电气一二次系统培训教材主变压器

1、电气一二次系统培训教材主变压器参考文件清单国家电力公司西北电力设计院内蒙古电厂（1 ）有限公司3X 600MW工程 初步设计阶段说明书。内蒙古电厂1第二发电厂一期工程（2 X 600MW）主变压器部分合同文件。总的介绍本公司主变采用由常州东芝变压器厂生产的三相一体式主变压器。其冷却方式为强迫油循环风冷，其容量为 720MVA接线组为Yn/d11，阻抗U=14%主变采用无载调压，电压变 比为 510 2X 2.5%/22kV。系统及设备描述1.1.1主变压器的性能指标连续额定容量时的允许温升：顶层油：55K（用温度传感器测量）绕组平均温升：65K（电阻法）油箱、铁芯和金属结构件：80K（铁心本体

2、温升不使相邻绝缘材料损伤)效率和损耗:在额定电压、额定频率、额定容量和功率因数为1时的效率不低于 99.80% （不含冷却器及油泵的损耗）。效率=（1 损耗/容量）X 100%，其中损耗=负载损耗（75C ） +空载损耗。负载损耗：在主分接额定容量下负载损耗保证值：对于三相变压器负载损耗（75 C ）保证值详见数据表。空载损耗：对于三相变压器空载损耗保证值详见数据表。耐受电压试验咼电压试验参考顺序：局部放电t雷电冲击t操作冲击t感应耐压t局部放电t长期空载t油流静电。套管（不包括备品）必须装在变压器本体上随变压器进行试验，并提供tg S的实测结果。局部放电视在放电量测量：1.5Um/V 3时的

3、局放水平：高压绕组w 100pC ;低压绕组w 100pC ;高压套管 10pC ；无线电干扰试验在1.1倍最高运行相电压下进行试验，无线电干扰水平w 500V;在晴天夜间无可见电晕。在额定频率下的过激磁能力：对于额定电压的短时工频电压升高倍数的持续时间符合下列要求:工频电压升高时的运行持续时间工频电压升高倍数相一相1.11.251.51.58相地1.11.251.92.00持续时间20mi n20s1s0.1s发电机变压器的甩负载当发电机甩负载时，变压器能承受1.4倍额定电压、历时 5S而不出现异常现象。冷却装置变压器投入或退出运行时，工作冷却器均可通过控制开关投入与停止。当运行中的变压器顶

4、层油温或变压器负荷达到规定值时，辅助冷却器自动投入。当工作或辅助冷却器出现故障时，备用冷却器能自动投入运行。控制箱采用两路独立电源供电，两路电源可任意选一路工作或备用。当一路电源故障时，另一路电源能自动投入。当冷却器系统在运行中出现故障时能发出故障信号，每个信号提供两个干接点适用于控制保护装置。变压器满载运行时，当全部冷却器退出运行后，允许继续运行时间至少20分钟。当油面温度不超过75 C时，允许上升到 75C，但变压器切除冷却器后允许继续运行1小时。过载能力变压器允许短时间过载能力满足下表要求（过载前已带满负荷、环境温度40C）。变压器过载的允许时间过电流（%）允许运行时间（mi n）204

5、8030120453注：（1）表中的数值是按照油浸式电力变压器负载导则的计算值。（2）按上表方式运行时，绕组最热点温度低于140C。变压器油箱：能承受真空133pa和正压98kpa的机械强度试验，油箱不得有损伤和不允许的永久变形。 冷却装置的机械强度大于油箱强度。密封要求：整台550kV变压器能承受储油柜的油面上施加30kpa静压力，持续24h,无渗漏及损伤。噪声水平：100%强迫油循环冷却方式下，100%励磁运行，距变压器本体两米处， 噪声不大于80dB。 变压器承受短路能力当变压器低压套管侧三相短路时，550kV侧母线（任何分接头位置）为无穷大电源供给的短路电流；当变压器高压套管侧三相短路

