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1、电气一次设备的运行和维护培训讲义定义：电气一次设备是指直接生产、变换、输送、分配电能的电气设备。如发电机、线路、母线、变压器、互感器、断路器、熔断器和避雷器等。电气一次设备状态：运行状态：是指设备或电气系统带有电压，其功能有效。也就是设备电源至受电端的电路接通并有相应电压（无论是否带有负荷），且控制电源、继电保护及自动装置正常投入。热备用状态：是指该设备已具备运行条件，经一次合闸即可转为运行状态的状态。母线、线路、变压器、电抗器等电气一次设备的运行状态是指连接该设备的各侧均无安全措施，各侧的断路器全部在断开位置，且至少一组断路器各侧隔离开关处于合闸位置，设备继电保护投入，断路器的控制、合闸及信
2、号电源投入。断路器的热备用是指其本身在断开位置、各侧隔离开关在合闸位置，设备继电保护及自动装置满足带电要求。冷备用状态：指连接该设备的各侧均无安全措施，且连接该设备的各侧均有明显断开点或可判断的断开点。检修状态：指连连接该设备的各侧均有明显断开点或可判断的断开点，需要检修的设备已接地的状态，或该设备与系统彻底隔离，与断开点设备没有物理连接时的状态。在该状态下设备的保护和自动装置、控制、合闸及信号电源等均应退出。第一章 变压器概述变压器在电力系统中生产、输送、分配和使用电能的重要装置。变压器是利用电磁感应原理，从一个电路向另一个电路传递电能或传输信号的一种电器 。在电气专业维护的设备中,变压器是
3、一个非常重要的电气设备。本次授课的目的是让学员们了解变压器的工作原理，熟悉变压器的结构特点及种类，掌握变压器运行维护的基础知识。第一节 变压器的工作原理和结构一、变压器的工作原理变压器的基本工作原理是电磁感应原理。当交流电压加到一次侧绕组后交流电流流入该绕组就产生励磁作用，在铁芯中产生交变的磁通，这个交变磁通不仅穿过一次侧绕组，同时也穿过二次侧绕组，它分别在两个绕组中引起感应电动势。这时如果二次侧与外电路的负载接通，便有交流电流流出，于是输出电能。变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率的另一种电压的交流电能。通常讨论变压器均忽略一、二次绕组的电阻和各种电磁能量损失，即理想变压器。根据电磁感应
4、原理，穿过一、二次绕组的磁通量、磁通量变化率相同，结果一、二次绕组产生的感应电动势和它们各自的匝数成正比，一、二次绕组的交变电流的周期、频率相同。理想变压器的基本物理公式U1/U2=N1/N2 I1/I2=N2/N1 P1=P2二、变压器的用途变压器是电力系统中数量极多且地位十分重要的电气设备，变压器的总容量大约是发电机总容量的9倍以上。其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。由于制造上的困难，发电机电压不可能很高（目前在20KV以下，联诚公司所属电站发电机母线电压大都为6.3kV，只有长潭河电站的发电机母线电压为10kV），所以在发电厂中要用升压变压器将发
5、电机电压升到很高，才能将大量的电能送往远处的用电地区，如10kV 、35kV、110kV等。而在用电负荷处，再用降压变压器将电压降低到适当的数值供用户电气设备使用。电力变压器在传输电能的时候，本身也有一些有功损耗，但数量不大，因而传输效率很高。中小型变压器的效率不低于95，大型变压器效率可达到98以上。三、变压器的分类1、按功能分：变压器按功能分，有升压变压器和降压变压器两大类。水电站主变压器都采用升压变压器；工厂变电所都采用降压变压器。终端变电所的降压变压器，也称配电变压器。2、按相数分：电力变压器按相数分，有单相、三相和多相变压器。水电站升压站都采用三相电力变压器。3、按绕组绝缘分：变压器
6、按绕组绝缘分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等。水电站主变压器大多采用油浸式变压器，所用变现在很多都采用干式变压器。4、按冷却方式分：变压器按冷却方式分，有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等。水电站主变压器大多采用油浸自冷式变压器。5、按绕组结构分：变压器按绕组结构分，有单绕组自耦变压器、双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器等。6、按调压方式分：电力变压器按调压方式分，有无载调压（又称无励磁调压）和有载调压两大类。联诚公司所属电站主变压器基本都为无载调压变压器。四、变压器的型号 -/1 2 3 4 5 6 7 8 91、相 数 ：D-单相 、S-三相2、冷却方式：F-
7、风冷式 W-水冷式（注：油浸自冷式和空气自冷式不标注） G-干式空气自冷。 C-干式浇注绝缘3、循环方式：自循环不标，P-强迫循环4、绕组数： 双绕组不标，S-三绕组5、导体材料：铜线不标，L-铝线6、调压方式：无励磁调压不标，Z-有载调压7、设计序号：一般7-11，8、额定容量：单位为kVA 9、高压绕组电压等级：单位为kV 7、（设计序号）性能水平代号电压等级kV性 能 参 数空 载 损 耗负 载 损 耗76、10符合GB/T 6451组符合GB/T 645135符合GB/T 645186、10符合GB/T 6451组35比GB/T 6451平均下降10%96、10配电变压器符合表A26、
8、10电力变压器比GB/T 6451组平均下降10%比GB/T 6451平均下降10%35比GB/T 6451平均下降20%106、10比GB/T 6451组平均下降20%比GB/T 6451平均下降15%35比GB/T 6451平均下降30%116、10比GB/T 6451组平均下降30%35比GB/T 6451平均下降40%长潭河水电站：1、主变：SF9-50000/110 121+2*2.5%/10.5， Ud%=10.5， YN,d112、厂用变：SC10-800/10 10.5+5%/0.4KV, Ud%=6, D,yn11龙家山水电站：1、1#主变：S10-6300/38.5 38.
