成 2 所用变失电 也就所用变失电 也就 是所用电是所用电 段母线失电 应立即汇报调度 将段母线失电 应立即汇报调度 将 35kV 2 所所 用变由线路运行改为母线运行 具体翻电源的操作步骤如用变由线路运行改为母线运行 具体翻电源的操作步骤如 下 下 拉开 拉开 2 所用变低压空气开关 所用变低压空气开关 拉开 拉开 2 所用变线路闸刀 所用变线路闸刀 合上 合上 2 所用变母线闸刀 所用变母线闸刀 合上 合上 2 所用变低压空气开关 所用变低压空气开关 当该当该 35kV 线路故障消除 恢复造成运行后 应及时将 线路故障消除 恢复造成运行后 应及时将 2 所用变恢复到线路运行 作为本所所用电的备用电源 防止本所用变恢复到线路运行 作为本所所用电的备用电源 防止本 所所 35kV 母线故障时 所用电全部失去 特别时主变冷却器电母线故障时 所用电全部失去 特别时主变冷却器电 源失去源失去 20 分钟后 若投跳的话 使主变三侧开关跳闸 造成扩分钟后 若投跳的话 使主变三侧开关跳闸 造成扩 大事故 大事故 9 变 配电安全 一 变电所常见事故原因 变电所常见的事故一般是由以下原因引起的 1 误操作 2 继电保护装置出现 三误 误碰 误接线 误整定 3 开关机构失灵 接点发热 瓷瓶闪络 4 开关 电流互感器 电压互感器或电容器发生爆炸 5 电缆绝缘损坏 6 室内设备用于室外而损坏 二 变 配电所特殊巡视应检查的项目 变 配电所特殊巡视应检查以下几项 1 大风来临前检查周围有无杂物 要防止杂物被风吹到设备上 刮风时注 意风向及相间和对地距离是否过小 2 雷电后检查绝缘有无放电痕迹 避雷器 避雷针是否放电 雷电计数器 是否动作 3 雾天 雨天和下雪天应注意瓷绝缘放电情况 4 重负荷时检查触头 接头有无过热现象 5 出现异常情况时 检查电压 电流是否正常和继电保护动作情况 6 夜间熄灯巡视 检查绝缘有无放电闪络现象和接点是否过热发红 三 变 配电所突然断电的处理 变 配电所一旦突然断电 应按以下步骤进行处理 首先拉开有关电源开关 然后对变 配电所内部设备和进线端巡视检查一遍 如果确认断电原因非本所引起 可采取以下措施 1 双电源受电时 按倒闸操作的有关规定 切换备用电源受电 如果是单 电源受电 可与供电局联系 等候来电 10 2 如果发现本所设备有故障迹象 应迅速拉开有关的断路器和刀闸 断开 故障设备 检查电源开关拒动原因 并立即报告供电局 在未断开或无法断开故障设备时 不得启用备用电源 3 所内若有小发电机组 可启动小发电机 但绝对禁止向系统倒送电 四 变 配电所内发生误操作的处理 变 配电所内一旦发生误操作 应针对不同情况按以下方法进行处理 1 若误拉或误碰断路器引起跳闸 对无并列关系的断路器可立即自行合上 后再汇报领导 对有并列关系的断路器不可任意合闸 应汇报供电局 按调度员的通知处理 2 若误合备用断路器 可立即拉闸再汇报领导 3 若误拉或误合隔离刀闸 应立即停止操作 并检查设备有无损坏后再汇 报领导 五 对变电所的所用电的安全要求 对变电所的所用电有以下安全要求 1 为了提高变电所所用电的可靠性 35 千伏及其以上变电所 凡是用交流 电操作的 宜装两台所用变压器 一台装在 10 千伏母线 上 另一台在 35 千伏进线上 一般变电所也可只装一台所用变压器 2 当发生事故 正常照明电源被切断时 应急照明应能自动投入 改由蓄 电池或其他完好独立的电源供电 3 有两路进线的变 配电所 应装有备用电源自动投入装置 以保持全所 停电时的所用电源 六 对配电装置的安全要求 配电装置 是指接受和分配电能的电气设备 它包括控制电器 断路器 隔离 开关 负荷开关等 保护电器 熔断器 继电器和避雷器等 测量电器 电流互 感器 电压互感器 电流表 电压表等 以及母线和载流导体等 对配电装置一般有以下几项安全要求 11 1 具有良好的电气特性和绝缘性能 动作灵敏 工作可靠性高 2 在过负荷或短路时 能承受大电流所产生的机械应力和高温的作用 即 