第二部分变配电基本设备

1、1、基本工作原理 变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。1u1e2e2u1i2i1U2U1u2uLZdtdNedtdNe2211 只要一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的目的。2、分类 按用途分：电力变压器和特种变压器。 按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。 按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。 按铁心结构分：心式变压器和壳式变压器。 按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。 按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油

2、浸式变压器和充气式变压器。 3基本结构一、铁心变压器的主磁路，是变压器电磁感应的磁通路，它是用导磁性能很好的硅钢片叠装组成的闭合磁路。为了提高导磁性能和减少铁损，用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。二、绕组变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。三油箱：是变压器的外壳。内装铁芯、线圈和变压器油，同时起散热作用。四、油枕：当变压器油的体积随油温变化而膨胀或缩小，油枕起着储油及补油的作用，以保证油箱内充满油，油枕还能减少油与空气的接住面，防止油被过速氧化和受潮。五、 呼吸器：油枕内的油是通过呼吸器与空气相同的，呼吸器内装干燥剂，为了吸收空气中的水分和杂质，是油保持良好的电气性能。六、

3、 散热器：当变压器上层油温与下层油温产生温差时，通过散热器形成油的循环，使油经散热器冷却后流回油箱，起到降低变压器油温的作用。七、 防爆管：当变压器内部有故障，油温升高，油剧烈分解产生大量的气体。使油箱内部压力剧增，这使防爆管玻璃破碎，油及气体从管口喷出，以防止变压器油箱爆炸或变形。八、 高、低压绝缘套管：是变压器高、低压绕组的引线引到油箱外部的绝缘装置。它起着固定引线和对地绝缘的作用。九、 分接开关：是调整变压器电压比的装置。十、 瓦斯继电器：是变压器的主要保护装置，当变压器内部发生故障时，瓦斯继电器上接点接信号回路，下接点接断路器跳闸回路，能发出信号并使断路器跳闸。4 型号与额定值 （1）

4、型号 型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容，表示方法为如OSFPSZ-250000/220表明自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜线有载调压，额定容量250000kVA，高压额定电压220kV电力变压器。（2）、额定值三者关系：NNNNNNNNNNIUIUSIUIUS2211221133:三相单相此外，额定值还有额定频率、效率、温升等。)kV(UUNN21和额定电压指长期运行时所能承受的工作电压.,U,U1N21N电压对三相变压器指的是线二次的开路电压是指一次侧加电压是指加在一次侧的额定NU)kVA(SN额定容量指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率。)A(IINN21

5、和额定电流指在额定容量下，允许长期通过的额定电流。在三相变压器中指的是线电流5 变压器的并联运行 变压器运行规程规定：在任何一台变压器不过负荷的情况下，变比不同和短路阻抗标么值不等的变压器可以并联运行。又规定：阻抗标么值不等的变压器并联运行时，应适当提高短路阻抗标么值大的变压器的二次电压，以使并联运行的变压器的容量均能充分利用。 为了使各台变压器所承担的电流同相位，要求各变压器的短路阻抗角相等。一般来说，变压器容量相差越大，短路阻抗角相差也越大，因此要求并联运行的变压器的最大容量之比不超过3：1。户外干式电压互感器户内电流互感器户外油浸式电压互感器户外气体式电流互感器电压互感器和电流互感器电压

6、互感器和电流互感器（1）、互感器属测量装置，按变压器原理工作。（2）、电力系统中的大电流/高电压有时无法直接用普通的电流表和电压表来测量，必须通过互感器将待测电量按比例减小后测量。使用仪用互感器目的：（1）. 测量人员的安全，使测量回路与高压电网隔离；（2）. 扩大测量仪表（电流表及电压表）的测量范围。（3). 还用于各种继电保护装置的测量系统。1801、电流互感器、电流互感器同测量高电压一样。测量高电压线路的电流，也不宜将仪表直接接入电路。用电流互感器将高压线路隔开，将大电流变小。再用电流表测量，接线如图。为I181注意：（1）电流互感器副方不允许开路。开路后一次绕组流过的电流全部为Im铁心

