常用电气设备及其运行维护

1、Wind Power Basic TrainingWelcome变压器变压器的工作原理和结构基本原理：利用电磁感应现象实现一个电压等级的交流电能到另一电压等级交流电能的变换。变压器的工作原理与结构一、变压器的工作原理 变压器是根据电磁感应原理工作的。 一次侧绕组感应电势:E1=4.44fN1m二次侧绕组感应电势:E2=4.44fN2m由此可见，变压器一、二次侧感应电势之比等于一、二次侧绕组匝数之比。一次电压有效值U1E1，二次电压有效值U2E2 (2-6)U1I1=U2I2铁芯绕组调压分接头调压机构箱高压侧套管低压侧套管高压侧中性点压力释放阀瓦斯继电器吸湿器主变端子箱散热风扇油箱储油柜储油柜高

2、压侧套管低压侧套管油位计瓦斯继电器压力释放阀油温度计绕组温度计呼吸器放油阀散热风扇油箱1、铁芯 变压器的铁芯是磁路部分。变压器的铁芯采用硅钢片叠制而成。2、绕组 绕组是变压器的电路部分，一般用绝缘纸包的铝线或铜线烧制而成。3、绝缘 变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。4、分接开关 变压器调整电压的方法是在其某一侧绕组上设置分接，以切除或增加一部分绕组的线匝，以改变绕组的匝数，从而达到改变电压比的有级调整电压的方法。这种绕组抽出分接以供调压的电路，称为调压电路;变换分接以进行调压所采用的开关，称为分接开关。5、油箱油箱是油浸式变压器的外壳，变压器的器身置于油箱内，箱内灌

3、满变压器油。6、冷却装置变压器的冷却装置是起散热的作用的。自然冷却、风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷7、储油柜 (又称油枕) 储油柜位于变压器油箱上方，通过气体继电器与油箱相通。当变压器的油温变化时，其体积会膨胀或收缩。储油柜的作用就是保证油箱内总是充满油，并减小油面与空气的接触面，从而减缓油的老化。8、吸湿器 为了使储油柜内上部的空气保持干燥，避免工业粉尘的污染，储油柜通过吸湿器与大气相通。吸湿器内装有用氯化钙或氯化钻浸渍过的硅胶，它能吸收空气中的水分。当它受潮到一定程度时，其颜色由蓝色变为粉红色。9、压力释放阀 (又称防爆管、安全气道) 位于变压器的顶盖上，当变压器内部发生严重故障，而

4、气体继电器失灵时，油箱内部的气体便通过压力释放阀喷出，保护变压器不受严重损害。 10、气体继电器位于储油柜与箱盖的联管之间。在变压器内部发生故障 (如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故等)产生气体或油箱漏油等使油面降低时，接通信号或跳闸回路，保护变压器。11、高、低压绝缘套管 变压器内部的高、低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的，它起着固定引线和对地绝缘的作用。 气体继电器的安装示意图1-气体继电器；2-油枕电力变压器的技术参数型号-/ 防护代号额定电压（kV）额定容量（kVA）设计序号调压方式（无励磁不标；有载调压Z）绕组导线材质（铜线不标；L铝线）绕组数（S-三绕组；F-双绕组）循环方式（自然不标

5、：P-强迫循环）冷却方式（F-油浸风冷；S-油浸水冷）相数（D-单相；S-三相）绕组耦合方式（O-自耦） ODFPSZ-250000/5001、变压器的型号2、相数 变压器分单相和三相两种，一般均制成三相变压器以直接满足输配电的要求。小型变压器有制成单相的，特大型变压器做成单相后，组成三相变压器组，以满足运输的要求。3、额定频率 变压器的额定频率即是所设计的运行频率，我国为5OHz。 4、额定电压 额定电压是指变压器线电压 (有效值)，它应与所连接的输变电线路电压相符合。5、额定容量 在变压器铭牌所规定的额定状态下，变压器二次侧的输出能力(kVA)。对于三相变压器，额定容量是三相容量之和。6、