能够满足动稳定度和热稳定度的要求 3 由两路和两路以上电源供电时 各路电源主进线与联络开关之间应安装 联锁装置 受供电部门调度者除外 4 10 千伏室内成套设备的隔离开关和相应的断路器之间应装设联锁装置 5 配电装置的相色排列应符合以下规定 同一配电装置内各回路和相序 排列应一致 硬母线应涂色 其色别为 A 相黄色 B 相绿色 C 相红色 零线黑色 软母线应标明相别 6 配电装置间隔内的导线布置 应留有悬挂临时接地线的位置 该处不应 涂相色漆 7 配电装置的布置和导体 电器 构架的选择 应满足在正常运行 检修 短路过电压情况下的要求 并不应危及人身安全和周 围设备 8 在积雪 覆冰严重地区 应采取措施防止冰雪引起事故 9 在空气污秽地区 室外配电装置中的电气设备和绝缘子 应根据污秽情 况采取加强外绝缘 防尘 防腐等措施 并应便于清扫 10 周围环境温度低于绝缘油 或其他液态绝缘介质 润滑油 仪表和继 电器等的允许最低温度时 应在室外充油器的底部 操 作箱内和配电装置室内装设电热装置 七 对主变压器停送电的操作顺序的规定 主变压器停送电的操作顺序是 停电时先停负荷侧 后停电源侧 送电时与上 述顺序相反 这是因为 1 在多电源的情况下 先停负荷侧可有效地防止变压器反充电 如果先停 电源侧 遇有故障时可能造成保护装置误动或拒动 延长故障切 12 除时间 并可能扩大故障范围 2 当负荷侧母线电压互感器还有低周减载装置而未装电流闭锁装置时 一旦先停 电源侧 由于负荷中大型同步电动机的反馈 低周减载装 置可能误动作 3 从电源侧逐级向负荷侧送电 如有故障 便于确定故障范围 及时作出 判断和处理 可避免故障扩大 八 主变压器差动保护动作的原因及处理 主变压器差动保护动作跳闸的原因是 1 主变压器及其套管引出线发生短路故障 2 保护二次线发生故障 3 电流互感器短路或开路 4 主变压器内部故障 处理的原则是 1 检查主变压器外部套管及引线有无故障痕迹和异常现象 2 如经过第 1 项检查 未发现异常 但本站 所 曾有直流不稳定接地隐患 或曾带直流接地运行 则考虑是否有直流两点接地故障 如果有 则应及时消除短路点 然后对变压器重新送电 3 如果进行第 2 项检查 未发现直流接地故障 但出口中间继电器线圈两端 有电压 同时差动继电器接地均已返回 则可能是差动跳 闸回路和保护二次线短路所致 应及时消除短路点 然后试送电 4 检查高低压电流互感器有无开路或端子接触不良现象 发现问题及时处 理 然后向变压器恢复送电 5 如果上述检查未发现故障或异常 则可初步判断为变压器内部故障 应停止运 13 行 等待试验 如果是引出线故障 则应及时更换引出线 6 如果差动保护和瓦斯保护同时动作跳闸 应首先判断为变压器内部故障 按重瓦斯保护动作处理 九 变压器采用的保护方式 大型变压器一般采用以下几种保护方式 1 过电流保护保护外部相间短路 并作为瓦斯保护和差动保护 或电流速 断保护 的后备保护 2 差动保护 电流速断保护保护变压器绕组或引出线各相的相间短路 大 接地电流系统的接地短路以及绕组匝间短路 3 瓦斯保护保护变压器内部短路和油面降低的故障 4 零序电流保护保护大接地电流系统的外部单相接地短路 5 过负荷保护保护对称过负荷 仅作用于信号 十 变压器的纵联差动保护及其原理 所谓变压器的纵联差动保护 是指由变压器的一次和二次电流的数值和相位进 行比较而构成的保护 纵联差动保护装置 一般用来保护 变压器线圈及引出线上发生的相间短路和大电流接地系统中的单相接地短路 对于变压器线圈的匝间短路等内部故障 通常只作后备保护 纵联差动保护装置由变压器两侧的电流互感器和继电器等组成 两个电流互感 器串联形成环路 电流继电器并接在环路上 因此 流经 继电器的电流等于两侧电流互感器二次侧电流之差 在正常情况下或保护范围 外发生故障时 两侧电流互感器二次侧电流大小相等 相位相同 因此流经继电器的差电流为零 但如果在保护区内发生短路故障 流经继电器 的差电流不再为零 因此继电器将动作 使断路器跳闸 从而起到 