7、pFe铁心过热，烧损绕组；e2（4.44fN）二次绕组感应出很高的电压绝缘击穿，危及测量人员和设备的安全。因此在一次电路工作时如需检修或拆换电流表、功率表的电流线圈时，必须先将电流互感器的二次绕组短接。（2）电流互感器副绕组一端和铁心须可靠接地。以防止绝缘击穿后，电力系统的高压危及工作人员及设备的安全。2、电压互感器、电压互感器电压互感器作用是将高电压降为低电压（一般额定值为100V）供电给测量仪表和继电器的电压线圈，使测量、继电保护回路与高压线路隔离，保证人员和设备的安全。原绕组并联在被测的高压线路上，副绕组与电压表、功率表的电压线圈等构成闭合回路。由于副边所接的电压表等负载的阻抗很大，副边

8、电流很小，电压互感器实际上相当于一台空载运行的双绕组降压变压器。= k u=N1N2E1E 2U1U2为了减少测量误差，设计时应尽量减小短路阻抗和励磁电流，当忽略漏阻抗压降时有：式中ku为电压互感器的变压比。一般与电压互感器相配的电压表，已考虑变比的折算，所以从电压表上可直接读出实际的电压值。电压互感器在使用时应注意电压互感器在使用时应注意：副边决不允许短路，否则会产生很大的短路电流，烧坏电压互感器；为确保工作人员安全，电压互感器的副绕组以及铁芯应可靠接地； 为确保测量精度，电压互感器的副边不宜并接过多的负载：例： 用变压比为10 000100 V的电压互感器，变流比为1005 A的电流互感器

9、扩大量程，其电流表读数为3.5 A，电压表读数为96V，试求被测电路的电流、电压各为多少？LC运行常见故障产生原因处理方法渗漏油搬运方法不当，使瓷套管与外壳交接处碰伤；在旋转接头螺栓时用力太猛造成焊接处损伤；原件质量差、有裂纹保养不当，使外壳漆脱落。铁皮生锈电容器投运后，温度变化剧烈，内部压力增加，使渗油现象严重搬运方法要正确，出现裂纹后，应更新设备经常巡视检查，发现油漆脱落，应及时补修注意调节运行中电容的温度外壳膨胀内部发生局部放电或过电压使用期限已过或本身质量有问题对运行中的电容器应进行外观检查，发现外壳膨胀应采取措施。如降压使用，膨胀严重的应立即停用立即停用电容器爆炸电容器内部发生相间短

10、路或相对外壳的击穿 （这种故障多发生在没有安装内部元件保护的高压电容器组）安装电容器内部元件保护，使电容器在酿成爆炸事故前及时从电网中切出。一旦发生爆炸事故，首先应切断电容器与电网的连接。另外，也可用熔断器对单台电容器保护发热电容器室设计、安装不合理，通风条件差，环境温度高接头螺丝松动长期过电压，造成过负荷频繁投切使电容器反复受到浪涌电流的影响注意通风条件、增大电容之间的安装距离停电时，检查并拧紧螺丝调换为额定电压高的电容器运行中不要频繁投切电容器瓷绝缘表面闪络由于清扫不及时，使瓷绝缘表面污秽，在天气条件较差或遇到各种内外过电压时，即可发生闪络经常清扫，保持其表面干净无灰尘。对于严重的地区，要

11、采取反污秽措施异常响声有滋滋或沽沽声时 一般为电容器内部有局部放电有沽沽声时，一般为电容器内部崩溃的前兆经常巡视，注意声响发现有声响应立即停运，检修并查找故障避雷器是变电站保护设备免遭雷电冲击波袭击的设备。当沿线路传入变电站的雷电冲击波超过避雷器保护水平时，避雷器首先放电，并将雷电流经过良导体安全的引入大地，利用接地装置使雷电压幅值限制在被保护设备雷电冲击水平以下，使电气设备受到保护。 避雷器按其发展的先后可分为：保护间隙是最简单形式的避雷器；管型避雷器也是一个保护间隙，但它能在放电后自行灭弧；阀型避雷器是将单个放电间隙分成许多短的串联间隙，同时增加了非线性电阻，提高了保护性能；磁吹避雷器利用