6、额定电流变压器的额定电流为通过绕组线端的电流，即为线电流 (有效值)。它的大小等于绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的相系数 (单相为l，三相为根号3)。 单相变压器额定电流为三相变压器额定电流为7、绕组联接组标号 变压器同侧绕组是按一定形式连接的。星形、三角形、曲折形等联接，现在对于高压绕组分别用符号y、D、Z表示;对于中压和低压绕组分别用符号y、d、z表示。有中性点引出时则分别用符号YN、ZN和yn、zn表示。变压器按高压、中压和低压绕组联接的顺序组合起来就是绕组的联接组，例如:变压器按高压为D、低压为yn联接，则绕组联接组为Dyn(Dyn11)。8、调压范围 变压器接在电网上运行时

7、，变压器二次侧电压将由于种种原因发生变化，影响用电设备的工常运行。因此变压器应具备一定的调压能力。根据变压器的工作原理，当高、低压绕组的匝数比变化时，变压器二次侧电压也随之变动，采用改变变压器匝数比即可达到调压的目的。9、空载电流当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率的额定电压时，一次绕组中所流过的电流称空载电流I0, 变压器空载合闸时有较大的冲击电流。10、阻抗电压和短路损耗当变压器二次侧短路，一次侧施加电压使其电流达到额定值，此时所施加的电压称为阻抗电压UZ，变压器从电源吸取的功率即为短路损耗。以阻抗电压与额定电压UN之比的百分数表示。即： 11、效率 变压器的效率为输出的有功功率与输

8、入的有功功率之比的百分数。通常中小型变压器的效率约为90%以上，大型变压器的效率在95%以上。 12、温升是指测量部位的温度与环境温度之差绕组温升限值为65 。顶层油温升限值为55 。额定运行方式过负荷运行方式冷却器运行方式变压器的投运和停运变压器运行额定运行方式变压器在额定使用条件下，在使用寿命期限内，全年可按额定容量运行变压器的外加一次电压一般不应高于该运行分接头额定电压的105%，不论电压分接头在任何位置，如果所加一次电压超过相应额定值的5%，则变压器二次侧电流可达到铭牌额定电流。变压器并列运行应满足下列条件变压器的联结组别必须相同变压器的变比相等（不得大于0.5%）变压器的阻抗电压相等

9、额定容量差别不大于30%强迫油循环风冷变压器的最高上层油温最高不得超过85，温升最高不得超过45。油浸风冷和自冷变压器上层油温不宜经常超过85，最高不得超过95（冷却介质温度40，温升最高不得超过55）。变压器允许过负荷运行方式过载能力：在不损害变压器绝缘和降低变压器使用寿命的前提下，变压器可在较短时间内有一定过载能力。变压器的正常过负荷变压器的事故过负荷变压器允许过负荷的注意事项若变压器存在较大缺陷，不准过负荷运行过负荷时，投入全部冷却器及时报告调度，以便设法转移负荷，加强监视和设备巡视详细记录过负荷运行情况变压器冷却器的运行方式在变压器投入运行前，冷却器应先投入运行。变压器停运时，应先停变

10、压器，而冷却装置则应继续运行一段时间再停。强迫有循环冷却器必须设有两路电压，且可自动可靠切换，应按规定定期进行切换试验检查。强迫油循环风冷式变压器运行中，当冷却系统发生故障，冷却器全部停止工作时，允许在额定负荷下运行20min。20min如上层油温未达到75时，则允许继续运行到上层油温上升至75。但切除全部冷却装置后，变压器的最长运行时间一般不得超过1h。主变压器停、送电的操作顺序停电时，先停负荷侧，后停电源侧；送电与停电顺序相反。多电源情况下，可防止变压器反充电。若停电时与有故障，可能造成继电保护误动或拒动，延长切除故障的时间，可能导致事故范围的扩大。从电源侧逐级送电，如遇故障，便于按送点范

