项目3 电力变压器的选择与运行维护

2．防雷变压器的联结组别： Yzn11
半个绕组
曲折形 （Z）
●特点： ①有利于防雷：在同一铁心柱上的两 半个绕组的电流正好相反，使磁动势 相互抵消。因此如果雷电过电压沿二 次侧线路侵入时，此过电压不会感应 到一次侧线路上；反之，如雷电过电 压沿二次侧线路侵入，二次侧也不会 出现过电压。 ②变压器二次绕组的用材量比Yyn0型 的增加15%以上。
2.变压器的瓦斯保护：
油枕
油箱
瓦斯 继电器
●FJa-80瓦斯继电器的结构示意图
1-容器 2-盖 3、7-上、下油杯 4、8-永久磁铁 5-上动触点 6-上静触点 9-下动触点 10-下静触点 11-支架 12-下油杯平衡锤 13-下油杯转轴 14-挡板 15-上油杯平衡锤 16-上油杯转轴 17-放气阀
2）低压侧三相装设熔断器保护：
保护变压器低压侧的 相间短路和单相短路， 但更换熔体需要时间， 适用于供电要求不高， 不太重要的小容量变 压器
3）在变压器中性点引出线上装设零 序过电流保护： 可靠系数 不平衡系
动作 电流
取 1.2~1.3
数，取 0.25
I
op ( O )
K K I K
rel dsq i
维护内容 电压、 电流 油温 冷却系统
状态
维护内容 漏油现象 接地引线、电缆、 母线过热现象 外壳接地
状态
声音
绝缘子
变压器室
短路故障后 特殊巡视
2.变压器的投运：
检查内容 状态 检查内容 状态
变压器 本体 冷却装置 和附件 轮子制动
顶盖上有 无杂物 事故排油
油门
电压切换装置 相位和 绕组联结组别 温度 保护装置整定值
保护区内发生短路 时，连接该保护装 置的母线上的最大 残余电压
三、继电保护装置组成及常用保护 继电器： 1.组成：
2.常用的机电式保护继电器： 1）电磁式电流继电器：
返回 电流
I K I
re
re op
返 回 系 数
动 作 电 流
DL-10系列内部接线及图形符号：
2）感应式电流继电器：
◆考虑到变压器在空载投入或突然恢 复电压时将出现一个冲击性的励磁涌 流，为避免速断保护误动作，可在速 断保护整定后，将变压器空载试投若 干次，以检验速断保护是否误动作。 根据经验，速断保护的一次动作电流 比变压器一次电流大2~3倍时，速断 保护能躲过励磁涌流，不会误动作。
3）过负荷保护：
有可能过负 荷时才装设， 动作于信号
◆车间变电所单台变压器容量上限： 一般不大于1250KVA； 装设在二楼时，采用干式，不大于 800KVA； 居住小区：一般采用环氧树脂浇注干 式变压器，如采用油浸式变压器，单 台容量不大于800KVA。 ◆适当考虑近期发展。
单元3.2.电力变压器的继电保护
一、继电保护装置的任务： 1.故障时跳闸：短路时跳闸并报警。 2.异常状态时报警：过负荷或有苗头 二、继电保护装置的基本要求：
rel W qb i
K max
低压母线三相短 路电流的周期分 量有效值换算到 高压侧的电流值
◆变压器的速断保护的灵敏度校验：
K I S KI
W i p
( 2) K qb
变压器高压 侧在系统最 小运行方式 时发生的两 相短路电流
1.5
◆变压器的速断保护有死区，必须 与带时限的过电流保护配合使用。
3.变压器的过电流保护、电流速断和 过负荷保护:
过负荷一 般都是三 相对称， 只在一相 上装过电 流继电器
1）变压器的过电流保护： 可靠系数
◆动作电流为：
rel W i
对DL型取1.2 对GL型取1.3 接线系数 一般取1 两相电流差 接线时取
K K I I K K
OP re
返回系数 对DL型取0.8 对GL型取0.85 电流互 感器变 比
二、三相电力变压器的联结组别
常用的联结组别： Yyn0、Dyn11、 Yzn11、Yd11、YNd11 。 1. 配电变压器的联结组别 1） Yyn0联结组别：
带中线
●特点 ①线路中可能有的3n(n=1、2、3…)次谐 波电流会注入公共的高压电网中； ②中性线的电流规定不能超过相线电流 的25％； ③变压器一次绕组的绝缘强度要求较低 （与Dyn11比较），因而造价比Dyn11型 的稍低。