保护作用 14 十一 三相差动保护与两相差动保护 对于所有升压变压器和 15000 千伏安以上的降压变压器 一律采用三相三继电 器差动保护 对于 10000 千伏安以下的降压变压器 采用两相三继电器接线 但对其中 Y 接线的双线圈变压器来说 如果灵敏度足够 可采用两相继 电器差动保护 对于单独运行的 7500 千伏安以上的降压变压器 当无备用电源时 采用三相 三继电器差动保护 十二 变压器的极限温度 变压器的极限温度主要取决于绕组绝缘材料的耐热性能 油浸式变压器绕组间的绝缘材料 一般采用电缆纸或其他纸质材料 属 A 级绝 缘 而热温度为 105 干式变压器常采用玻璃纤维绝缘材料 属 B 级绝缘 耐热温度为 130 如果绝缘材料的温度超过其极限温度 亦即变压器的极限温度 则变压器的 寿命便会急剧缩短 甚至会烧毁 在变压器的运行中 其绕组的中部偏上部位有一个最热区 所以变压器的上层 油温高于中下层 如果上层油温不超标 就能保证变压器 正常运行 由于上层油温与最热区温度之间通常有 10 左右的温差 所以一般 规定上层油温不得超过 95 在实际运行中常按 85 掌握 变压器的实际温度与环境温度的差值称为变压器的温升 我国变压器制造标准 规定环境温度为 40 按照这一标准 变压器的最高温升 不得超过 55 变压器各部分的温升极限值为 线圈 65 铁芯 70 油 上层 55 如果环境温度低于 40 变压器温升可适当提高 十三 变压器的使用寿命 变压器在额定电压和额定负载下能长期正常运行的时间 称为变压器的使用寿 15 命 制造变压器的材料有金属材料和绝缘材料两大类 金 属材料一般能耐较高温度而不损坏 但绝缘材料在温度超过某一定值后会很快 老化损坏 所以温度是影响变压器使用寿命的主要因素之一 变压 器的寿命在一定意义上可以说就是绝缘材料的寿命 绝缘材料长期在电场和高温作用下 逐渐失去原有的机械性能和绝缘性能的现 象 称为老化 老化速度主要取决于下列因素 1 绝缘所处的温度 2 绝缘材料的含潮率 3 对于油浸式变压器 还要考虑油内所溶解的氧气 以上三个因素决定着变压器的使用寿命 实践和研究表明 如果绕组能连续维 持 95 温度 可以保证变压器具有 20 年的使用寿命 根据 温度与寿命的关系 还可引出一个所谓 8 定则 以上述温度下的寿命为基础 绕组温度每升高 8 变压器的使用寿命就缩短 1 2 十四 变压器的分接开关的作用及倒换时的要求 用户对电源电压的要求 总是希望能稳定一些 实际上 电压过高或过低 对 用电设备都会产生不利影响 而电力系统的电压是随运行 方式和负荷的增减而变动的 因此 通常在变压器上安装分接开关 根据系统 电压的变动进行适当调整 从而送到用电设备上的电压保持相对稳 定 分接开关也叫调压开关 通常有无载调压和有载调压两种 分接开关多为三档 大型变压器有五档或更多 普通变压器为无载调压 倒换分接开关时 应首先将变压器从高 低压电网中 退出运行 然后拆除各侧引线和地线 最后进行倒换操作 由于分接开关的接触部分在运行中可能烧蚀 或者长期浸入油中产生氧化膜 造成接触不良 所以在倒换之后还应测量各相的电阻 对大型变压 16 器尤应做好这项测量工作 装有有载调压装置的变压器 无须退出运行就可进行倒换 但也要定期进行检 查 十五 两台变压器并列运行必须具备的条件 两台变压器如果要并列运行 必须具备以下条件 1 电压比相同 其最大差值不得超过 0 5 2 接线组别相同 3 百分阻抗相等 其最大差值不得超过 10 如果电压比相差过大 则在并列运行时将产生环流 影响变压器的出力 如果接线组别不同 则会造成短路或很大的环流 例如 单数组别与双数组别 的变压器 如一台 Y 11 与一台 Y Y 12 并列 环流会烧 坏变压器 百分阻抗相差过大 则并列运行的变压器的负荷 不能按其容量比 例合理分配 阻抗小的变压器带的负荷大 也影响变压器的出力 此外 根据运行经验 两台并列运行的变压器 其容量比不宜超过 3 1 通常 两台变压器并列运行前 必须进行核相 