9、522.5%/6.3kV， Ud%=7.5， Y，d112、2#主变：S10-10000/38.5 38.522.5%/6.3kV， Ud%=7.5， Y，d11 3、厂用变压器：SC10-315/6.3 6.35%/0.4kV，Ud%=4，D,Yn11程江口水电站：1、主变：S9-16000/121 121+2*2.5%/6.3kV, Ud%=10.5, YN,d112、厂用变：SC10-630/6.3 6.3+5%/0.4kV， Ud%=6， D,yn11由上可看出变压器采用的都是节能型变压器，且厂用变都是采用环氧浇注干式变。举例说明：例一：一台三相、油浸、风冷、双绕组、无励磁调压、铝导线
10、、20000 kVA、110 kV级电力变压器产品，其性能水平符合GB/T 6451规定，该产品的型号为：SFL720000/110例二：一台三相、油浸、水冷、强迫油循环、双绕组、有载调压、铜导线、360000 kVA、220 kV电力变压器产品，其性能水平符合GB/T 6451规定，该产品的型号为：SWPZ7360000/220五、变压器的结构2.分接开关1.高压套管4.瓦斯继电器3.低压套管6.油枕5.防爆管8.吸湿器7.油位表10.铭牌9.散热器12.油样活门11.接地螺栓14.活门13.放油阀门16.温度计15.绕组18.净油器17.铁芯20.变压器油19.油箱变压器的主要组成部分：芯
11、体。其中包括铁芯、绕组、分接开关等部件。油箱。包括油箱本体及附件（放油阀门、油样阀门、接地螺栓等）冷却装置。包括散热器或冷却器。保护装置。包括油枕、油表、呼吸器、防爆管、测温单元、气体继电器等。出线装置。包括高、中、低压套管等。1. 铁芯铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。为了降低铁芯在交变磁通作用下的磁滞和涡流损耗，它由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成。目前广泛采用导磁系数高的冷轧晶粒取向硅钢片，以缩小体积和质量，也可节约导线和降低导线电阻所引起的发热损耗。铁芯具有两个方面的功能：在原理上，铁芯是构成变压器的磁路。它把一次电路的电能转化为磁能，又把该磁能转化为二次电路的电能，因此，铁芯
12、是能量传递的媒介体。在结构上，它是构成变压器的骨架。在它的铁芯柱上套上带有绝缘的线圈，并且牢固地对它们支撑和压紧。铁芯的接地铁芯及其金属结构件必须经油箱面接地（对于铁芯柱和铁轭螺杆，则由于电容的耦合作用认为它们与铁芯电位一样，不需接地），且要确保电气接通。这是因为：铁芯是其金属结构件在线圈的电场作用下，具有不同的电位，与油箱电位又不同。虽然它们之间电位差不大，也将通过很小的绝缘距离而断续放电。放电一方面使油分解，另一方面无法确认变压器在试验和运行中的状态是否正常。铁芯多点接地的故障特征铁芯局部过热，使铁芯损耗增加，甚至烧坏；过热造成的温升，使变压器油分解，产生的气体溶解于油中，引起变压器油性能
13、下降，油中总烃大大超标；油中气体不断增加并析出(电弧放电故障时，气体析出量较之更高、更快)，可能导致气体继电器动作发信号，甚至使变压器跳闸。 2. 绕组绕组是变压器最基本的组成部分，它与铁芯合称变压器本体，是建立磁场和传输电能的电路部分。变压器绕组由高压绕组，低压绕组，对地绝缘层（主绝缘），高、低压绕组之间绝缘件及由燕尾垫块，撑条构成的油道，高压引线，低压引线等构成。不同容量、不同电压等级的变压器，绕组形式也不一样。一般变压器中常采用同心式和交叠式两种结构形式。同心式绕组是把高压绕组与低压绕组套在同一个铁心上。同心式绕组结构简单、绕制方便，故被广泛采用。 按照绕制方法的不同，同心式绕组又可分为
14、圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式等几种。交叠式绕组又叫交错式绕组，在同一铁心上，高压绕组、低压绕组交替排列。一般用于电压为35KV及以下的电炉变压器中。 变压器高低压绕组的排列方式，是由多种因素决定的。但一般是将低压绕级布置在高压绕组的里边。这主要是从绝缘方面考虑的。理论上，不管高压绕组或低压绕组怎样布置，都能起变压作用。但因为变压器的铁芯是接地的，由于低压绕组靠近铁芯，从绝缘角度容易做到。如果将高压绕组靠近铁芯，则由于高压绕组电压很高，要达到绝缘要求，就需要很多多的绝缘材料和较大的绝缘距离。这样不但增大了绕组的体积，而且浪费了绝缘材料。再者，由于变压器的电压调节是靠改变高压绕组的抽头，即改变其
15、匝数来实现的，因此把高压绕组安置在低压绕组的外边，引线也较容易。但某些大容量输出电流很大的变压器，低压绕组引出线的工艺复杂，往往把低压绕组放在高压绕组的外面。3.分接开关分接开关是调整电压比的装置。变压器在正常运行时，由于负荷的变动或一次侧电源电压的变化，二次侧电压也是经常在变动的。电网各点的实际电压一般不能恰好与额定电压相等。这种实际电压与额定电压之差称为电压偏移。电压偏移的存在是不可避免的，但要求这种偏移不能太大，否则就不能保证供电质量，并对客户带来不利影响。因此，对变压器进行调压（改变变压器的变比），是变压器正常运行中一项必要的工作。为了改变变压器的变比，变压器必须有一侧绕组具有所需的几个分接抽头，以供改变该绕组运行的匝数，从而达到改变变压器变比的目的。这种连接以及切换
