电力系统设备讲解

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1、一、变压器在电力系统中的主要作用变压器在电力系统中的主要作用是变换电压，以利于功率的传输，电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗 提高送电的经济性，达 到远距离送电的目的;而降压变压器则能把高电压变为用户所需的各 级使用电压，满足用户需要。二、变压器的分类1. 按相数：单相、三相2. 按绕组：双绕组、三绕组、自耦（多应用于500kV变压器）3. 按冷却方式:十式、油浸（油浸自然风冷（ONAN）,油浸风冷（ONAF）、 强油循环风冷（OFAF）4. 按调压方式：有载调压、无载调压5. 按中性点绝缘水平：全绝缘（一般变压器首端与尾端绝缘水平相 同）、分级绝缘（变压器靠近中性点部分绕组的主绝缘水平

2、比首端绕 组的绝缘水平低）6. 按铁芯型式：壳式、芯式7. 按导线材料：铜线、铝线8. 按用途和功能：电力变压器（升压、降压、联络）；特种变压器（整流、电炉、矿用、试验）三、变压器的工作原理变压器其工作原理是运用电磁感应定律进行电压变换并传输电能。由下图可见，一次绕组和二次绕组通过磁通联系在一起，因此一次侧 和二次侧便形成了内在的关系。四、主变的主要组成部分及其作用1. 铁芯：变压器的磁路部分。铁芯是用导磁性能很好的硅钢片叠放组成的闭合磁路，变压器的原线 圈和副线圈都绕在铁芯上。2. 绕组：变压器的电路部分。变压器有原线圈和副线圈，它们是用铜线或铝线绕成圆筒形的多层线 圈，绕在铁芯柱上，导线外

3、边采用纸绝缘或纱包绝缘等。3. 套管：支持引出线之间及与变压器箱体绝缘。110kV及以上套管采用全密封油浸纸绝缘电容式套管，套管自身密封 不与变压器本体相同，并充有变压器油，下部装设CT以供测量和保 护用。4. 油枕：油枕保证油箱内充满油，使变压器缩少与空气的接触面，减少油 的劣化速度；变压器油温随着负载和环境温度的变化而变化，当油的 体积随着温度膨胀或缩少时，油枕起储油及补油作用；在油枕的侧面 装有监视油位的油位计（玻璃式、连杆式、铁磁式）。油枕内放置气 囊，与呼吸器配合调节油位变化。5. 油箱：承载铁芯和线圈、变压器油。6. 变压器油：绝缘及冷却7. 调压装置：调整电压比。1）有载调压：变

4、压器带负载状态下切换分接头位置2）无载调压：变压器调压时不带任何负载，且与电网断开，在无励磁情况下变 换绕组分接头。8. 净油器：改善运行中绝缘油特性，防止绝缘油继续老化（多应用于有载调 压油箱）。净油器内装吸附硅胶，吸收油中的水份及氧化物，使油保 持洁净，延长油的使用年限，改善油的电气化学性能。9. 冷却器：当变压器上层油温与下部油温产生温差时，通过散热器形成油的对 流，经散热器冷却后流回油箱，起到降低变压器温度的作用。10. 呼吸器：当油枕内的空气随变压器油的体积膨胀或缩少时，排出或吸入的空气都经呼吸器，呼吸器内的干燥剂吸收空气中的水份，对空气起过 滤作用，从而保证油的清洁。呼吸器内的硅胶

5、变色过程：蓝色f淡紫 色f淡粉红（A2/3时需更换）。11. 瓦斯继电器：变压器的保护装置，装在变压器油箱至油枕的连接管上。1）轻瓦斯：通过检测瓦斯继电器中积聚气体达到一定量时动作。2）重瓦斯：通过检测油流速度达到一定值时动作。12. 防爆阀：当变压器发生内部故障时，温度升高，油剧烈分解产生大量气体， 使油箱内压力剧增，当压力达到防爆阀动作值时，防爆阀打开，油及 气体油阀门喷出，防止变压器的油箱爆炸或变形。五、变压器的主要技术参数1. 型号：SFPSZ9-240000/220 （注：下沙站）其中：S 在第一位代表三相，在第三、四位代表三绕组；F 一油浸风冷P 一强油循环风冷s一三绕组Z有载调压