否则 会造成相间短路 十六 电源电压高于变压器额定电压的危害 如果电源电压高于变压器额定电压 则对变压器本身及其负荷都会产生不良后 果 通常 变压器在额定电压下运行时 铁芯中的磁通密度已接近饱和状态 如果 电源电压高于额定电压 则励磁电流将急剧增大 功率因 数随之降低 此外 电压过高还可能烧坏变压器的绕组 当电源电压超过额定 电压的 105 时 变压器绕组电势的波形就会发生较大的畸变 其中 含有较多的高次谐波分量 会使电势最大值增高 从而损坏绕组绝缘 另一方面 电源电压过高 变压器的输出电压也会相应增大 这不但会导致用 17 电设备过负荷 过电压 而且还将降低用电设备的寿命 严重时甚至击穿绝缘 烧坏设备 因此 为了保证变压器和用电设备安全运行 规定变压器的输入电压 即电源 电压不得大于变压器额定电压的 105 十七 新装或大修后的大型变压器投入运行前应验收的项目 大型变压器投入运行前的验收项目包括 1 本体无缺陷 外表整洁 无渗 漏油和油漆脱落等现象 2 绝缘试验合格 无遗漏试验项目 3 各部油位正常 各截门的开闭位置正确 油的简化试验和绝缘强度试验 均合格 4 外壳有良好的接地装置 接地电阻合格 5 分接开关位置符合电网运行要求 有载调压装置和电动 手动操作机构 均正常 控制盘上的指示与实际位置相符 6 基础牢固稳定 走轮有可靠的止动装置 7 保护测量信号和控制回路的接线均正确 8 冷却风扇通电试运行良好 风扇自启动装置定值正确 9 呼吸器装有合格的干燥剂 无堵塞现象 10 各引线的线间距离合格 接头紧固良好 并贴有试温蜡片 11 防雷保护符合规程要求 12 防爆管内部无存油 玻璃完整 呼吸小孔的螺丝位置正确 13 变压器的坡度合格 14 变压器的相位和接线组别均能满足电网运行要求 相位漆色标示正确 明显 15 温度表和测温回路完整良好 18 16 套管油封的放油小截门和瓦斯放气截门均无堵塞现象 17 变压器上无遗留物 临近的临时设施都已拆除 永久设施已布置完毕 现场已清扫 18 蓄油 排油设施符合要求 19 冷却器蝶阀处于打开状态 20 有瓦斯继电器者信号接点和分闸接点的动作及接线均正确 十八 对新装或大修后的主变压器要测定其大盖和油枕连接管的坡度 变压器的瓦斯继电器侧一般有两个坡度 一个是沿瓦斯继电器方向变压器大盖 的的坡度 应为 1 1 5 该坡度要求在安装变压器时从底 部垫好 另一个则是变压器油箱到油枕连接管的坡度 应为 2 4 这个坡度 是由制造厂家设计并在制造时就保证的 这两个坡度有两种作用 一是为了防止在变压器内贮存空气 二是为了在发生故障时便于使气体迅速可 靠地冲入瓦斯继电器 保证瓦斯继电器正确动作 十九 变压器投入运行前要进行冲击合闸试验 对变压器进行冲击合闸试验的目的有两个 1 拉开空载变压器时 有可能产生操作过电压 在电力系统中性点不接地或经消 弧线圈接地时 过电压幅值可达 4 4 5 倍相电压 在中性点 直接接地时 可达 3 倍相电压 为了检查变压器绝缘强度能否承受全电压或操 作过电压 需做冲击试验 2 带电投入空载变压器时 会产生励磁涌流 其值可达 6 8 倍额定电流 励磁涌 流开始衰减较快 一般经 0 5 1 秒即减到 0 25 0 5 倍额定电流 值 但全部衰减时间较长 大容量的变压器可达几十秒 由于励磁涌流产生很 大的电动力 为了考核变压器的机械强度 同时考核励磁涌流衰减 初期能否造成继电保护装置误动作 需做冲击试验 通常 对新装的变压器应进行 5 次冲击试验 大修的变压器则进行 3 次 19 二十 瓦斯继电器 新安装或大修后的变压器 在加油 滤油过程中 稍不注意就会将空气带入变 压器的油箱内 投运前如果未将空气及时排出 则在变压 器投运后 由于油温上升 油箱内的油将形成对流 将空气 赶出 油面 从 而使瓦斯继电器动作 通常 内部存有的气体越多 瓦斯断电器的动 作越频繁 在投运初期 如果发现瓦斯继电器动作频繁 应根据变压器的音响 温度 油 面以及加油 滤油情况进行综合分析 如果变压器运行正 常 