三、电力变压器的选择
1.电力变压器实际容量的计算： 1）变压器的实际容量：在实际使 用条件下，在不影响变压器的规定 使用年限（20年）时所能连续输出 的最大视在功率。
2）对户外变压器：
年平均 温度
3）对户内变压器：
额定 容量
2.电力变压器的台数选择：
1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。 2）对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于 采用经济运行方式的变电所，也可考虑采用两 台变压器。 3）除上述情况外，一般变电所宜采用一台变 压器，但是负荷集中而容量相当大的变电所， 虽为三级负荷，也可以采用两台或以上变压器。 4）在确定变电所主变压器台数时，还应适当 考虑负荷的发展，留有一定的余量。
2.电力变压器分类及特点
1）按功能分：升压变压器 降压变压器
2）按相数分：单相变压器
三相变压器
3）按绕组的材质分：铜绕组
铝绕组
4）按绕组型式分：双绕组变压器 三绕组变压器 自耦变压器
5）按容量系列分，用 R10系列来确 定变压器的容量，即按R10==1.26的 倍数递增，常用的有100、125、160、 200、250、315、400、500、630、 800、1000、1250、1600、2000、 2500、3150 KV· A等。 ●小型变压器 ：容量为500KV· A以下 ●中型变压器 ：容量为630～300KV· A ●大型变压器 ：容量为8000 KV· A以上
3.变压器的停运：先停负荷侧，后停 电源侧。 4.变压器的试运行：开始送电并带一定 负荷运行24小时所经历的全部过程。
1.选择性：
2.速动性： 3.可靠性：
4.灵敏性：对故障和不正常运行的 反映能力
● 对过电流保护装置：
I S I
P
k min opl
被保护区内最小 运行方式下的最 小短路电流 保护装置一次侧 动作电流
灵敏 系数
●对低电压保护装置：
U S U
P
opl
K max
保护装置一 次动作电压
1.概述： ●变压器故障： 内部故障：绕组的相间短路、绕组 匝间短路、单相接地短路。
跳 闸
Βιβλιοθήκη Baidu外部故障：引出线上绝缘套管的 故障。
●不正常工作状态：外部短路和过负 荷引起的过电流、油面的过度降低、 温度升高。 报警
动作电流 为 0.5~0.7 S时，可 不装
跳闸
●继电保护设置：
▲6~10KV车间变电所的主变压器：定时 限过电流保护和电流速断保护；
1-线圈 2-电磁铁 3-短路环 4-铝盘 5-钢片 6-铝框架 7-调节弹簧 8-制动永久磁铁 9-扇形齿轮 10-蜗杆 11-扁杆 12-触点 13-时限调节螺钉 14-速断电流调节螺 杆 15-衔铁 16-动作电流调节插 销
速断电 流倍数
I n I
qb
qb op
速断 电流 动作 电流
四、电力变压器的继电保护：
I
op ( OL )
I (1.2 ~ 1.5) K
1 NT i
变压器 额定一 次电流
动作时间为：10~15S。
4.变压器低压侧的单相短路保护： 1）低压侧装设三相均带过电流脱 扣器的低压断路器：
它既作低压侧的主开关， 又可保护低压侧的相间 短路和单相短路 DW16型断路器还具有 “第四阶段保护”，专 门用作单相接地保护 （TN系统的单相金属接 地有效）
▲800KVA及以上的油浸式变压器：还 需装设瓦斯保护； ▲并列运行的变压器 容量（单台）在 400KVA及以上，以及 虽为单台运行但又作 为备用的变压器有可 能过负荷时：装设过 负荷保护；
装在车间 内部时， 容量为 400KVA 及以上
▲单台运行容量在1万KVA及以上、两 台并列运行容量在6300KVA及以上的 变压器：装设纵联差动保护
相间短路保 护和低压侧 的单相短路 保护，灵敏 度高
5.变压器的纵联差动保护：
◆ 原 理
◆动作电流的整定：应同时满足以下 三个条件。