6、9设计序号240000 额定容量220 高压侧为220kV电压等级2. 容量：变压器额定电压、额定电流下连续运行时，电能输送的功率。高压：144/192/240MVA （ONAN/ONAF/ODAF） 中压：144/192/240MVA （ONAN/ONAF/ODAF） 低压：48/64/80MVA （ONAN/ONAF/ODAF）3. 额定电压：变压器长时间运行时所能承受的工作电压。U1=KU2 （K 一变压器的变比或称匝数比，它是变压器的一个重要参数220+8 X 1.5 %/115/10.5kV （注：下沙站）4. 额定电流：变压器在额定容量下，允许长期通过的电流。630/1205/43

7、99（注：下沙站）5. 空载电流:在变压器一次绕组上加以额定电压，其它绕组都处于开路状态时， 一次绕组流过的电流（I。）其中I。有两部分组成：一部分是用来产 生磁通的励磁电流，为无功电流；另一部分主要用来补偿电磁中因涡 流产生的功率损耗，即有功电流。6. 空载损耗：变压器在额定电压下，二次侧空载时变压器铁芯所产生的损耗。空载损耗是变压器重要的技术参数和性能指标。7. 阻抗电压：把变压器的二次绕组短路，在一次绕组缓慢升压，当二次绕组的短路电流等于其额定值时，一次侧施加的电压Ud称为短路电压，即阻 抗电压。三绕组变压器分：高一中、高一低、中一低，阻抗电压。正 常运行时，阻抗电压少一些较好，因为阻抗

8、电压过大时，会产生过大 的电压降，而在变压器发生短路时，阻抗电压大一些较好，因可以限 制短路电流，否则变压器经受不住短路电流冲击。在负荷分配上，阻 抗电压大的分配的负荷少。（用表示：Ud%=（短路电压/额定电压） X100%）8. 接线组别：变压器各侧线电压间的相位关系。通常采用Y，yn0、Y，dll和YN，dll三种接线组别。YN，yn0，dll （下沙站）9. 温升：变压器上层油温与环境温度之差。变电运行规程规定：对变压 器上层油温的最高温升值：自然循环风冷55C，强油循环风冷45C； 油浸自冷及油浸风冷变压器上层油温最高不得超过95C，一般不宜 超过85C；强油风冷变压器上层油温最高不得

9、超过85C，一般不宜 超过80 C。l0.负载损耗：把变压器的二次绕组短路，在一次绕组额定分接头位置上通入额定电流，所吸取的有功功率。（单位：KW）六、主变的日常巡视检查项目及特殊巡视项目1. 日常巡视检查项目1）变压器上层油温是否正常，是否接近或超过允许限额2）油枕的油位是否正常，是否与油温相对应3）运行的声响与以彳主比较有无异常4）各侧套管表面是否清洁，有无破损、裂纹及放电痕迹，对于充油套 管检查油位是否正常，有无渗油现象。5）各侧引线端子或连接金具是否完整、紧固，有无过热痕迹6）油箱有无渗漏油现象，箱壳上的各种阀门的状态是否符合运行要求7）冷却装置运行是否正常，如风扇、潜油泵是否按要求运

10、行，风扇、 潜油泵的运行声音是否正常，风向和油的流向是否正确8）检查调压分接头位置指示是否正确，对于并列运行的变压器或单相 式变压器组，还应检查各调压分接头的位置是否一致9）检查呼吸器中的硅胶是否变红；呼吸器小油杯的油量是否合适10）冷却器控制箱和机构箱内各种电气装置是否完好，位置和状态是否 正确，箱体密封是否良好11）压力释放器正常，无喷油痕迹12）检查变压器铁芯接地线和外壳接地良好2. 变压器的正常运行包括以下几方面：1）变压器完好。主要包括变压器本体完好，无任何缺陷；各种电气性 能符合规定；变压器油的各项指标符合标准；各辅助设备完好无损。2）变压器额定参数符合运行要求，主要包括：电流、电

