變壓器及線路保護講解培訓

1、變壓器及線路保護講解變壓器及線路保護講解二一五年六月二一五年六月1、概述2、變壓器的工作原理與結(jié)構(gòu)3、變壓器運行4、其他變壓器5、互感器6、繼電保護任務(wù)及基本要求7、變壓器保護8、電力線路及設(shè)備保護9、電力系統(tǒng)自動裝置10、二次回路基本知識11、變電所操作電源 內(nèi)容提要概述變壓器的基本概念靜止設(shè)備，電磁感應(yīng)原理，一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)化成另一種或幾種電壓等級的交流電能。變壓器就是實現(xiàn)電能在不同等級之間進行轉(zhuǎn)換。分類 按用途：電力變壓器、特種變壓器、儀用互感器 按冷卻介質(zhì)：油侵式、干式作用:升高電壓把電能送用電地區(qū);把電壓降低到各級使用電壓滿足用電需要；總之升壓與降壓都必須由變壓器來完成電力系

2、統(tǒng)傳送電能過程必會產(chǎn)生電壓和功率兩部分損耗輸送同功率時電壓損耗與電壓成反比功率損耗與電壓平方成反比利用變壓器提高電壓減少了送電損失 第一節(jié) 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)一、變壓器工作原理第一節(jié) 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)一、變壓器的機構(gòu)第一節(jié) 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)一、變壓器的機構(gòu)第一節(jié) 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)一、變壓器的機構(gòu)第一節(jié) 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)一、變壓器的機構(gòu)1、鐵芯 按鐵芯型式，變壓器可 分為內(nèi)鐵式（又稱心式） 和外鐵式（又稱殼式）兩種。內(nèi)鐵式變壓器的繞組包圍著鐵心，外鐵式變壓器則是鐵心包圍著繞組。套繞組的部分稱鐵心柱，連接鐵心柱的部分叫鐵軛。第一節(jié) 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)3、絕緣 主要絕

3、緣材料：變壓器油、絕緣紙板、電纜紙、皺紋紙等。4、分接開關(guān) 作用：調(diào)節(jié)電壓，供給穩(wěn)定的電壓、控制電力潮流或調(diào)節(jié)負 載電流。 調(diào)壓方法：切除和增加一部分繞組的線匝，以改變繞組的匝 數(shù)。常把繞組引出若干個抽頭，這些抽頭叫作分接頭。當用分接開關(guān)切換到不同的抽頭時，便接入了不同的匝數(shù)。這種調(diào)壓方式又分無激磁（無載）調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。 變壓器二次不帶負載，一次也與電網(wǎng)斷開 (無電源勵磁)的調(diào)壓，稱為無勵磁調(diào)壓，帶負載進行變換繞組分接的調(diào)壓，稱為有載調(diào)壓。第一節(jié) 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)5、油箱 油箱是油浸式變壓器的外殼，變壓器的器身置于油箱內(nèi)，箱內(nèi)灌滿變壓器油。按大小分為：吊器身式油箱和吊箱殼式油箱。

4、6、冷卻裝置 油浸式電力變壓器的冷卻方式，按其容量大小可分為油浸自冷、油浸風冷及強迫油循環(huán)（風冷或水冷）三類。7、油枕 儲油柜位于變壓器油箱上方，通過氣體繼電器與油箱相通。第一節(jié) 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)8、吸濕器 防止空氣中的水分浸入油枕的油內(nèi)，油枕是經(jīng)過一個呼吸器（也稱吸濕器）與外界空氣連通的，呼吸器內(nèi)盛有能吸收潮氣的物質(zhì)（通常為硅膠），硅膠被氯化鈷浸漬過后稱為變色硅膠，它在干燥狀況下呈藍色，吸收潮氣后漸漸變?yōu)榈t色，此時即表示硅膠已失去吸濕效能。如把吸潮后的硅膠在108度高溫下烘焙10h，使水分蒸發(fā)出去，則硅膠又會還原成藍色而恢復吸濕能力。 第一節(jié) 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)9、安全通道（防爆

5、管） 位于變壓器的頂蓋上，其出口用玻璃防爆膜封住。當變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障，而氣體繼電器失靈時，油箱內(nèi)部的氣體便沖破防爆膜從安全氣道噴出，保護變壓器不受嚴重損害。 第一節(jié) 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)9、氣體繼電器 位于儲油柜與箱蓋的聯(lián)管之間。在變壓器內(nèi)部發(fā)生故障 (如絕緣擊穿、匝間短路、鐵芯事故等)產(chǎn)生氣體或油箱漏油等使油面降低時，接通信號或跳閘回路，保護變壓器。10、高低壓絕緣套管 變壓器內(nèi)部的高、低壓引線是經(jīng)絕緣套管引到油箱外部的，它起著固定引線和對地絕緣的作用。套管由帶電部分和絕緣部分組成。 第一節(jié) 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)三、電力變壓器的型號及技術(shù)參數(shù)1、型號 第一節(jié) 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)