6、时，由发电机（ 733MVA、Xd ” =18.26%）供给的短 路电流的3S热稳定及瞬间峰值冲击，变压器无损伤，绕组及铁芯等没有不允许的变形和位 移。短路后线圈温度不高于 250 C，保证该变压器可继续运行。变压器的寿命变压器在规定的使用条件和负载条件下运行 , 并按使用说明书进行安装和维护， 预期寿 命不少于 30 年。变压器油变压器油符合 GB2536-90 规定的 25 号油。新油：其击穿电压60kV , tg S （90 C）w 0.5%，含水量厂家提供具体数据且不含有PCB成份，油量除供铭牌数量外，再加10%的备用油。真空注油变压器在油箱内真空度w 133Pa的状态下进行真空注油。

7、1.1.2 主变压器结构铁芯和绕组铁芯采用高质量、低损耗的晶粒取向冷轧硅钢片，用先进方法迭装和紧固，使变压器铁 芯不致因运输和运行的振动而松动。全部绕组采用铜导线，低压绕组采用半硬铜导线，绕组有良好的冲击电压波分布，不宜 采用加避雷器方式限制过电压； 使用场强严格控制， 确保绕组内不发生局部放电； 对绕组漏 磁通进行控制，避免在绕组和其它金属构件上产生局部过热。绕组适度加固，采用换位导线时选用自黏式。引线充分紧固，器身形成坚固的整体，使 其具有足够耐受短路的强度。在运输时和在运行中不发生相对位移。绕组内部有较均匀的油流分布，油路通畅，避免绕组局部过热。变压器绕组匝间工作场强不大于2kV/mm。

8、变压器能承受运输中的冲撞，当冲撞加速度不大于 3g 时，无任何松动、变形和损坏。储油柜储油柜具有与大气隔离的油室。 油室中的油量可由构成气室的隔膜（袋）的膨胀或收缩来调节。气室通过吸湿型呼吸器与大气相通。储油柜与变压器油箱之间的联管畅通。 套管升高座等处积集气体通过带坡度的集气总管 引向气体继电器。储油柜有油位计、放气塞、排气管、排污管和进油管及吊攀。油箱变压器油箱的顶部不会形成积水，油箱内部不会有窝气死角。变压器能在其主轴线和短轴线方向在平面上滑动或在管子上滚动，油箱上有用于拖动的构件。所有法兰的密封面平整，密封垫有合适的限位，不会发生渗漏。 油箱上设有温度计座、接地板、吊攀和千斤顶支架等。

9、油箱上装有梯子， 梯子下部有一个可以锁住踏板的挡板， 梯子位置便于在变压器带电时 从气体继电器中采集气样。变压器油箱装有下列阀门： 进油阀与排油阀 （在油箱上部和下部成对角线布置 ），取油样 阀。测量装置变压器装有带报警接点的压力释放装置，每台变压器至少2 个，直接安装在油箱两端。油温测量装置：变压器油箱内安装三个温度测点 （其中 2 只接数字式温度显示仪， 1 只电阻输出 420mA 信号接至计算机），电阻为Pt100,对应0100C，电阻接线为三线制，另外变压器还在就 地设置上层油温的测量、显示装置。冷却装置冷却装置采用低噪声的风扇和低转速的油泵，运行中油泵发生故障时接通报警接点报 警。冷

10、却装置进出油管装有蝶阀。风扇电机和油泵电机为三相，380V,设有过载、短路和断相保护。变压器的冷却装置按负载和温度情况，自动逐台投切相数量的整机和风扇，且该装置可在变压器旁就地手动操作。当切除故障冷却装置时，备用冷却装置自动投入运行。冷却装置设有两组相互备用的供电电源，并带自动切换装置。当冷却装置电源发生故障或电压降低时，自动投入备用电源。当投入备用电源、备用冷却装置，切除冷却器和损坏电动机时，均发出信号。当需要时，备用冷却装置也可投入运行，即全部冷却装置（包括备用）投入运行。正常运行时，冷却装置的总容量（不包括备用冷却器）不小于变压器总损耗的1.3倍。套管电容式套管有试验用端子。套管不会发生

11、渗漏，对油浸式套管有易于从地面检查油位的油位指示器。每个套管有一个可变换方向的平板式接线端子，接线端子允许荷载不小于4.1.16.3所列数值，且安全系数等于或大于3.5套管电流互感器所有的电流互感器的变比在变压器铭牌中列出。电流互感器的二次引线经金属屏蔽管道引到变压器端子箱的端子板上，引线采用截面不小于4mm的耐油、耐热的软导线。变压器的报警和跳闸保护接点（均需两付）变压器有下表所列报警和跳闸接点:序号接点名称报警或跳闸电源电压V （DC）接点容量A1主油箱气体继电器轻故障报警 重故障跳闸110VDC2.0A2主油箱油位计报警110VDC0.4A3主油箱压力释放装置跳闸110VDC0.5A4油