1.应躲过变压器差动保护区外短路 时出现的最大不平衡电流，即：
k rel I dsqmax I OP ( d )
动作 电流
可靠 系数 取1.3 保护区外短路 时出现的最大 不平衡电流
变压器低压 侧母线发生 两相短路电 流换算到高 压侧的值
K I S KI
W P i
( 2) K min OP
S Pmin 1.5
做后备 保护时 取1.2
2）变压器的速断保护： ◆动作电流整定：
可靠系数 对DL取1.2~1.3； 对GL取1.4~1.5； 对脱扣器取1.8~2。
K K I I K
L max
3
线路最大负荷 电流= （1.5~3）I 1 NT
若用断路器手动操作机构中的过电流 脱扣器YR作过电流保护，则动作电流 整定公式为：
K K I I K
rel W OP i
取2~2.5
Lm ax
◆动作时间的整定：阶梯原则
●对车间变电所，可整定为最小值 0.5S。
◆过电流保护的灵敏度：
2.应躲过变压器励磁涌流，即：
k rel I INT I OP ( d )
取 1.3~1.5
3.动作电流应大于变压器的最大负 荷电流：
k rel I L max I OP ( d )
取1.3
取 I （1.2~1.3） 1 NT
单元3.3.电力变压器的运行维护
1.电力变压器的巡视维护：
●使用 ：
①负荷严重不平衡或3n次谐波比较 突出的场合不宜采用这种联结；
②在TN和TT系统中由单相不平衡电 流引起的中性线电流不超过二次绕组 额定电流的25%、且任一相的电流在 满载都不超过额定电流时可选用。
2） Dyn11联结组别：
●特点： ①抑制高次谐波：3n次谐波电流在其三角 形的一次绕组中形成环流，不致注入公共 电网； ②承受单相不平衡电流的能力远远大于 Yyn0联结组别的变压器，按规定，中性线 电流容许达到相电流的75%。 ●使用：对于现代供电系统中单相负荷急 剧增加的情况，尤其在TN和TT系统中， Dyn11联结的变压器得到大力的推广和应用。
3.变电所主变压器容量的选择： ◆装有一台主变压器的变电所：
S
T
S NT S 30
◆装有两台主变压器的变电所： 一台单独运行时：
S
T
S NT (0.6 ~ 0.7) S 30
任一台单独运行时：
S
T
S NT S 30(ⅠⅡ )
取最 大值
◆两台变压器且为明备用时：按一台 变压器的方法选择
6）按电压调节方式分：无载调压变压器
有载调压变压器
7）按安装地点分：户内式 户外式 8）按冷却方式和绕组绝缘分：
●油浸式：自冷式
水冷式和强迫油循环式
风冷式
●干式（浇注式、开启式、封闭式） ●气体（SF6）式 9）按用途分：普通变压器 防雷变压器 配电变压器 主变压器
电力变压器全型号的表示和含义
矿用隔爆干式变压器
环氧树脂浇注的三相干式变压器
1－高压出线套管和接线 端子 2－吊环 3－上 夹件 4－低压出线接线端子 5－铭牌 6－环氧树脂浇注绝缘绕 组 7－上下夹件拉杆 8－警示标牌 9－铁心 10－下夹件 11－小车 12－三相高 压绕组间的连接导体 13－高压分接头连接片
充 气 式 变 压 器
项目3.电力变压器的 选择与运行维护
单元3.1.电力变压器的选择
单元3.2.电力变压器的继电保护 单元3.3.电力变压器的运行维护
单元3.1电力变压器的选择
一、电力变压器的结构、分类及特点： 1.结构
1—信号温度计 2—铭牌 3—吸湿器 4—油枕(储油柜) 5—油位指示器 6—防爆管 7—瓦斯继电器 8－高压套管 9—低压套管 10—分接开关 11—油箱及散热油管 12—铁心 13—绕组及绝缘 14—放油阀 15—小车 16—接地端子
2 NT
变比
灵敏度高，但不经济， 较少采用
变压 器二 次侧 额定 电流
动作时间：0.5~0.7S。 灵敏度校验：
低压干线 末端发生 的单相短 路电流
I S KI
P i
(1) K OP( 0 )
对架空线取1.5； 对电缆线取1.2。
S Pm in
4）采用两相三继电器接线或三相三继 电器接线的过电流保护：