6、2、相數(shù)：單相和三相3、額定頻率：50Hz4、額定電壓：是指變壓器線電壓 (有效值)，它應(yīng)與所連接的輸變電線路電壓相符合。5、額定容量：額定狀態(tài)下，變壓器二次側(cè)的輸出能力(kVA)。對于三相變壓器，額定容量是三相容量之和。6、額定電流：是通過繞組的線電流 (有效值)。它的大小等于繞組的額定容量除以該繞組的額定電壓及相應(yīng)的相系數(shù) (單相為l，三相為3) 第一節(jié) 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)7、繞組聯(lián)接組標號：各相繞組的聯(lián)接形式，可以連接為星形、三角形等。星形聯(lián)接是各相線圈的一端接成一個公共點 (中性點)，其余接端子接到相應(yīng)的線端上；三角形聯(lián)接是三個相線圈互相串聯(lián)形成閉合回路，由串聯(lián)處接至相應(yīng)的線端。

7、一般的高壓變壓器基本都是Yn，Y,d11接線。8、調(diào)壓范圍： 11081.25/10.5kV ，9、空載電流：當變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率的額定電壓時，一次繞組中所流過的電流稱空載電流I0。 第一節(jié) 變壓器的工作原理和結(jié)構(gòu)10、阻抗電壓和短路損耗：當變壓器二次側(cè)短路，一次側(cè)施加電壓使其電流達到額定值，此時所施加的電壓稱為阻抗電壓UZ，變壓器從電源吸取的功率即為短路損耗。以阻抗電壓與額定電壓UN之比的百分數(shù)表示。11、電壓調(diào)整率：在給定負載功率因數(shù)下 (一般取0.8)二次空載電壓U2N和二次負載電壓U2之差與二次額定電壓U2N的比。12、效率：變壓器的效率為輸出的有功功率與輸入的有

8、功功率之比的百分數(shù)。13、升溫和冷卻方式 第二節(jié) 變壓器運行一、變壓器允許運行方式1、允許溫度與升溫 變壓器運行時各部件的溫度是不同的，繞組溫度最高，鐵芯次之，變壓器油的溫度最低。為了便于監(jiān)視運行中變壓器各部件的溫度，規(guī)定以上層油溫為允許溫度。 允許溫度主要決定于繞組的絕緣材料。 變壓器的溫度與周圍環(huán)境溫度的差稱為溫升。 第二節(jié) 變壓器運行一、變壓器允許運行方式2、變壓器過載能力 在不損害變壓器絕緣和降低變壓器使用壽命的前提下，變壓器在較短時間內(nèi)所能輸出的最大容量為變壓器的過負載能力。 以過負載倍數(shù) (變壓器所能輸出的最大容量與額定容量之比)表示。 變壓器過負載能力可分為正常情況下的過負載能力

9、和事故情況下的過負載能力。3、允許電壓波動范圍：士5% 第二節(jié) 變壓器運行二、變壓器并列運行 第二節(jié) 變壓器運行二、變壓器并列運行1、目的2、并列運行條件 1)變壓器的聯(lián)結(jié)組標號相同。 2)變壓器的電壓比相等 (允許有士5%的差值)。 3)變壓器的阻抗電壓uz%相等 (允許有士10%的差值)。 第二節(jié) 變壓器運行三、變壓器油及運行1、作用 防止各部件受潮；本身絕緣強度比空氣大；使金屬得到防腐作用，使絕緣保持良好的狀態(tài)；起到散熱和冷卻的作用。2、變壓器油運行 每年油樣試驗：試驗項目一般為耐壓試驗、介質(zhì)損耗試驗和簡化試驗。 定期或不定期取油樣作油的氣相色譜分析 在高溫或紫外線作用下，油會加速氧化，