12、温测量装置报警110VDC0.6A5冷却器故障（由冷却器控制柜）报警110VDC2.0A6油流继电器故障（由冷却器控制柜）报警110VDC0.4A7冷却器交流电源故障报警110VDC2.0A8绕组测温装置报警、跳闸110VDC0.6A接地变压器的铁芯和较大金属结构零件均通过油箱可靠接地。所有变压器的铁芯均通过套管从油箱上部引出，接地处有明显的接地符号或“接地”字样。控制柜和端子箱：控制柜和端子箱动力电源为三相三线380V,控制电源直流110V,柜内所需单相交流220V电源由辅助变压器提供；柜体防护等级为IP54。控制柜和端子箱的安装高度便于在地面上进行就地操作和维护，箱体均采用2.5m m不锈

13、钢板。控制柜的接线端子均为线夹式 ，并留有20%勺备用端子。控制跳闸的接线端子之间及与 其它端子间均留有一个空端子，或采用其他隔离措施，以免因短接而引起误跳闸。端子排采用魏德米勒端子，端子箱内的电流回路端子能满足供6mrn电缆的接线要求。控制柜内有门控的照明设施，并有适当容量的交流加热器，以防止柜内发生水气凝结。控制柜内有电源插座（单相，10A, 220V, AC）。无励磁分接开关额定通过电流：1200A额定调压范围：510 _2 X 2.5 %性能要求：分接开关长期载流的触头，在1.2倍额定电流下，对变压器油的稳定温升不超过20K。分接开关的机械寿命不少于1万次。变压器套管智能在线监测系统（

14、IDD ）IDD全套设备包括传感器（末屏适配器）、IDD主机、主机与适配器之间的联系电缆、 主机防护机箱；主机防护机箱悬挂于变压器箱体上。主机防护机箱采用不锈钢材质，主机防护机箱具有防进水、防雨淋措施，主机防护 机箱防护等级为IP54。每台主变IDD配置如下：a）监测范围为变压器高压侧套管。b）每台变压器配一套IDD主机。c）IDD主机配可通过硬接线接入控制系统的报警输出接点，IDD主机还配有以太网适配器。主机的通讯规约满足与DCS的接口要求，以便于与 DCS联网。气体在线监测装置可连续读出特征气体量， 并可输出模拟和开关量报警信号；可根据设备正常情况下的读数建立基线，从而确定报警点；气体含量

15、的上升率是判断变压器潜伏性故障的主要依据。连续在线监测的气体包含氢气等的综合数值。绕组温度检测器变压器配备绕组热点温度检测器，它与电流互感器、 加热线圈成套。配备电阻温度检测器和/或热电偶供远距离温度显示；电阻温度检测器和/或热电偶的引线引出到端子板。冷却控制变压器的每个绕组都供有一个绕组温度适配器，温度适配器对中心相的负荷作出反映。适配器相关联的设备包括电流互感器、热井组件、温度检测器、必要的接线和毛细管、刻度盘式（指针式）温度指示器（精度在150 C的满刻度内，在 2%以内）。变压器配备绕组测温和油温测量装置；绕组测温能反映绕组的平均温升，油温测量有三个监测点；上述温度变量除在变压器本体上

16、可观测外，还能将该信号送出。热点温度触点如下：启动第一套冷却器的一副触点；如果需要两级冷却时，启动第二套冷却器的一副触点；如果正常启动控制失败时，启动两冷却器的一副备用触点；二副报警触点。变压器冷却控制箱上安装一个或多个手动选择开关从而允许每个冷却器组使用在“运 行”、“备用”或“辅助”状态。连接到信号盘的报警触点用于显示：控制顺序故障、每个冷却器组的电源故障以及信号盘的直流电源丢失故障。每一组风扇配有一只共同的带短路保护的空气断路器和一只共同的磁力接触器。每只接触器有两副备用付触点，可在现场调节常开或常闭。每只接触器线圈回路有一直单独的热继电器，至线圈引出线的电路引到控制柜内单独的一套端子排