11、围检查、判断和处理。当负荷侧母线电压互感器带有低周减载装置时，先停电源侧开关，低周减载装置可能发生误动。主变压器投入与停运的操作原则投入时，必须先合隔离开关，后合断路器；停运时相反。在110kV及以上中性点直接接地系统中，投运和停运变压器时，在操作前必须将中性点接地，操作完毕后再断开。强油循环风冷式变压器，投入运行前必须先启动冷却装置。变压器停运时，先停变压器，冷却装置运行一段时间后再停。对新装投运、长期停用或大修后的变压器，投运前应重新按规定进行必要的试验，绝缘值应合格，并符合一般要求的规定。投运前应检查确定变压器在完好状态，具备带电运行条件。新投运的变压器必须在额定电压下做冲击合闸试验，新

12、装投运的变压器冲击5次，大修、更换、改造后的变压器冲击3次。对于发电机-变压器组接线的变压器，尽可能安排由零值升压到额定值，再与系统并列，停运时相反。变压器正常运行时的外部检查油枕和充油套管的油位、油色正常，无渗漏油现象负荷正常。中性点接地开关投入时应接触良好。变压器声音正常，本体无渗漏油现象，呼吸器正常，干燥剂合格。油温正常，各散热器温度应相近。套管外部清洁、无破损、裂纹、放电痕迹及其他异常现象。引线接头、电缆、母线应无发热征象。冷却装置运行正常。瓦斯继电器内应无气体，继电器与油枕间连接阀门应打开。室内变压器，应检查门窗完整，照明正常，空气温度适宜，无漏水漏气现象。防爆阀及保护膜应完好无损。

13、有载分接开关机构箱应关严，装置备部件无异常。地基无下沉。变压器在特殊工况下的检查变压器在异常运行时，应增加检查次数。过负荷时应监视负荷、油温、油位的变化，各接头接触良好，无过热现象，冷却系统运行正常。大风天，引线无剧烈摆动和松脱，变压器上盖、套管、引线处无杂物。雷雨后，套管有无放电及闪络现象，避雷器及保护间隙的动作情况。大雾天，套管有无放电打火现象。下雪天，根据落雪融化情况检查接头有无发热现象，并设法消除可能带来隐患的冰块。气温突变，检查油枕及套管的油面变化情况。Wind Power Basic TrainingWelcome互感器互感器互感器是一种特殊的变压器，广泛应用于供电系统中向测量仪表

14、和继电器的电压线圈或电流线圈供电。变换：将一次回路的高电压、大电流变为二次回路的低电压（100V）小电流（5A），供电给测量仪表和保护装置继电器的电压、电流线圈，使测量仪表和继电器标准化、小型化、结构轻巧、价格便宜。隔离：互感器一次侧和二次侧没有电的联系，只有磁的联系。使二次设备与高电压部分隔离，且互感器二次侧均接地，从而保证了设备和人身的安全。电流互感器是将一次侧的大电流，按比例变为适合通过仪表或继电器使用的，额定电流为5A的变换设备。基本组成，包括铁心、一次绕组、二次绕组。工作原理类似于升压变压器，电流互感器一、二次电流之比称为电流互感器的额定互感比 特点：一次绕组串联在电路中，并且匝数很

15、少；故一次绕组中的电流完全取决于被测电路的负荷电流，而与二次电流大小无关；电流互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很小，所以正常情况下，电流互感器在近于短路的状态下运行。电流互感器电流互感器电流互感器的接线形式 电流互感器的接线形式指的是电流互感器与测量仪表或保护继电器之间的连接形式。 单相式接线仅反映三相电流平衡系统的运行状态，作一般恻量和过负荷保护。不完全星形接线常用于610kV中性点不接地三相三线制系统中，可供功率表或电能表使用，仅取A相和c相电流。公用回线中流通的电流即为B相电流。节省了一个电流互感器。两相电流差接线：可用干610kV的过电流保护。三相星形接线：广泛用于负荷不平衡的三相