10、所以，一般不應(yīng)置油于高溫下和透明容器內(nèi)。 第二節(jié) 變壓器運行四、變壓器運行巡視檢查1、巡視檢查2、異常運行和常見故障分析 第三節(jié) 其他變壓器一、干式變壓器1、環(huán)氧樹脂絕緣干式變壓器2、氣體絕緣干式變壓器3、H級絕緣千式變壓器二、非晶態(tài)合金鐵芯變壓器三、低損耗油浸變壓器四、卷鐵芯變壓器 第四節(jié) 互感器 互感器分電壓互感器和電流互感器兩大類，它們是供電系統(tǒng)中測量和保護用的重要設(shè)備。 電壓互感器是將系統(tǒng)的高電壓改變?yōu)闃藴实牡碗妷?(l00V或100/3) 電流互感器是將高壓系統(tǒng)中的電流或低壓系統(tǒng)中的大電流改變?yōu)榈蛪旱臉藴市‰娏?(5A或lA)。 第四節(jié) 互感器一、互感器作用 1)與測量儀表配合，對線

11、路的電壓、電流、電能進行測量;與繼電器配合，對系統(tǒng)和電氣設(shè)備進行過電壓、過電流和單相接地等保護。 2）將測量儀表、繼電保護裝置和線路的高電壓隔開，以保證操作人員和設(shè)備的安全。 3)將電壓和電流變換成統(tǒng)一的標準值，以利于儀表和繼電器的標準化。 第四節(jié) 互感器二、電壓互感器1、原理 第四節(jié) 互感器二、電壓互感器2、分類 按用途分測量用電壓互感器和保護用電壓互感器。 電壓互感器的標準準確度:標準儀表0.2級、計量儀表0.5級、一般測量儀表1-3級，保護用0.2、0.5級。3、型號第四節(jié) 互感器二、電壓互感器4、容量 電壓互感器的容量是指其二次繞組允許接人的負載功率。5、運行 1）極性正確 2）裝設(shè)熔

12、斷器 3）可靠接地 4）電壓降第四節(jié) 互感器三、電壓互感器1、原理 第四節(jié) 互感器三、電流互感器2、分類 按用途分測量用電流互感器和保護用電流互感器。 標準準確度:標準儀表0.2級、計量儀表0.5級、一般測量儀表1-3級，保護用0.2、0.5級。3、型號第四節(jié) 互感器三、電流互感器4、變流比 電流互感器的變流比為一次繞組的額定電流與二次繞組額定電流之比。二次額定電流一般為5A。5、容量 電流互感器的容量，即允許接人的二次負載容量Se(VA)，其標準值為5-l00VA。6、運行1、一次系統(tǒng) 發(fā)電廠和變電所中直接與生產(chǎn)和輸配電能有關(guān)的設(shè)備稱為一次設(shè)備，包括：發(fā)電機、變壓器、斷路器、隔離開關(guān)、母線、

13、互感器、電抗器、移相電容器、避雷器、輸配電線路等。由一次設(shè)備連接的系統(tǒng)稱為一次系統(tǒng)。2、二次系統(tǒng)： 對一次電氣設(shè)備進行監(jiān)視、測量、操縱、控制和起保護作用的輔助設(shè)備，稱為二次設(shè)備，如：各種繼電器、信號裝置、測量儀表、控制開關(guān)、控制電纜、操作電源和小母線等。由二次設(shè)備連接成的回路稱為二次回路或二次系統(tǒng)。 繼電保護與二次回路繼電保護與二次回路概述概述3、繼電保護裝置 當電力系統(tǒng)中的電力元件(如發(fā)電機、線路等)或電力系統(tǒng)本身發(fā)生了故障危及電力系統(tǒng)安全運行時，能夠向運行值班人員及時發(fā)出警告信號，或者直接向所控制的斷路器發(fā)出跳閘命令以終止這些事件發(fā)展的一種自動化措施和設(shè)備，一般通稱為繼電保護裝置。 繼電保

14、護與二次回路繼電保護與二次回路概述概述一、繼電保護任務(wù) 1、當電氣設(shè)備發(fā)生短路故障時，能自動迅速地將故障設(shè)備從電力系統(tǒng)切除，將事故限制在最小范圍內(nèi)；2、當正常供電的電源因故障突然中斷時，通過繼電保護和自動裝置還可以迅速投入備用電源，使重要設(shè)備能繼續(xù)獲得供電。 因此，繼電保護的主要實現(xiàn)功能：能區(qū)分正常運行和短路故障；能區(qū)分短路點的遠近。第一節(jié) 繼電保護任務(wù)及基本要求二、繼電保護的基本要求 1、保護方式：電流過負荷保護、過電流保護、電流速斷保護、電流方向保護、低電壓保護、過電壓保護、電流閉鎖電壓速斷保護、差動保護、距離保護、高頻保護、瓦斯保護等。 2、基本要求：選擇性、快速性、靈敏性、可靠性第一節(jié)