则可判定为进入空气所致 否则应取气体做点燃试验 以判断变压器本身 是否存在故障以及故障性质 从而及时采取相应措施予以消除 避 免故障扩大 保证变压器安全运行 二十一 变压器的过电压 在额定电压下运行的变压器 电压幅值是一定的 如果由于某种原因 变压器 的电压幅值超过了额定电压幅值 则变压器便遭受过电压 变压器产生过电压的原因有以下几种 1 大气过电压由于雷电直击输电线路或杆塔 或者由于大气中雷雨云放电 而在输电线上感应出的过电压 2 操作过电压由于变压器或线路上的断路器合 拉闸所引起的过电压 3 故障过电压系统中发生单相短路或间歇电弧接地而产生的过电压 无论哪种过电压 作用的时间都很短暂 仅为几十微秒 操作过电压和故障过 电压的数值一般为额定相电压的 2 4 5 倍 而大气过电压可 达额定相电压的 8 12 倍 2 5 倍以下的过电压 变压器一般是能够承受的 超 过 2 5 倍 无论哪种过电压都可能损坏变压器的绝缘 二十二 变压器过电压的破坏方式及预防 20 变压器过电压的破坏方式有以下两种 1 击穿绕组之间 绕组与铁芯之间或绕组与油箱之间的绝缘 造成绕组短 路或接地 2 在同一绕组内将与匝间或段与段间的绝缘击穿 造成匝间短路 通常 大气过电压同时造成以上两种破坏 因此 在电力系统中常采用避雷器 来保护变压器 防止过电压损坏变压器的方法是 在变压器中 除了应加强高压绕组对地的绝 缘外 还应特别加强首端和末端附近两个匝间的绝缘 或 者采用静电环和静电屏使绕组的第一匝和头几匝的电压分布均匀 对 35 千伏 以上的变压器 还应尽量采用中性点接地系统来防止过电压造成损坏 二十三 空载变压器拉 合闸次数过多对变压器的影响 空载变压器拉闸时 空载电流急剧下降 铁芯中的磁场很快消失 线圈中会因 磁场的迅速变化而产生很高的电压 从而可能击穿变压器 绝缘的薄弱处 空载变压器合闸时 可能产生较大的励磁涌流 使线圈间受到很大的机械应力 而造成线圈变形 绝缘损坏 因此 空载变压器拉 合闸次数过多会降低变压器的使用寿命 二十四 电力变压器常见的故障 电力变压器常见的故障有以下几种 1 绕组故障绝缘老化 层间或匝间短路 局部过热 绝缘受潮以及短路造 成的机械损伤等 2 铁芯 磁路 故障 芯片间绝缘老化 穿芯螺丝或轭铁碰接铁芯 压铁松动引起振动或音响异常 接地不良形成间歇放电 芯片叠装不良造成铁损增大等 21 3 结构故障 分接头接触不良引起局部过热 分接头之间因污物而造成相间短路或表面闪络 油箱漏油 油温计失灵 防爆管发生故障使油受潮等 4 变压器油故障 长期高温使绝缘油氧化 吸收空气中过多的水分使油的绝缘性能下降 油泥沉 积堵塞油道使散热性能变坏 油的绝缘性能降低而造成闪络等 二十五 无载调压变压器的分接开关常见的故障 1 无载 有载调压变压器的分接开关常见的故障 1 分接开关触头弹簧压力不足或滚轮压力不均 使有效接触面积减小 或者触头 因镀银层机械强度不够而磨损严重 引起分接开关损坏 2 由于接触不良 或引线连接和焊接不良 不能承受短路电流的冲击作用 从而造成分接开关发生故障 3 在倒换时 由于分接头位置切换错误而烧坏分接开关 4 三相引线间的距离不够 或者绝缘材料的电气绝缘强度低 在过电压的 情况下将绝缘击穿 引起分接开关相间短路 分接开关发生故障时 往往可以听到变压器油箱内的 吱吱 声 一种放电声 而电流表随着响声发生摆动 此外 还可根据瓦斯保护 装置发出的信号作出初步判断 2 有载调压变压器的分接开关常见的故障 1 辅助触头中的过渡电阻在切换过程中被击穿烧断 烧断处发生闪络 使 触头间的电弧越拉越长 并发出异常声音 2 分接开关由于密封不严 进水后造成相间闪络 3 由于触头中的滚轮被卡住 分接开关停在过渡位置上 造成相间短路而 烧坏 4 由于调压分接开关的油箱不严密 分接开关的油箱与主变压器的油箱互相联通 两个油位计的指标相同造成分接开关出现假油位 危及 22 分接开关的安全运行 二十六 配电变压器的预防性试验包括的项目及其试验标准 6 10 