12、了磁吹式火花间隙，提高了灭弧能力，同时还具有限制内部过电压能力；氧化锌避雷器利用了氧化锌阀片理想的伏安特性（非线性极高，即在大电流时呈低电阻特性，限制了避雷器上的电压，在正常工频电压下呈高电阻特性），具有无间隙、无续流残压低等优点，也能限制内部过电压，被广泛使用。 电涌保护器器的种类名目繁多的避雷器在我国的市场上已经超过了上百种，如何对不同品牌、不同型号的避雷器进行分类也许就摆在我们面前。 从组合结构分；现在市场上的避雷器有几下几种： 1）间隙类开放式间隙、密闭式间隙 2）放电管类开放式放电管密封式放电管 3）压敏电阻类单片、多片 4）抑制二极管类 5）压敏电阻/气体放电管组合类-简单组合、复

13、杂组合 6）碳化硅类 4）抑制二极管类 5）压敏电阻/气体放电管组合类-简单组合、复杂组合 6）碳化硅类 避雷器的作用是用来保护电力系统中各种电器设备免受雷电过电压、操作过电压、工频暂态过电压冲击而损坏的一个电器。避雷器的类型主要有保护间隙、阀型避雷器和氧化锌避雷器。保护间隙主要用于限制大气过电压，一般用于配电系统、线路和变电所进线段保护。阀型避雷器与氧化锌避雷器用于变电所和发电厂的保护，在500KV及以下系统主要用于限制大气过电压，在超高压系统中还将用来限制内过电压或作内过电压的后备保护。 4、通用型避雷器系列及其应用范围、通用型避雷器系列及其应用范围 序号名称 系列代号应用范围1低压阀式避

14、雷器 FS用于低压网络，保护交流电器、电能表和配电变压器低压绕组 2配电用普通阀式避雷器 用于310kV交流配电系统，保护变压器等电气设备 3电站用普通阀式避雷器 FZ用于3110kV交流系统，保护变压器等电气设备 4电站用磁吹阀式避雷器 FCZ用于35kV及以上交流系统，保护变压器等电气设备，尤其适合于绝缘水平较低或需要限制操作过电压的场合 5保护旋转电机用磁吹阀式避雷器 FCD 用于保护交流发电机和电动机 6无间隙金属氧化物避雷器 YW包括序号1到序号5中的全部应用范围 7有串联间隙金属氧化物避雷器 YC 用于310kV交流系统，保护配电变压器、电缆头和其它电气设备，与YW相比各有其特点

15、8有并联间隙氧化物避雷器 YB 用于保护旋转电机和要求保护性能特别好的场合 9直流金属氧化物避雷器 YL用于保护直流电气设备 1 氧化锌避雷器简述 氧化锌避雷器是具有良好保护性能的避雷器。利用氧良好的非线性伏安特性，使在正常工作电压时流过避雷器的电流极小（微安或毫安级）；当过电压作用时，电阻急剧下降，泄放过电压的能量，达到保护的效果。这种避雷器和传统的避雷器的差异是它没有放电间隙，利用氧化锌的非线性特性起到泄流和开断的作用。2 氧化锌避雷器介绍氧化锌避雷器测试仪介绍：采用微电脑进行采样、控制等先进技术，可测量氧化锌避雷器在工频电压下的全电流、三次谐波、阻性电流、阻性电流峰值、容性电流、有功功率

