情境3-电力变压器的运行维护

1、2021/3/141 2021/3/142 一、电力变压器的结构、分类及特点: 1.结构 2021/3/143 11信号温度计信号温度计 22铭牌铭牌 33吸湿器吸湿器 44油枕油枕( (储油柜储油柜) ) 55油位指示器油位指示器 66防爆管防爆管 77瓦斯继电器瓦斯继电器 8 8高压套管高压套管 99低压套管低压套管 1010分接开关分接开关 1111油箱及散热油管油箱及散热油管 1212铁心铁心 1313绕组及绝缘绕组及绝缘 1414放油阀放油阀 1515小车小车 1616接地端子接地端子 2021/3/144 矿用隔爆干式变压器 2021/3/145 环氧树脂浇注的三相干式变压器环氧树

2、脂浇注的三相干式变压器 2021/3/146 2021/3/147 1 1高压出线套管和接线高压出线套管和接线 端子端子 2 2吊环吊环 3 3上上 夹件夹件 4 4低压出线接线端子低压出线接线端子 5 5铭牌铭牌 6 6环氧树脂浇注绝缘绕环氧树脂浇注绝缘绕 组组 7 7上下夹件拉杆上下夹件拉杆 8 8警示标牌警示标牌 9 9铁心铁心 1010下夹件下夹件 1111小车小车 1212三相高三相高 压绕组间的连接导体压绕组间的连接导体 1313高压分接头连接片高压分接头连接片 2021/3/148 充气式变压器 2021/3/149 1）按功能分按功能分:升压变压器 降压变压器 2）按相数分按相

3、数分:单相变压器 三相变压器 2021/3/1410 3）按绕组的材质分按绕组的材质分:铜绕组 铝绕组 4）按绕组型式分按绕组型式分:双绕组变压器 三绕组变压器 自耦变压器 2021/3/1411 5）按容量系列分按容量系列分,用 R10系列来确定 变压器的容量,即按R10=1.26的倍数 递增，常用的有100、125、160、200、 250、315、400、500、630、800、 1000、1250、1600、2000、2500、 3150 KVA等。 小型变压器 :容量为500KVA以下 中型变压器 :容量为630300KVA 大型变压器 ：容量为8000 KVA以 上 2021/3/

4、1412 6）按电压调节方式分按电压调节方式分: :无载调压变压器 有载调压变压器 7 7）按安装地点分）按安装地点分:户内式 户外式 8）按冷却方式和绕组绝缘分: 油浸式:自冷式 水冷式和强迫油循环式 风冷式 2021/3/1413 干式（浇注式、开启式、封闭式） 气体（SF6）式 9 9）按用途分）按用途分:普通变压器 防雷变压器 配电变压器 主变压器 2021/3/1414 2021/3/1415 常用的联结组别: Yyn0、Dyn11、Yzn11、 Yd11、YNd11 。 1. 1. 配电变压器的联结组别配电变压器的联结组别 1） Yyn0联结组别: 2021/3/1416 带中线带

5、中线 2021/3/1417 特点特点 线路中可能有的线路中可能有的3n(n=1、2、3)次谐次谐 波电流会注入公共的高压电网中波电流会注入公共的高压电网中; 中性线的电流规定不能超过相线电流中性线的电流规定不能超过相线电流 的的25; 变压器一次绕组的绝缘强度要求较低变压器一次绕组的绝缘强度要求较低 （与（与Dyn11比较）比较）,因而造价比因而造价比Dyn11型的型的 稍低。稍低。 2021/3/1418 使用 : 负荷严重不平衡或3n次谐波比较 突出的场合不宜采用这种联结; 在TN和TT系统中由单相不平衡电 流引起的中性线电流不超过二次绕组 额定电流的25%、且任一相的电流在 满载都不超

6、过额定电流时可选用。 2021/3/1419 2） Dyn11联结组别联结组别: 2021/3/1420 特点特点: : 抑制高次谐波:3n次谐波电流在其三角形 的一次绕组中形成环流,不致注入公共电网; 承受单相不平衡电流的能力远远大于 Yyn0联结组别的变压器,按规定，中性线电 流容许达到相电流的75%。 使用使用：对于现代供电系统中单相负荷急 剧增加的情况，尤其在TN和TT系统中， Dyn11联结的变压器得到大力的推广和应用。 2021/3/1421 2 2防雷变压器的联结组别防雷变压器的联结组别: : Yzn11 曲折形 （Z） 半个绕组半个绕组 2021/3/1422 特点特点: :

7、有利于防雷:在同一铁心柱上的两半 个绕组的电流正好相反,使磁动势相互 抵消。因此如果雷电过电压沿二次侧 线路侵入时,此过电压不会感应到一次 侧线路上;反之，如雷电过电压沿二次 侧线路侵入，二次侧也不会出现过电 压。 变压器二次绕组的用材量比Yyn0型 的增加15%以上。 2021/3/1423 1.电力变压器实际容量的计算: 1）变压器的实际容量变压器的实际容量:在实际使用 条件下,在不影响变压器的规定使用 年限（20年）时所能连续输出的最 大视在功率。 2021/3/1424 2021/3/1425 2 2）对户外变压器）对户外变压器: : 年平均 温度 额定 容量 3）对户内变压器: 20