16、四线制系统，也可用干一般的三相三线制系统可测量电路的三相电流，监视各相负荷下对称情况。电流互感器运行注意事项电流互感器的二次侧在使用时绝对不可开路。使用过程中拆卸仪表或继电器时，应事先将二次侧短路。安装时，接线应可靠，不允许二次侧安装熔丝。二次侧必须有一端接地。防止一、二次侧绝缘损坏，高压窜入二次侧，危及人身和设备安全。接线时要注意极性。电流互感器一、二次侧的极性端子，都用字母表明极性。一次侧串接在线路中，二次侧的继电器或测量仪表串接。 电流互感器电压互感器电压互感器 电压互感器是将一次侧的高电压按比例变为适合仪表或继电器使用的额定电压为100V的变换设备。 1电磁式电压互感器 电磁式电压互感

17、器原理与变压器相同，但二次侧所接测量仪表和继电器电压线圈阻抗很大，近似于开路状态运行，相当于一台空载运行的小容量降压变压器。一次绕组与被测量电路并联二次绕组并接于测量表计和保护装置的电压线圈两端 （1）电磁式电压互感器的工作原理和变压器相同。 电压互感器的特点容量很小，类似一台小容量变压器，但结构上要求有较高的安全系数电压互感器二次绕组所接仪表的电流线圈阻抗很大，正常情况下，电压互感器在近于空载的状态下运行。（2）额定变比 电压互感器一、二次绕组电压之比称为电压互感器的额定互感比电压互感器2电容式电压互感器 随着电力系统输电电压的增高，电磁式电压互感器的体积越来越大，成本随之增高，普遍采用电容

18、式电压互感器。电容式电压互感器的工作原理 电容式电压互感器实质上是一个电容分压器，在被测装置的相和地之间接有电容 C1和C2，按反比分压，C2上的电压为 3电压互感器的接线形式 a 用于35kV及以下电流系统，只能测得线电压； b 用110kV及以上系统，只能测量相电压。 c 由两台单相电压互感器组成的VV形接线（二次侧b相接地）可用来测量 线电压但不能测量相电压，用于35kV及以下系统。 d 一台三相五柱式电压互感器接线，一次绕组和基本二次绕组接成星形，中性点接地。可测量线电压，相电压附加二次绕组每相的额定电压按100V设计，接开口三角形，一点接地。正常时两端电压为零，如果系统发生一相完全接

19、地两端出现100V电压，供绝缘监视继电器，使之发出一个故障信号（但不跳开断路器）。在335kV广泛应用。e 三台单相三绕组电压互感器构成YY接线，可用于小接地系统，大接地系统. （一次系统中一相完全接地，开口三角形绕组两端的电压均为 100V）。二者附加二次绕组的额定电压不同小接地系统为100V3，大接地系统则为100V 使用电压互感器应注意以下事项： 1）电压互感器的二次侧在工作时不能短路。在正常工作时，其二次侧的电流很小，近于开路状态，当二次侧短路时，其电流很大（二次侧阻抗很小）将烧毁设备。 2）电压互感器的二次侧必须有一端接地，防止一、二次侧击穿时，高压窜入二次侧，危及人身和设备安全。

20、3）电压互感器接线时，应注意一、二次侧接线端子的极性。以保证测量的准确性。 4）电压互感器的一、二次侧通常都应装设熔丝作为短路保护，同时一次侧应装设隔离开关作为安全检修用。 5）一次侧并接在线路中。Wind Power Basic TrainingWelcome并联电容器并联电容器：原称移相电容器。主要用来补偿电力系统感性负荷的无功功率，以提高功率因数，改善电压质量,降低线路损耗。串联电容器:串联于工频高压输、配电线路中,用以补偿线路的分布感抗,提高系统的静、动态稳定性,改善线路的电压质量，加长送电距离和增大输送能力。其基本结构与并联电容器相似。耦合电容器：主要用于高压电力线路的高频通信，测量

