有载调压

四
调压开关的常见故障与维护
影响变压器运行的可靠性 变压器配臵有载调压分接头，降低了变压 器运行的可靠性。 1982年，国际大电网会议 变压器委员会提出过一份报告，特别指出了带 负荷调节电压的分接头，不仅自身不可靠，同 时还增加了变压器整体设计的复杂性。此外， 有载调压变压器由于带负荷调整电压，不可避 免地产生电弧，其积聚游离变压器油使有载调 压变压器中的瓦斯冒出，有时还会引起误动作 或误发信号。因此，大容量变压器配臵了有载 调压分接头，的确给变压器的可靠运行造成了 一定的影响
二
电压的偏差与电压调整
电压的偏差
还要引申一个概念：电力系统中的大部分负载 都是电感性的，在系统电压的作用下，它们 同时进行电磁转换，它们“消耗”无功功率 。并入系统运行的发电机正常时都是电流超
前电压的，具有电容的特性，它们“发出”
无功功率，
二
电压的偏差与电压调整
电压的偏差
也就是说，当电感负载磁场储能的瞬间，发电 机相当于电容释放电场能量。 当负载释放磁场能量时，发电机将这部分能量 储存起来。说到这里很多人不能理解，明明
变压器与有载调压
供电 李玉壁
2011年12月7日
绪 论
在电力系统中，从电力的生产、 输送、以及分配到各用电部门，变 压器是重要的电气设备，在各个环 节中，变压器的可靠运行直接关系 到整个供电系统的可靠性。
目 录
一 变压器及其分类
二
三 四
电压偏差与电压调整 调压的分类与原理
调压开关的常见故障与维护
一
变压器及其分类
一
变压器及其分类
3、变压器的结构
变压器的结构大体分为以下部分，以油 式变压器为例： 铁心、绕组、绝缘材料、分接开关、油箱、 冷却装臵、储油柜（油枕）、安全气道（防
爆管）、吸湿器、气体继电器、高低压绝缘
套管等。
一
Байду номын сангаас
变压器及其分类
4、油式变压器与干式变压器的区别
干式变压器主要绝缘介质是环氧树脂，绝缘漆 、玻璃丝等，
四
调压开关的常见故障与维护
我国《电力系统技术导则(试行)》规定了“110 kV 及以下变压器，宜考虑至少有一级电压的变压器采 用带负载调压方式”。因此，对直接向供电中心供
电的有载调压变压器，在实现无功功率分区就地平
衡的前提下，随着地区负荷增减变化，配合无功补
偿设备并联电容器及低压电抗器的投切，调整分接
二
电压的偏差与电压调整
电压的偏差
电压降是电流产生的，有功电流也会造成系统 电压降低（直流供电没有无功的概念，但是 系统照样有电压损耗）。 无功功率的定义：无功功率是指电力系统中用 于电磁能量转换的那一部分功率。无功功率 在电源和负载之间来回传递而不被消耗。
二
电压的偏差与电压调整
电压的偏差
举一个简单的例子：一个LC震荡电路，充了电 的电容向电感放电，电感将电能变成磁场能 量，电容放电终止时，电感中的磁场能量又 会转变成电能向电容充电变成电场能量，周 而复始。这其中传递的就是“无功功率”。
四
调压开关的常见故障与维护
有载调压变压器虽存在一些不足，但只要我们 在电网规划时进行全面的综合考虑，在系统受 到扰动时合理调度，就能扬长避短，发挥其积 极作用。下面对应用有载调压变压器的几点注 意事项
四
调压开关的常见故障与维护
a) 对供电变压器，为提高用户供电质量，减 低线损，宜采用有载调压方式。由于有载调压 变压器无法改变系统的无功需求平衡状态，为 避免引发电网电压崩溃，系统应有足够的无功 容量。对电网及无功功率规划设计时，应进行 综合考虑，提高网络电压强度。系统无功功率 能分层分区就地平衡，优化配臵并保持足够的 事故备用容量，避免有载调压变压器动作引发 电压崩溃，造成大面积停电。
三
调压的分类与原理 调压方式
无励磁调压
变压器一、二次侧都脱离电源的情况下
，变换高压侧分接头来改变绕组匝数进行调压的。
有 载 调压
利用有载分接开关，在保证不切断负载
电流的情况下,变换高压绕组分接头，来改变高压匝数进 行调压的。
三
调压的分类与原理
无励磁调压
三
调压的分类与原理
有载分接开关的两项基本功能 • 第一、在开路情况下“选择”一个分接头；
四
调压开关的常见故障与维护