千伏配电变压器的预防性试验项目和试验标准如下 1 测量绝缘电阻测量结果应与出厂试验数据或前一次测量的结果相比较 通常不应低于以前测量结果的 70 2 交流耐压试验 6 千伏 10 千伏和 400 伏的变压器分别用 21 千伏 30 千伏和 4 千伏电压进行 交流耐压试验 试验结果与历年测试数值比较不应有显著变化 3 绕组直流电阻 630 千伏安以上的变压器 经折算到同一温度下的各相绕组电阻值 不应大于 三相平均值的 2 与以前测量结果比较 相对变化也不应 大于 2 630 千伏安以下的变压器 相间阻值差别不应大于三相平均值的 4 线间阻值差别不应大于三相平均值的 2 4 绝缘油的电气强度运行中的变压器 其绝缘油的电气强度试验标准为 20 千伏 二十七 对变压器器身进行干燥处理 在出现下述情况之一时 应对变压器器身进行干燥处理 1 更换绕组或更换绝缘后 2 绝缘测定的结果 其吸收比 R sub 60 sub R sub 15 sub 小于 1 2 时 或者绝缘电阻显著下降时 3 吊芯后器身在空气中暴露时间过长 或者超过了规定时间 潮湿空气中 12 小时 干燥空气中 16 小时 对变压器器身进行干燥处理 应注意以下几点 1 加热时 绕组的平均温度不得超过 95 带油干燥时上层油温不得超过 85 2 23 在加热干燥时 每隔 2 4 小时测量一次各部分温度 绕组的绝缘电阻和油的耐 压强度 及时调整加热温度 绝缘电阻上升连续保持 6 小时 稳定后 可停止干燥 3 有条件时 可在油箱外加保温层 并配备灭火装置 4 应设有排气通道 以排除干燥过程中蒸发出来的潮气 二十八 变压器有哪些严重缺陷时必须停用二十八 变压器有哪些严重缺陷时必须停用 变压器有以下严重缺陷之一时必须停用 1 绝缘电阻降至 20 兆欧以下 2 绝缘油耐压水平降低 如 6 10 千伏变压器的绝缘油耐压水平降至 20 千伏以上 35 千伏变压器的绝缘油耐压水平降至 30 千伏以下 3 严重漏油 油面计中无油或油面低于调压分接头 4 套管等瓷件破裂 严重脏污结垢或出现放电现象 5 运行时响声突变 发出异音 6 温升过高 如负荷为 50 时 温升即达额定值 负荷在 85 以上时 温 升超过额定值的 10 以上 7 变压器外壳未接地 三相四线制变压器零线未接地 8 30 以上的散热管失效 二十九 对运行中的变压器应检查和监视的项目 对运行中的变压器应经常进行巡回检查和监视 以便及时发现异常现象或故障 对运行中的变压器应经常进行巡回检查和监视 以便及时发现异常现象或故障 避免发生严重事故 避免发生严重事故 应检查和监视的项目一般包括 1 变压器有无异音 如不均匀的响声或放电声等 2 油位是否正常 有无渗 漏油现象 24 3 油温是否正常 上层油温一般最高不得超过 85 4 套管是否清洁 有无裂纹 破损和放电等现象 5 接头有无发热现象 6 防爆管的防爆膜是否完整 7 瓦斯继电器是否漏油 内部是否充满油 8 呼吸器是否畅通 油封呼吸器的油位是否正常 呼吸器中的硅胶是否已 吸潮饱和 9 冷却系统是否运行正常 特别是强迫油循环水冷或风冷的变压器 应检 查油 水 温度 压力 流量等是否符合规定 10 外壳接地线是否完好 三十 对变压器应进行哪些项目的特殊巡视检查 当变压器在特殊条件下运行时 应对其进行特殊巡视检查 检查内容包括以下 各项 1 在过负荷情况下 应监视 在过负荷情况下 应监视负荷 油温和油位的变化负荷 油温和油位的变化 接头接触应良好 接头接触应良好 示温蜡片应无熔化现象 冷却系统应运行正常 示温蜡片应无熔化现象 冷却系统应运行正常 2 在大风天气时 应注意引线的松紧 摆动情况 以及变压器 引线上有 在大风天气时 应注意引线的松紧 摆动情况 以及变压器 引线上有 无异物搭挂 无异物搭挂 3 在雷雨天气时 应着重检查瓷套管有无放电闪络现象 避雷器的放电记 在雷雨天气时 应着重检查瓷套管有无放电闪络现象 避雷器的放电记 录器动作情况 录器动作情况 4 在大雾天气时 应检查瓷套管有无放电闪络现象 