21、、控制、保护以及在抽取电能的装置中作部件用。断路器电容器：原称均压电容器。主要用于并联在超高压断路器的断口上起均压作用，使各断口间的电压在分断过程中和断开时均匀、并可改善断路器的灭弧特性，提高分断能力。常用电力电容器 并联电容器是一种无功补偿设备，通常将补偿电容器接在变电所的低压母线上，补偿变电所低压母线电源侧所有线路及变电所变压器上的无功功率。并联电容器无功补偿的原理 电网输出的功率包括两部分;一是有功功率;二是无功功率.直接消耗电能,把电能转变为机械能,热能,化学能或声能,利用这些能作功,这部分功率称为有功功率;不消耗电能;只是把电能转换为另一种形式的能,这种能作为电气设备能够作功的必备条

22、件,并且,这种能是在电网中与电能进行周期性转换,这部分功率称为无功功率,如电磁元件建立磁场占用的电能,电容器建立电场所占的电能.电流在电感元件中作功时,电流超前于电压90.而电流在电容元件中作功时,电流滞后电压90.在同一电路中,电感电流与电容电流方向相反,互差180.如果在电磁元件电路中有比例地安装电容元件,使两者的电流相互抵消,使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小,从而提高电能作功的能力,这就是无功补偿的道理. 并联电容器的作用并联电容器并联在系统的母线上，类似于系统母线上的一个容性负载，它吸收系统的容性无功功率，这就相当于并联电容器向系统发出感性无功。因此，并联电容器能向系统提供感性无功

23、功率，系统运行的功率因数，提高受电端母线的电压水平，同时，它减少了线路上感性无功的输送，减少了电压和功率损耗，因而提高了线路的输电能力。并联电容器简介电容器间隔主接线串联电抗器作用限制合闸涌流，降低合闸涌流倍数和频率。抑制、滤出高次谐波的作用。限制短路电流，提高母线电压。减少放电电流和助增电流。降低操作过电压。 串联电抗器放电线圈熔断器电力电容器组的分类 通过先串后并或者先并后串的模式接成电容器组。先并后串：先串后并：框架式集合式 并联电容器简介框架式 由单台小容量电容器通过串并联组成并联电容器简介集合式集合式电容器组由大量带内熔丝的小单元集中装在大箱壳内组成 并联电容器简介电容器的接线方式

24、星型接线 双星型接线 三角型接线 双三角型接线 H型接线 并联电容器简介电容器安全运行电容器操作 (1)在正常情况下，全所停电操作时，应先断开电容器组断路器后，再拉开各路 出线断路器。恢复送电时应与此顺序相反。 (2)事故情况下，全所无电后，必须将电容器组的断路器断开。 (3)电容器组断路器跳闸后不准强送电。保护熔丝熔断后，未经查明原因之前，不准更换熔丝送电。 (4)电容器组禁止带电荷合闸。电容器组再次合闸时，必须在断路器断开3min之后才可进行。 电容器不允许装设自动重合闸装置，相反应装设无压释放自动跳闸装置。电容器的工作电压和电流，在使用时不得超过1.1倍额定电压和1.3倍额定电流电容器安

25、全运行电容器放电自动放电人工放电放电时先将接地线接地端接好，再用接地棒多次对电容器放电，直至无放电火花及放电声为止在接触故障电容器之前，还应戴上绝缘手套，先用短路线将故障电容器两极短接，然后方动手拆卸和更换对于双星形接线的电容器组的中性线上，以及多个电容器的串接线上，还应单独进行放电。Wind Power Basic TrainingWelcome防雷和接地装置过电压与防雷过电压（over voltage）是指电力系统在特定条件下所出现的超过工作电压的异常电压的现象。按照过电压产生的原因不同，可分为外部过电压和内部过电压两大类。1.内部过电压电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压称为内部过