日本东京大停电事故停电8 168 MW，影响 用户280万户，停电时间最长达3 h 21 min，两个500 kV变电站及一个275 kV变 电站全站停电，影响日本13条铁路线停运 达3 h 50 min，东京地铁及私营铁路停运 长达3 h，自来水中断，银行计算机系统 中断，造成社会生活混乱。
发电机线圈也是电感，发电机怎么会变成“
电容”呢？
二
电压的偏差与电压调整
电压的偏差
道理很简单，我们的发电机是在“过励磁”（ 感应电势大于端电压）状态运行，它从系统 吸收电磁能量的相位正好跟负载相反，所以 说它相当于“电容”，发出“容性无功”。
二
电压的偏差与电压调整
电压的偏差
现在问题已经比较清楚了。改变发电机的励磁 电流，就可以改变定子的感应电势，增大励 磁电流就可以使感应电势大于端电压（电动 机的端电压永远大于感应电势），从而使发
一
变压器及其分类
4、油式变压器与干式变压器的区别
对于抗瞬间时电压冲击来讲，油式变压器比干 式好一些，油式费用低，维护容易，不易损坏。
干式变压器费用高，不设臵外壳，不能露天布臵
，维护工作量大一些，更容易损坏。
二
电压的偏差与电压调整
电压的偏差
电压偏差也称电压偏移，是指给定瞬间设备 的端电压U与设备额定电压Un之差对额定电 压Un的百分值
A 2 B
1 R
三
调压的分类与原理
图中触点2已切换到分接头B上，这 时负载电流仍有分接点A输出，电 阻R起限制循环电流的作用
A B2
1 R
三
调压的分类与原理
图中触点1已切换到中间位臵，负 载电流有分接头B经触点2输出
A B 2 1 R
三
调压的分类与原理
图中触点1已切换到分接头B上， 至此切换过程全部完成
A B 2 1 R
有载分接开关 主要部件图
四
调压开关的常见故障与维护
有载调压开关
据统计1990年全国110～500kV变压器事故或故障中 ，有载分接开关的事和故障分别占变压器的18％和12． 5%； 500kV变 压器 的 57次 故 障中 ， 有 载分接 开 关约占 25%。事故和故障率高，而且有上升趋势，直接威胁主变 压器和电网的安全运行，引起电力系统的广泛关注。
四
调压开关的常见故障与维护
有载调压变压器的优点 保证电压质量 供电变压器的任务是直接向负荷中心供应 电力，一次侧直接接到主电压网(220 kV及 以上)或接到地区供电电网(35～110 kV)。 这类变压器不但向负荷提供有功功 率，也 往往同时提供无功功率，而且一般短路阻抗 也较大。随着地区负荷变化，如果没有配臵 有载调压变压器，供电母线电压将随之变化 。
四
调压开关的常见故障与维护
因为这个原因，世界上有几次大停电事 故：例如1983年12月27日的瑞典大停电 事故；1987年7月23日的日本东京电力 系统停电事故。这几次大事故都造成了 极大的损失。瑞典大停电事故使南部系 统全停电，停电负荷11 400 MW，占整 个系统负荷的67%，电网全部恢复时间 用了7 h 以上，事故损失2～3亿瑞典克 郎，约3 000 ～5 000万美元。
头，以便随时保证对用户的供电电压质量。
四
调压开关的常见故障与维护
有载调压变压器的缺点 不能改变无功需求平衡状态 当系统无功功率缺额时，负荷的电压特性可 以使系统在较低电压下保持稳定运行，但如 果无功功率缺额较大时，为保持电压水平， 有载调压变压器动作，电压暂时上升，将无 功功率缺额全部转嫁到主网，从而使主网电 压逐渐下降，严重时可能引发系统电压崩溃 。
电机的电流超前于端电压，使发电机发出无
功功率。
二
电压的偏差与电压调整
电压的偏差
电力系统的某一时间，负载“消耗”的无功是 和发电机“发出”的无功平衡的。一台机多 带了无功，其他机组的无功负荷就会下降。 当负载无功功率增大时，无功电流的增量就
会在发电机的电枢反应中起到“去磁作用”
，使发电机的感应电势降低，
油浸式变压器的主要绝缘介质是变压器油、电
缆纸、绝缘式板等。
一
变压器及其分类
4、油式变压器与干式变压器的区别
绝缘介质的不同导致它们运行时所允许的温度 不同，整体结构上，干式体积、维护量较小，但是
过负荷能力较小，冷却效果要差些，如果布臵在要
求防火的厂房内，可以选用干式的，布臵在车间外 可以选用油式的。
为有载调压和无激励调压；按其冷却方式分