16、等。3 氧化锌避雷器分类 (1).按电压等级分 氧化锌避雷器按额定电压值来分类，可分为三类； 高压类；其指66KV以上等级的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为500kV、220kV、110kV、66kV四个等级等级。 中压类；其指3kV66kV（不包括66kV系列的产品）范围内的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为3kV、6kV、10kV、35KV四个电压等级。 低压类；其指3KV以下（不包括3kV系列的产品）的氧化锌避雷器系列产品，大致可划分为1kV、0.5kV、0.38kV、0.22kV四个电压等级。 (2).按标称放电电流分 氧化锌避雷器按标称放电电流可划分为20、10、5、2.5、1.5

17、kA五类。 (3).按用途分 氧化锌避雷器按用途可划分为系统用线路型、系统用电站型、系统用配电型、并联补偿电容器组保护型、电气化铁道型、电动机及电动机中性点型、变压器中性点型七类。 (4).按结构分 氧化锌避雷器按结构可划分为两大类； 瓷外套；瓷外套氧化锌避雷器按耐污秽性能分为四个等级，级为普通型、级为用于中等污秽地区（爬电比距20mm/KV）、级为用于重污秽地区（爬电比距25mm/kV）、级为用于特重污秽地区（爬电比距31mm/kV）。 复合外套；复合外套氧化锌避雷器是用复合硅橡胶材料做外套，并选用高性能的氧化锌电阻片，内部采用特殊结构，用先进工艺方法装配而成，具有硅橡胶材料和氧化锌电阻片的

18、双重优点。该系列产品除具有瓷外套氧化锌避雷器的一切优点外，另具有绝缘性能、高的耐污秽性能、良好的防爆性能以及体积小、重量轻、平时不需维护、不易破损、密封可靠、耐老化性能优良等优点。 (5).按结构性能分 氧化锌避雷器按结构性能可分为；无间隙（W）、带串联间隙（C）、带并联间隙（B）三类1阀型避雷器介绍 阀型避雷器是由空气间隙和一个非线性电阻串联并装在密封的瓷瓶中构成的。在正常电压下，非线性电阻阻值很大，而在过电压时，其组织又很小，避雷器正是利用非线性电阻这一特性而防雷的：在雷电波侵入时，由于电压很高（即发生过电压），间隙被击穿，而非线性电阻阻值很小，雷电流便迅速进入大地，从而防止雷电波的侵入。

19、当过电压消失之后，非线性电阻阻值很大，间隙又恢复为断路状态。随时准备阻止雷电波的入侵。2 阀型避雷器的特点 明显区别为：阀形避雷器：体积大，泄露电流小，一般用在变电站的高压侧110kV及以上，多安装在构架上。 1避雷器的运行避雷器的运行避雷器在运行中应与配电装置同时进行巡视检查，雷电活动后，应增加特殊巡视。巡视检查项目如下： 瓷套是否完整； 导线与接地引线有无烧伤痕迹和断股现象； 水泥接合缝及涂刷的油漆是否完好； 10kV避雷器上帽引线处密封是否严密，有无进水现象； 瓷套表面有无严重污秽； 动作记录器指示数有无变化，判断避雷器是否动作并做好记录。2、避雷器的运行管理：、避雷器的运行管理： 避雷

20、器投入运行时间，应根据当地雷电活动情况确定，一般在每年3月初到10月投入运行； 避雷器每年投入运行前，应进行检查试验，试验项目为： 1)用10002500V兆欧表测量绝缘电阻，测量结果与前一次或同型号避雷器的试验值相比较，绝缘电阻值不应有显著变化； 2)测量工频放电电压，对于FS型避雷器，额定电压为3kV、6kV、10kV时，其工频放电电压分别为812kV、1521kV、2333kV； 3)FZ型避雷器一般不做工频放电试验，但应做避雷器的泄漏电流测量。 3、避雷器运行中常见故障：、避雷器运行中常见故障： 避雷器内部受潮。 避雷器内部受潮的征象是绝缘电阻低于2500M，工频放电电压下降。内部受潮