11、压、容量、温 度等，辅助设备的额定运行参数（冷却装置的电源、控制回路的电源）满足要求。3）运行环境符合要求。包括变压器接地良好；各连接头紧固；各侧避 雷器工作正常；各继电保护装置工作正常。3. 变压器的特殊巡视检查项目1）气温聚变时，检查油枕、套管油位是否有明显的下降，各侧引线是 否有断股或接头发红现象2）大风、雷雨、冰雹后，检查引线摆动情况及有无断股，设备上有无 其它杂物，套管有无放电痕迹及破裂现象3）浓雾、毛毛雨时，瓷套管有无闪络和放电现象，各接头有无水蒸气 上升现象4）过负荷运行时，检查和记录负荷电流，检查油温和油位的变化，检 查声响是否正常，接头是否过热，冷却器投入是否足够，运行是否正

12、 常。5）变压器发生短路故障或穿越性故障时，应检查变压器有无喷油，油 温是否正常，电气连接部分有无发热、熔断，套管有无破裂，接地引 下线有无烧断。6）新投入或经过大修的变压器投入运行后，除正常巡视外，还应增加 下列检查：1. 声音是否正常2. 油位变化是否正常3. 油温的变化是否正常4. 用手触摸每一组冷却器，检查温度是否正常，以证实冷却器的有关阀门已打开七、变压器的故障和不正常工作状态1. 变压器的故障类型1）绕组及其引出线的相间短路及中性点直接接地或经小电阻接地侧的 接地短路2）绕组的匝间短路3）外部相间短路引起的过电流4）中性点直接接地或经小电阻接地电力网中，外部接地短路引起的过 电流及

13、中性点过电压5）过负荷6）过励磁7）中性点非直接接地侧的单相接地故障8）油面降低9）变压器温度及油箱压力升高及冷却器故障2. 变压器的不正常工作状态1）过电流（主要由外部短路故障切除时间长、并列运行变压调闸）2）变压器油箱漏油造成的油面降低和油箱出现气体八、主变的主要保护及保护范围（220kV下沙站）1. 主保护：双重纵差保护（差动保护一利用比较变压器各侧电流的差 值构成的一种保护）1） 差动速断（保护范围：变压器内部、套管及引出线上的各种短 路故障）2）比例差动（保护范围：同1）3）工频变化量比例差动（保护范围：同1）2. 后备保护1）220kV侧a. 过流（保护范围：变压器相邻元件及变压器

14、内部相间故障）b. 零序过流（保护范围：做为接地故障变压器的后备保护）c. 间隙零序过流（保护变压器绝缘不受工频过电压破坏的主保护）d. 零序过压（保护范围：做为接地故障变压器的后备保护）e. 过负荷（告警）f. 启动冷却器（告警）g. 闭锁有载调压（告警）2）110kV侧（保护范围：同220kV侧）a. 过流b. 零序过流c. 间隙零序过流d. 零序过压e. 过负荷（告警）f. 启动冷却器（告警）g. 闭锁有载调压（告警）3）10kV 侧a. 过流b. 零序过压（告警）c. 过负荷（告警）d. 变低联跳电容3. 非电量保护1）本体重瓦斯2）有载重瓦斯3）本体轻瓦斯（告警）4）有载轻瓦斯（告警

15、）5）油温高（告警）6）绕组温度高7）冷控失电延时跳闸8）压力释放9）压力突变10）本体油位异常（告警）11）有载油位异常（告警）4. 辅助保护1）非全相保护2）失灵保护九、高压断路器的分类（按灭弧介质）油断路器、空气断路器、真空断路器、六氟化硫断路器（支柱式SF6断路器、落地罐式断路器、SF6 全封闭组合电器）十、 高压（SF6）断路器的作用：高压断路器不仅可以切断和接通正常情况下高压电路中的空载电流和负荷电流，还可以在系统发生故障时 与保护装置及自动装置配合，迅速切断故障电流，防止事故扩大，保 证系统安全运行。十一、高压断路器的型号： / 额定电流：A派生代号：C一手车式；G 一改进式额定电压：kV设计序号使用环境：N 户内式；W 户外式产品名称：D 一多油断路器；S 一少油断路器；K 空气断路器；C磁吹断路器；LSF6断路器十二SF6气体的基本性质