15、 繼電保護任務(wù)及基本要求二、繼電保護的基本要求 1）選擇性：可以通過正確地整定電氣量的動作值和上下級保護時限來達到互相配合。一般上下級保護的時限差取0.30.7S2）快速性：快速切除故障，可以把故障部份控制在盡可能輕微的狀態(tài)，減少系統(tǒng)電壓因短路故障而降低的時間，提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。3）靈敏性：是指繼電保護對其保護范圍內(nèi)故障的反映能力。4）可靠性：是指需動作時不拒動，不需要動作時不誤動，這是繼電保護裝置正確工作的基礎(chǔ)。第一節(jié) 繼電保護任務(wù)及基本要求二、繼電保護與二次回路常用的電氣符號1、繼電器 當輸入量(如電壓、電流、溫度等)達到規(guī)定值時，使被控制的輸出電路導通或斷開的電器。1）分類：電流

16、繼電器KA，電壓繼電器KV， 時間繼電器KT，中間繼電器KM， 信號繼電器KS，差動繼電器KD， 氣體繼電器KG第一節(jié) 繼電保護任務(wù)及基本要求二、繼電保護與二次回路常用的電氣符號1、繼電器2）繼電器的“常開、常閉”觸點，可以這樣來區(qū)分：繼電器線圈未通電時處于斷開狀態(tài)的靜觸點，稱為“常開觸點”；處于接通狀態(tài)的靜觸點稱為“常閉觸點”。第一節(jié) 繼電保護任務(wù)及基本要求一、電力變壓器保護種類電流過負荷保護、過電流保護、電流速斷保護、差動保護、氣體保護、瓦斯保護等。 3-10KV配電變壓器的繼電保護主要有過電流保護、電流速斷保護。 變壓器容量在400kVA以下時，采用熔斷器保護。用熔斷器保護時，一般高壓側(cè)

17、使用戶外跌落式熔斷器，作過電流保護；低壓側(cè)熔斷器作過負荷保護。第二節(jié) 變壓器保護一、電力變壓器保護種類 變電所單臺油浸變壓器容量在800KVA及以上，或車間內(nèi)裝設(shè)的容量在400KVA及以上的油浸變壓器應(yīng)裝設(shè)氣體保護。 大容量變壓器，單臺容量10000KVA及以上，或者單臺容量在6300KVA及以上的并列運行變壓器，規(guī)程規(guī)定應(yīng)裝設(shè)差動保護。對于大容量、高電壓的降壓變壓器，為了提高靈敏度，常采用復合電壓閉鎖的過電流保護。復合電壓閉鎖過電流保護裝置加了一個附加條件-電壓閉鎖，就是說，動作電流達到整定值時，保護前置不會動作，而必須同時要被保護對象的電壓降低到一定程度（整定值）時，過流保護裝置才會動作，

18、這就是電壓閉鎖的作用。不是帶方向問題。第二節(jié) 變壓器保護二、變壓器過電流保護1、定時限過流保護 采用時間繼電器，其動作時間一經(jīng)整定后就固定不變的電流保護。2、反時限過流保護 動作時間隨電流的大小而變化，電流越大時間越短的電流保護。3、保護的整定原則 按照避開保護設(shè)備的最大工作電流整定。 動作時間的整定采用階梯式，即位于電源側(cè)的上一級保護時 間要比下級保護時間長。 第二節(jié) 變壓器保護二、變壓器過電流保護 第二節(jié) 變壓器保護三、常用繼電器介紹1、電磁型電流繼電器 第二節(jié) 變壓器保護三、常用繼電器介紹1、電磁型電流繼電器動作電流返回電流返回系數(shù) 第二節(jié) 變壓器保護三、常用繼電器介紹2、電磁型電壓繼電器與電磁型電流繼電器完全相似，只是將電流線圈改為電壓線圈過電壓繼電器低電壓繼電器 第二節(jié) 變壓器保護三、常用繼電器介紹3、GL系列感應(yīng)型過電流繼電器結(jié)構(gòu)：由電磁元件和感應(yīng)元件組成。特點：電流大，動作時間短；電流小，動作時間長。觸點容量大，不需要時間繼電器和中間繼電器，具有反時限特性。 第二節(jié) 變壓器保護三、常用繼電器介紹4、電磁型時間繼電器 電磁型時間繼電器用以在繼電保護回路中建立所需要的動作延時。 時間繼電器外型尺寸和電磁型電流繼電器相仿，內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括電磁鐵，機械型鐘表結(jié)構(gòu)，以及動合觸點。 時間繼電器動作時間的長短只與動、靜觸點之間的距離有關(guān)。第二節(jié) 變壓器保護三、常用