21、的原因可能为： 1)顶部的紧固螺母松动，引起漏水或瓷套顶部密封用螺栓的垫圈未焊死，在密封垫圈老化开裂后，潮气和水分沿螺钉缝渗入内腔； 2)底部密封试验的小孔未焊牢、堵死； 3)瓷套破裂，有砂眼，裙边胶合处有裂缝等易于进入潮气及水分； 4)橡胶垫圈使用日久，老化变脆而开裂，失去密封作用； 5)底部压紧用的扇形铁片未塞紧，使底板松动，底部密封橡胶垫圈位置不正，造成空隙而渗入潮气； 6)瓷套与法兰胶合处不平整或瓷套有裂纹。 避雷器运行中爆炸：避雷器运行中爆炸： 避雷器运行中发生爆炸的事故是经常发生的，爆炸的原因可能由系统的原因引起，也可能为避雷器本身的原因引起： 1)由于中性点不接地系统中发生单相接

22、地，使非故障相对地电压升高到线电压，即使避雷器所承受的电压小于其工频放电电压，而在持续时间较长的过电压作用下，可能会引起爆炸； 2)由于电力系统发生铁磁谐振过电压，使避雷器放电，从而烧坏其内部元件而引起爆炸； 3)线路受雷击时，避雷器正常动作。由于本身火花间隙灭弧性能差，当间隙承受不住恢复电压而击穿时，使电弧重燃，工频续流将再度出现，重燃阀片烧坏电阻，引起避雷器爆炸；或由于避雷器阀片电阻不合格，残压虽然降低，但续流却增大，间隙不能灭弧而引起爆炸； 4)由于避雷器密封垫圈与水泥接合处松动或有裂纹，密封不良而引起爆炸。 1、概述、概述（1）、一次设备）、一次设备：直接生产、输送和分配电能钓电气设备

23、，如发电机、：直接生产、输送和分配电能钓电气设备，如发电机、变压器、输电线、电力电缆、断路器、隔离开关、母线、避雷器、电变压器、输电线、电力电缆、断路器、隔离开关、母线、避雷器、电流互感器、电压互感器等。一次系统：由这些设备连接在一起构成的流互感器、电压互感器等。一次系统：由这些设备连接在一起构成的电路，称为一次接线或称为主接线。描述一次接线的图纸称为一次主电路，称为一次接线或称为主接线。描述一次接线的图纸称为一次主接线图。接线图。（2）、二次设备）、二次设备：对一次设备的工作状况进行监视、测量、控制、保：对一次设备的工作状况进行监视、测量、控制、保护、调节所必需的电气设备，如监控装置、继电保

24、护装置、自动装置、护、调节所必需的电气设备，如监控装置、继电保护装置、自动装置、信号器具等。通常还包括电流互感器、电压互感器的二次绕组引出线信号器具等。通常还包括电流互感器、电压互感器的二次绕组引出线和站用直流电源。和站用直流电源。这些二次设备按一定这些二次设备按一定要求连接在一起构成要求连接在一起构成的电路，称的电路，称为二次接为二次接线或二次回路线或二次回路。描述二次接线的图纸描述二次接线的图纸称为称为二次接线图或二二次接线图或二次回路图次回路图。1. 控制系统控制系统2. 信号系统信号系统3. 测量与监察系统测量与监察系统4. 继电保护及自动装置系统继电保护及自动装置系统5. 操作电源系

25、统操作电源系统2、 控制系统控制系统3、 信号系统信号系统断路器位置信号、各种其它开关位置信号,变压器档位信号等保护动作信号,装置故障信号,断路器监视的各异常信号等4、 测量及监察系统测量及监察系统作用：组成：5、 调节系统调节系统6、 继电保护及自动装置系统继电保护及自动装置系统 7、 操作电源系统操作电源系统a、直流操作电源、直流操作电源 b、直流供电网络、直流供电网络 c、直流负荷、直流负荷给继电保护装置、自动装置、信号装置、微机监给继电保护装置、自动装置、信号装置、微机监控及综合自动化系统、断路器控制等二次回路供电及事故控及综合自动化系统、断路器控制等二次回路供电及事故照明的电源照明的