尤其应注意已污秽的 在大雾天气时 应检查瓷套管有无放电闪络现象 尤其应注意已污秽的 瓷质部分 瓷质部分 5 在下雪天气时 应根据积雪溶化情况检查接头发热部位 并及时处理积 在下雪天气时 应根据积雪溶化情况检查接头发热部位 并及时处理积 雪和冰凌 雪和冰凌 6 在大短路故障后 应检查有关设备和接头有无异状 在大短路故障后 应检查有关设备和接头有无异状 7 在瓦斯继电器发出警报信号后 应仔细检查变压器外部情况 在瓦斯继电器发出警报信号后 应仔细检查变压器外部情况 三十一 变压器运行中的温升过高的原因三十一 变压器运行中的温升过高的原因 25 造成变压器温升过高的原因一般有以下几种 1 分接开关接触不良 由于分接开关接触点压力不足或接触处污秽等原因 接触电阻增大 接点发热 尤其是倒换分接头后或变压器过负荷运行时 更易造成 分接开关接触不良而发热 2 线圈匝间短路 匝间短路使线圈匝数减少 并闭合产生的短路环流 从而短路处产生高温 严 重的匝间短路使油温上升 短路处的油发出 咕噜咕噜 的 声音 3 铁芯硅钢片片间短路由于外力损伤或绝缘老化等原因 硅钢片片间的绝 缘损坏 涡流增大 造成局部过热 在实际运行中 如果发现变压器温升过高 应结合变压器的声音 瓦斯继电器 的动作情况以及其他异常现象进行综合分析 直接判断是 哪个部位出现故障 并及时加以处理 三十二 如何从声音判断变压器运行是否正常三十二 如何从声音判断变压器运行是否正常 变压器正常运行时 应发出均匀的 嗡嗡 声 如果产生不均匀的声音 声音 加重或者有 噼啪 声等其他异音 都属于不正常现象 变压器产生异音的原因有以下几种 1 过负荷 2 内部接头或其它接头接触不良 3 个别零部件松动 4 系统发生接地或短路 5 负荷变化过大 或系统中有大型设备起动 6 铁磁谐振等 26 由于上述原因 电压和电流突然增高和增大 套管有闪络现象 变压器内部线 圈之间或者铁芯与夹板之间的绝缘击穿 如果音响很不均 匀或伴有爆裂声 则变压器应立即停止运行 三十三 三卷变压器停一侧其他两侧能否继续运行 无论三卷变压器的高 中 低压三侧哪一侧停止工作 其他两侧均可继续运行 若低压侧为三角形接线 停止工作时应投入避雷器 并 应根据运行方式考虑继电保护装置的运行方式和整定值 同时还要注意容量比 监视负荷情况 且停电侧的差动保护电流互感器应短路 三十四 变压器后备保护动作的原因及处理 变压器后备保护动作的原因及处理 变压器后备保护动作的原因是 1 变压器高压侧短路 2 变压器低压母线短路 3 由于差动保护范围内发生故障 差动保护失灵 4 后备保护误动 5 低压线路有故障 出线保护拒动 引起变压器过负荷跳闸 处理原则是 1 如果过电流保护动作 发现电压下降 冲击 弧光 声响等现象 应对变压器 外部进行检查 如果能及时排除故障 则可试送一次 否 则应采取安全措施准备抢修 如果未发现问题 也可试送一次 对无差动保护 的变压器 除进行外部检查外 还应进行绝缘测定检查 2 如果是低压出线发生故障 线路保护拒动 则可手动打掉故障线路开关 然后对变压器送电 3 如果由于差动保护范围内发生故障 差动保护失灵 则应按差动保护动 27 作处理 4 如果为二次回路故障 则属误动或误碰 值班人员可立即试送电 三十五 变压器三十五 变压器过负荷及自动跳闸过负荷及自动跳闸后的处理后的处理 1 运行中的变压器如果过负荷 可能出现电流指示超过额定值 有功 无功功率 表指针指示增大 或出现变压器 过负荷 信号 温度高 信号和音响报警等信号 值班人员发现上述异常现象或信号 应按下述原则进行处理 1 恢复警报 汇报班长 值长 并作好记录 2 及时调整变压器的运行方式 若有备用变压器 应立即投入 3 及时调整负荷的分配 与用户协商转移负荷 4 如属正常过负荷 可根据正常过负荷的倍数确定允许时间 若超过时间 应立 即减小负荷 同时 要加强对变压器温度的监视 不得超 过允许温度值 5 如属事故过负荷 则过负荷的允许倍数和时间 应根据制造厂的规定执 行 6 