17、上。1.1.8变压器的消防变压器（包含冷却器风扇电机、潜油泵、控制箱及端子箱等）的消防可进行水喷雾或 充氮灭火。主变压器技术数据序号项目保证值1额定值：a.额定频率（Hz）:50b.额定电压（kV）：高压绕组510低压绕组22c.分接电压及调压方式：510土 2X 2.5%,无载调压d.冷却方式：ODAFe.额定容量（MVA）:720f.相数：三相g.联接组标号：Yn, d112绝缘水平a.雷电冲击全波（kV峰值）：高压端子1550低压端子200咼压中性点端子185b.雷电冲击截波电压（kV峰值）:高压端子1675低压端子220高压中性点压端子185c.操作冲击电压（kV峰值）：高压端子117

18、5（相对地）/1800（相对相）d.工频耐受电压（kV有效值）：高压端子680（相对地）低压端子80（外绝缘）85（内绝缘）高压中性点端子853温升限值（K）:顶层油55高压绕组65低压绕组654阻抗电压（）及偏差：a.主分接：14%（误差不超过土 7.5%）b.最大分接：约 14.4%c.最小分接：约 14.4%5绕组电阻（Q , 75C ）:序号项目保证值a高压绕组：主分接约 0.21取大分接约0.2最小分接约 0.19C.低压绕组：主分接约 0.001最大分接一最小分接一6额定频率额定电压时空载损耗：（kW） 338额定频率1.1倍额定电压时空载损耗：（kW）约5207负载损耗（额疋容量

19、，不含辅机损）（kW, 75 C ） ：主分接（720 MVA时”其中杂散损耗 99.80%9空载电流（）:a.100%额定电压时：0.15b.110%额定电压时：约0.510铁芯柱磁通密度（T）（额定电压、额定频率时）：约1.711噪声水平dB（A）:自然冷却 80100%虽迫风冷 8012可承受的2秒对称短路电流（kA）高压约5.3低压约135短路后绕组平均温度计算值：C 25013变压器负载能力：符合 GB/T1516414耐地震能力：水平加速度g0.2垂直加速度g0.1安全系数1.6715局部放电水平（PC）:高压绕组 100低压绕组 10016绕组连同套管的tg S :咼压套管tg

20、S （%） 0.5%低压套管tg S （%） 0.7%17无线电干扰水平（卩V）: 50018绕组最高油流速度（m/s）:0.519重量和尺寸：a.尺寸：（m）长x宽x高13.9 x 10.1 x 12.1b.运输尺寸：（m）长x宽x高10.9 x 6.9 x 6.6重心高度：（m）约2.7c.安装重量：（T）器身：约330上节油箱重：约20序号项目保证值油量：（含110%）约87总重：约490d.运输重量：T约380e.变压器运输时允许的最大倾斜度：15 附件参数a.冷却器：制造厂：芜湖GEA或保定多田每组冷却器冷却容量：（kW）约30020冷却器型式：等同于LK冷却器数量：6+(1)冷却器

21、重量：约1.65/台冷却器风扇数量：每台冷却器配3台总的风扇功率：（kW）（不含备用风机）约28总的油泵功率：（kW）（不含备用油泵）约15b.套管：制造厂及型号：咼压套管抚顺传奇套管公司BRDLW低压套管抚顺传奇套管公司HETA 咼压套管tg S （%）: 0.5%低压套管tg S （%）: 0.7%额定电流：（A）咼压套管1250低压套管25000中性点套管1250绝缘水平（BIL/AC）（kV，峰值）:咼压套管1675低压套管200中性点套管200套管工频耐受电压（kV有效值）咼压套管740低压套管85中性点套管85套管局部放电水平（PC）:咼压套管 10低压套管 10中性点套管13750:低压 875中性点 1013套管的干弧距离：mm序号项目保证值高压约 4925低压约300中性点约495套管大小伞裙数据：高压P1及P271 及 51高压S/P1比值约 1.13低压P1及P271 及 51中性点P1及P260 及 40中性点S/P1比值约 1.33c.分接开关：型号：TC6W制造厂：日本东芝额定电流：1200A分接级数：5短路承受能力：12.5kA可承受的最高连续运行电压（对地）：2