，可分为油浸自冷、油浸水冷和空气自冷等
一
变压器及其分类
单位目前用的其中三种变压器 SSZ10-180000/220/110/10 SFZ10-31500/110/10 SC10-315/10
SSZ10-180000/220/110/10 S:三相 S:三绕组 Z:有载调压 180000:容量KV/A 三相三绕组油浸自冷有载调压变压 器
目前，发达国家对容量在10MVA及以上的变压器大都 安装了有载分接开关。我国电力系统及用户也愈来愈多地 采用了有载调压变压器。
三
调压的分类与原理
变压器存在阻抗，在功率传输中，将产生电压 降，并随着用户侧负荷的变化而变化。系统 电压的波动加上用户侧负荷的变化将引起电 压较大的变动。在实现无功功率就地平衡的 前提下，当电压变动超过定值时，有载调压 变压器在一定的延时后会动作，对电压进行 调整，并保持电压的稳定。 变压器在负载运行中能完成分接电压切换的称 为有载调压变压器。
二
电压的偏差与电压调整
电压的偏差
从而造成系统电压下降（严格说是在较低的电 压下达到新的平衡），所以可以认为系统电 压下降是因为发电机输出的无功功率不足造 成的。
三
调压的分类与原理
有载调压变压器
有载调压变压器在电力系统中有着重要作用， 它不仅能稳定负载中心电压，而且也是联络电网、
调整负载潮流、改善天功分配等不可缺少的重要设
一
变压器及其分类
1、变压器的原理
变压器是一种静止的电气设备，它利用
电磁感应原理将一种电压等级的交流电能转
变成另一种电压等级的交流电能。不同类型
的变压器，尽管在结构、外形、体积和重量
上有很大的差异，但是它们的基本结构主要
还是有铁心和绕组两部分组成的。
一
变压器及其分类
2、变压器的分类
变压器的种类很多，按其相数分，可分 为单相电力变压器和三相电力变压器；按其 绕组的数目分，可分为双绕组、三绕组、多 绕组和自耦变压器；按其调压方式分，可分
一
变压器及其分类
一
变压器及其分类
一
变压器及其分类
SFZ10-31500/110
S:三相 F:油浸风冷 Z:有载调压 三相自然循环风冷有载调压
一
变压器及其分类
一
变压器及其分类 SC10-315/10
S:三相 C:干式浇注绝缘 三相干式浇注绝缘双绕组无励磁调压变压器
自然循环不标 双绕组不标 无励磁调压不标
备。因此可以说，有载调压变压器不仅是保证现代 化电力系统供电质量的关键设备，同时也可用来产 生很大经济效益。
三
调压的分类与原理
有载调压变压器
目前，发达国家对容量在10MVA及以上的变压器大都 安装了有载分接开关。我国电力系统及用户也愈来愈多地 采用了有载调压变压器。
三
调压的分类与原理
有载调压变压器
• 第二、在不中断通过电流的情况下把功率“切换”或“调
换”到所选的分接头上。 有载分接开关所分的大类型 负载电流从接通分接到预选分接的调换可通过电阻过渡 或者电抗器过渡（美国）来完成，即分为电阻式有载分接
开关和电抗式有载分接开关。有载分接开关还可分为真空
有载分接开关和油浸式有载分接开关。
三
调压的分类与原理
油浸式有载分接开关与变压器组合结构
1、有载分接开关顶 2、有载分接开关油室与切换开关 3、分接选择 4、电动机构 5、保护继电器 6、有载分接开关储油柜 7、角度齿轮，联轴
三
调压的分类与原理
有载分接开关的组合结构图
三
调压的分类与原理
图为简单的单电阻过渡电路示意图
图中分接开关的两个触点1、2都和 分接头A相接触负载电流由分接头A 输出
三
调压的分类与原理
三
调压的分类与原理
分接开关
一般情况下是在高压绕组上抽出适当的 分接，因为一则高压绕组常套在外面，引出 分接方便，二则高压侧电流小，分接引线和 分接开关的截流部分截面小，开关接触触头
也较容易制造。
三
调压的分类与原理
调压的基本原理 为了供给稳定的电压、控制电力潮流或调 节负载电流，均需对变压器进行电压调节，变 压器调压的方法是在其某一侧绕组上设臵分接 ，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极调压方 法，这种绕组抽出分接以供调压的电路叫做调 压电路。 即 U1:U2=N1:N2 得 U2=U1*N2/N1