对变压器及其有关系统进行全面检查 若发现异常 应立即汇报领导并 进行处理 2 变压器自动跳闸后 一般应按以下步聚进行处理 1 变压器自动跳闸后 值班人员应投入备用变压器 调整负荷和运行方式 保持运行系统及其设备处于正常状态 2 检查保护掉牌属于何种保护动作及动作是否正确 3 了解系统有无故障和故障性质 4 属于下述情况 又经值长同意 可不经外部检查进行试送电 人员误碰 误操 28 作和保护装置动作 仅变压器的低压过流或限时过流保护 装置动作 同时跳闸变压器的下一级设备发生故障而其保护装置未动作 且故 障点已隔离 但只允许试送电一次 5 如属差动 重瓦斯或速断过流等保护装置动作 故障时又有冲击作用 则需要如属差动 重瓦斯或速断过流等保护装置动作 故障时又有冲击作用 则需要 对变压器及其系统停电进行详细检查 并测定绝缘电阻 对变压器及其系统停电进行详细检查 并测定绝缘电阻 在未查清原因以前 禁止将变压器投入运行 6 详细记录故障情况 时间和处理过程 7 查清和处理故障后 应迅速恢复正常运行方式 三十六 变压器冷却系统发生故障的处理三十六 变压器冷却系统发生故障的处理 对于强制油循环风冷 水冷和导向水冷却的变压器 当冷却系统 指风扇 潜 油泵 冷却水系统等 发生故障而停用冷却装置时 应进 行以下处理 1 当变压器控制盘上出现 冷却装置工作电源故障 或 备用电源故障 光字信 号时 应立即查明原因 使冷却装置尽快恢复工作 2 当变压器控制盘上出现 冷却水中断 光字信号时 应迅速检查原因 使冷却装置恢复工作 3 如果同时出现上述两种故障信号 则应注意变压器上层油温和油枕油位的变化 当冷却装置全部停运时 会出现油温急剧上升和可能从 防爆管 或安全气道 跑油的现象 当冷却装置恢复运行后 油枕油位又急剧 下降 且油位下降到标尺 20 以下并有继续下降趋热时 应立即 停用重瓦斯保护装置 如果在规定时间内无法使冷却装置恢复运行 则应汇报 值班长 将变压器停用 三十七 变压器的瓦斯保护的保护范围三十七 变压器的瓦斯保护的保护范围 29 变压器的瓦斯保护的保护范围是 1 变压器内部多相短路 2 匝间短路 匝间与铁芯或外皮短路 3 铁芯故障 发热烧损 4 油面下降或漏油 5 分接开关接触不良或导线焊接不良 瓦斯保护的优点是 不仅能反映变压器油箱内部各种故障 而且还能反映差动 保护所不能反映的不严重的匝间短路和铁芯故障 此外 当变压器内部进入空气时也有所反映 因此 是灵敏度高 结构简单 动作迅 速的一种保护 其缺点是 1 不能反映变压器外部故障 套管和引出线 不能反映变压器外部故障 套管和引出线 因此瓦斯保护不能作为变压 因此瓦斯保护不能作为变压 器各种故障的唯一保护 器各种故障的唯一保护 2 瓦斯保护抵抗外界干扰的性能较差 例如发生地震时就容易误动作 瓦斯保护抵抗外界干扰的性能较差 例如发生地震时就容易误动作 3 如果在安装瓦斯继电器时未能很好地解决防油问题或瓦斯继电器不能很好的防如果在安装瓦斯继电器时未能很好地解决防油问题或瓦斯继电器不能很好的防 水 就有可能漏油腐蚀电缆绝缘或继电器进水而造成误动水 就有可能漏油腐蚀电缆绝缘或继电器进水而造成误动 作 作 三十八 瓦斯继电器的动作原理三十八 瓦斯继电器的动作原理 当变压器出现内部故障时 产生的气体将聚集在瓦斯继电器的上部 使油面降 低 当油面降低到一定程度后 上浮筒便下沉 使水银接 点接通 发出信号 如果是严重故障 油流会冲击挡板 使之偏转 并带动挡 板后的连动杆向上转动 挑动与水银接点卡环相连的连动环 使水 银接点分别向与油流垂直的两侧转动 两水银接点同时接通 使开关跳闸或发 出信号 常用瓦斯继电器有浮子式和挡板式两种 挡板式瓦斯继电器 是将浮子继电器 30 的下浮子改为挡板结构 这两种瓦斯继电器的区别是 后者的挡板结构不随油面下降而动作 而是在油 的流速达到每秒 0 6 1 0 米时才动作 所以挡板式瓦斯继电 器遇到油面下降或严重缺油时 不会造成严重瓦斯误动跳闸 三十九 瓦斯继电器动作后如何收集气体判别故障