26、电压，又分为暂态过电压、操作过电压和谐振过电压三种。2.外部过电压外部过电压又称雷电过电压或大气过电压，是由大气中的雷云对地面放电而引起的，主要有直击雷过电压和感应雷过电压两种。雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲的特性，故常称为雷电冲击波。雷电的危害雷电的形成伴随着巨大的电流和极高的电压，在它的放电过程中会产生极大的破坏力。雷电的危害主要是以下几方面：(1) 雷电的热效应雷电产生强大的热能使金属熔化，烧断输电导线，摧毁用电设备，甚至引起火灾和爆炸。(2) 雷电的机械效应雷电产生强大的电动力可以击毁电杆，破坏建筑物，人畜亦不能幸免。(3) 雷电的闪络放电雷电产生的高电压会引起绝缘子烧坏，

27、断路器跳闸，导致供电线路停电雷电击的基本形式 直击雷 感应雷 雷电波侵入 球形雷雷云对地放电示意图 防雷装置由接闪器、接地引下线和接地体三部分组成。1.避雷针避雷针属于接闪器，头部呈尖形。避雷针的下端经引下线与接地装置焊接，形成可靠连接。避雷针通常安装在构架、支柱或建筑物上。一旦雷电经避雷针放电，强大的雷电流就经避雷针、引下线泄放至大地而避免了被保护物遭受雷击。2.避雷线避雷线的原理及作用与避雷针基本相同，它主要用于保护架空线路，因此又称为架空地线。避雷线一般架设在架空线路导线的上方，用引下线与接地装置连接，以保护架空线路免受直接雷击。防雷装置3.避雷网和避雷带避雷网和避雷带普遍用来保护高层建

28、筑物免遭直击雷和感应雷的侵害。避雷带、避雷网必须经12根引下线与接地装置可靠地连接。4.避雷器当雷电所产生的感应过电压沿架空线路侵入变配电所或其他建筑物内时，将发生闪络，甚至将电气设备的绝缘击穿。因此，在电气设备的电源进线端并联一种保护设备，令其放电电压低于被保护设备的绝缘耐压值，当过电压来临时，该保护设备立即对地放电，从而使被保护设备免受雷击。5.引下线引下线是连接防雷装置与接地装置的一段导线，其作用是将雷电流引入接地装置。6.接地装置将雷电流通过引下线引入大地的散流装置称为接地装置。接地装置由接地体和接地线组成。接地线是连接引下线和接地体的导线。避雷器的连接（1） 架设避雷线（2） 提高线

29、路本身的绝缘水平 （4） 装设自动重合闸装置（5） 装设避雷器架空线路的防雷保护升压站防雷保护主要有两个重要方面:一是要防止建筑物和户外配电装置遭受直击雷；二是防止过电压雷电波沿进线侵入升压站，危及电气设备的安全。升压站的防雷保护常采用以下措施:（1） 防直击雷一般采用装设避雷针（线）来防直击雷。（ 2） 雷电波的侵入安装避雷线并可靠地接地，同时在进线上安装避雷器即可满足要求。升压站防雷保护变压器防雷保护 电气设备的某金属部分与大地之间做良好的电气连接，称为接地。工作接地是为了保证电气设备在正常的情况下可靠的工作而进行的接地。保护接地是将电气设备的金属外壳、配电装置的构架、线路的塔杆等正常情况下不带电，但可能因绝缘损坏而带电的所有部分接地。雷电保护接地是给防雷保护装置（避雷针、避雷线、避雷网）向大地泄放雷电流提供通道。防静电接地是为了防止静电引起易燃易爆气体或液体发生火灾或爆炸，而对贮气体或液体管道、容器等设置