8、21/3/1426 2.2.电力变压器的台数选择电力变压器的台数选择: : 1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。 2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于 采用经济运行方式的变电所,也可考虑采用两 台变压器。 3）除上述情况外,一般变电所宜采用一台变压 器，但是负荷集中而容量相当大的变电所，虽 为三级负荷，也可以采用两台或以上变压器。 4）在确定变电所主变压器台数时，还应适当 考虑负荷的发展，留有一定的余量。 2021/3/1427 3.变电所主变压器容量的选择: 装有一台主变压器的变电所装有一台主变压器的变电所: SSS NTT30 装有两台主变压器的变电所装有两台主变压器的变电所: 一台

9、单独运行时: 2021/3/1428 SSS NTT30 )7 . 06 . 0( 任一台单独运行时: SSS NTT)(30 取最取最 大值大值 两台变压器且为明备用时:按一台一台 变压器的方法选择 2021/3/1429 车间变电所单台变压器容量上限车间变电所单台变压器容量上限: 一般不大于1250KVA; 装设在二楼时,采用干式,不大于 800KVA; 居住小区:一般采用环氧树脂浇注干式 变压器，如采用油浸式变压器，单台 容量不大于800KVA。 适当考虑近期发展。适当考虑近期发展。 2021/3/1430 一、继电保护装置的任务一、继电保护装置的任务: 1.故障时跳闸:短路时跳闸并报警

10、。 2.异常状态时报警:过负荷或有苗头 二、继电保护装置的基本要求二、继电保护装置的基本要求: 2021/3/1431 1.1.选择性选择性: : 2.2.速动性速动性: : 3.3.可靠性可靠性: : 2021/3/1432 4.4.灵敏性灵敏性: :对故障和不正常运行的反对故障和不正常运行的反 映能力映能力 对过电流保护装置对过电流保护装置: I I S opl k P min 被保护区内最小被保护区内最小 运行方式下的最运行方式下的最 小短路电流小短路电流 保护装置一次侧保护装置一次侧 动作电流动作电流 灵敏 系数 2021/3/1433 对低电压保护装置对低电压保护装置: U U S

11、K opl P max 保护装置一保护装置一 次动作电压次动作电压 保护区内发生短路保护区内发生短路 时时,连接该保护装连接该保护装 置的母线上的最大置的母线上的最大 残余电压残余电压 2021/3/1434 三、继电保护装置组成及常用保护三、继电保护装置组成及常用保护 继电器继电器: 1.1.组成组成: : 2021/3/1435 2.2.常用的机电式保护继电器常用的机电式保护继电器: : 1 1）电磁式电流继电器）电磁式电流继电器: : 2021/3/1436 2021/3/1437 I I K op re re 返 回 系 数 返回 电流 动 作 电 流 2021/3/1438 DL-1

12、0DL-10系列内部接线及图形符号系列内部接线及图形符号: : 2021/3/1439 2021/3/1440 2）感应式电流继电器: 1-线圈线圈 2-电磁铁电磁铁 3-短路环短路环 4-铝盘铝盘 5-钢片钢片 6-铝框架铝框架 7-调节弹簧调节弹簧 8-制动永久磁铁制动永久磁铁 9-扇形齿轮扇形齿轮 10-蜗杆蜗杆 11-扁杆扁杆 12-触点触点 13-时限调节螺钉时限调节螺钉 14-速断电流调节螺速断电流调节螺 杆杆 15-衔铁衔铁 16-动作电流调节插动作电流调节插 销销 2021/3/1441I I n op qb qb 速断电 流倍数 速断 电流 动作 电流 2021/3/1442

13、 四、电力变压器的继电保护四、电力变压器的继电保护: 1.1.概述概述: : 变压器故障变压器故障: 内部故障内部故障:绕组的相间短路、绕组匝 间短路、单相接地短路。 外部故障外部故障:引出线上绝缘套管的故 障。 跳闸跳闸 2021/3/1443 不正常工作状态不正常工作状态:外部短路和过负荷 引起的过电流、油面的过度降低、温 度升高。 跳闸跳闸报警 继电保护设置继电保护设置: 610KV车间变电所的主变压器:定时 限过电流保护和电流速断保护; 动作电流 为 0.50.7 S时,可不 装 2021/3/1444 800KVA及以上的油浸式变压器:还需 装设瓦斯保护; 装在车间 内部时,容 量为

14、 400KVA 及以上 并列运行的变压器 容量（单台）在 400KVA及以上,以及 虽为单台运行但又作 为备用的变压器有可 能过负荷时:装设过 负荷保护; 2021/3/1445 单台运行容量在1万KVA及以上、两 台并列运行容量在6300KVA及以上的 变压器:装设纵联差动保护 2021/3/1446 2.2.变压器的瓦斯保护变压器的瓦斯保护: : 油箱油箱 瓦斯 继电器 油枕 2021/3/1447 FJa-80瓦斯继电器的结构示意图 1-容器容器 2-盖盖 3、7-上、下油杯上、下油杯 4、8-永久磁铁永久磁铁 5-上动触点上动触点 6-上静触点上静触点 9-下动触点下动触点 10-下静

15、触点下静触点 11-支架支架 12-下油杯平衡锤下油杯平衡锤 13-下油杯转轴下油杯转轴 14-挡板挡板 15-上油杯平衡锤上油杯平衡锤 16-上油杯转轴上油杯转轴 17-放气阀放气阀 2021/3/1448 3.3.变压器的过电流保护、电流速断和变压器的过电流保护、电流速断和 过负荷保护过负荷保护: : 过负荷一 般都是三 相对称, 只在一相 上装过电 流继电器 2021/3/1449 2021/3/1450 2021/3/1451 1）变压器的过电流保护: 动作电流为: I KK KK IL ire Wrel OPmax 可靠系数 对DL型取1.2 对GL型取1.3 接线系数 一般取1 两

16、相电流差 接线时取 3 返回系数 对DL型取0.8 对GL型取0.85 电流互 感器变 比 线路最大负荷 电流= （1.53）I NT1 2021/3/1452 若用断路器手动操作机构中的过电流 脱扣器YR作过电流保护,则动作电流 整定公式为: I K KK IL i Wrel OPmax 取22.5 2021/3/1453 动作时间的整定动作时间的整定:阶梯原则阶梯原则 对车间变电所,可整定为最小值 0.5S。 过电流保护的灵敏度: 5 . 1 min )2( min S IK IK S P OPi KW P 变压器低压 侧母线发生 两相短路电 流换算到高 压侧的值 做后备 保护时 取1.2

17、 2021/3/1454 2 2）变压器的速断保护）变压器的速断保护: : 动作电流整定: I K KK IK i Wrel qbmax 可靠系数 对DL取1.21.3; 对GL取1.41.5; 对脱扣器取1.82。 低压母线三相短 路电流的周期分 量有效值换算到 高压侧的电流值 2021/3/1455 变压器的速断保护的灵敏度校验: 5 . 1 )2( IK IK S qbi KW p 变压器高压 侧在系统最 小运行方式 时发生的两 相短路电流 2021/3/1456 变压器的速断保护有死区,必须 与带时限的过电流保护配合使用。 考虑到变压器在空载投入或突然恢 复电压时将出现一个冲击性的励磁

18、涌 流,为避免速断保护误动作,可在速断 保护整定后，将变压器空载试投若干 次，以检验速断保护是否误动作。根 据经验，速断保护的一次动作电流比 变压器一次电流大23倍时，速断保 护能躲过励磁涌流，不会误动作。 2021/3/1457 3 3）过负荷保护）过负荷保护: : K I I i NT OLop 1 )( )5 . 12 . 1 ( 动作时间为:1015S。 有可能过负 荷时才装设, 动作于信号 变压器 额定一 次电流 2021/3/1458 4.4.变压器低压侧的单相短路保护变压器低压侧的单相短路保护: : 1）低压侧装设三相均带过电流脱 扣器的低压断路器: 它既作低压侧的主开关, 又可

19、保护低压侧的相间 短路和单相短路 DW16型断路器还具有 “第四阶段保护”,专门 用作单相接地保护（TN 系统的单相金属接地有 效） 2021/3/1459 2）低压侧三相装设熔断器保护: 保护变压器低压侧的保护变压器低压侧的 相间短路和单相短路相间短路和单相短路, 但更换熔体需要时间但更换熔体需要时间, 适用于供电要求不高，适用于供电要求不高， 不太重要的小容量变不太重要的小容量变 压器压器 2021/3/1460 3）在变压器中性点引出线上装设零 序过电流保护: I K KK INT i dsqrel Oop2)( 不平衡系 数,取 0.25 可靠系数 取 1.21.3 变比 变压 器二

20、次侧 额定 电流 动作 电流 灵敏度高,但不经济, 较少采用 2021/3/1461 动作时间动作时间:0.50.7S。 灵敏度校验灵敏度校验: S IK I S P OPi K Pmin )0( )1( 低压干线低压干线 末端发生末端发生 的单相短的单相短 路电流路电流 对架空线取1.5; 对电缆线取1.2。 2021/3/1462 4 4）采用两相三继电器接线或三相三继）采用两相三继电器接线或三相三继 电器接线的过电流保护电器接线的过电流保护: : 相间短路保相间短路保 护和低压侧护和低压侧 的单相短路的单相短路 保护保护,灵敏度灵敏度 高高 2021/3/1463 5.5.变压器的纵联差动保护变压器的纵联差动保护: : 原理原理 2021/3/1464 动作电流的整定动作电流的整定:应同时满足以下三 个条件。 1.1.应躲过变压器差动保护区外短路应躲过变压器差动保护区外短路 时出现