26、电源,分为交流电源、直流电源。分为交流电源、直流电源。经常负荷：经常负荷：在各种运行状态下由直流电源不间断供电的负荷。在各种运行状态下由直流电源不间断供电的负荷。事故负荷：事故负荷：当变电所失去交流电源全所停电时，由直流电当变电所失去交流电源全所停电时，由直流电 源源供电的负荷供电的负荷。冲击负荷：冲击负荷：断路器合闸时的短时冲击电流及此时直流母线所断路器合闸时的短时冲击电流及此时直流母线所承担的其他负荷电流的总和。承担的其他负荷电流的总和。酸性蓄电池：铅酸蓄电池酸性蓄电池：铅酸蓄电池碱性蓄电池：镉（铁）镍电池碱性蓄电池：镉（铁）镍电池结构：正极板（结构：正极板（PbO2）、负极板（）、负极板

27、（Pb） 、硫酸溶液、硫酸溶液、隔板、蓄电池槽、蓄电池盖等。隔板、蓄电池槽、蓄电池盖等。结构：正极板（氧化镍）、负极板（镉结构：正极板（氧化镍）、负极板（镉-铁）铁） 、溶液、溶液（氢化钾或氢化钠中加入适量的氢化锂）。（氢化钾或氢化钠中加入适量的氢化锂）。L+L-67QFYTSAEAB装设绝缘监察的原因装设绝缘监察的原因：直直流系统发生一点接地时，没有短路电流系统发生一点接地时，没有短路电流流过，熔断器不会熔断，仍能继续运流流过，熔断器不会熔断，仍能继续运行，但是，这种故障必须及早发现并处行，但是，这种故障必须及早发现并处理，否则可能引起信号回路、控制回路、理，否则可能引起信号回路、控制回路、

28、继电保护和自动装置回路不正确动作，继电保护和自动装置回路不正确动作，所以在直流系统中必须装设绝缘监察装所以在直流系统中必须装设绝缘监察装置。置。直流电源作为电力系统的重要组成部分，为一些重要常规负荷、继电保护及自动装置、远动通讯装置提供不间断供电电源，并提供事故照明电源。由于直流系统在变电站分布范围广，外露部分多，电缆多且较长，很容易受尘土、潮气的侵蚀，使某些绝缘薄弱的元件绝缘降低，甚至绝缘破坏，造成直流接地。直流接地是一个常见性、多发性的故障，它对电气设备的安全运行带来潜在危害。直流接地故障按性质可分为绝缘降低和直接接地；按极性可分为正极接地和负极接地；按接地点数可分为一点接地和多点接地。当

29、发生一点接地故障时，一般情况下对回路的危害不是很大，但若在发生第二点接地时，就可能形成两点接地短路，将造成继电保护、信号、自动装置误动作或拒绝动作，开关的误分或误合，以及造成电源熔断器熔断，保护及自动装置失去电源 1.1 由于气候因素造成的直流系统接地是一种最常见的情况，如雨天或雾天可能导致室外的直流系统绝缘降低造成直流系统接地。1.2 直流回路在运行中常常受到多种不利因素的影响，如设备传动过程中的机械振动、挤压、设备质量不良、直流系统绝缘老化等都可引起接地或成为一种接地隐患。1.3 小动物爬入，如壁虎、蛇等爬上端子排，室内进入鸟类，造成接地故障。1.4 由于工作人员在工作中的疏忽造成的接地。

30、如在带电二次回路上工作将直流电源误碰设备外壳，此种情况多为瞬间接地，清扫设备卫生时不慎将直流回路喷上水等。另外，检修人员检修质量的不良也会留下接地隐患，如室外设备未加防雨罩、二次回路漏接线头、误将控制电缆外皮绝缘损伤等。1.5 生产环境较差，周围环境中有粉尘、油气、蒸汽、水汽泄漏及高温，加上电气设备密封不是很好的情况下，容易在设备内部积灰、受潮、绝缘老化等，造成控制回路绝缘下降或接地。2.1 直流正极接地：有使保护及自动装置误动、开关误分误合的可能，因为一般跳合闸线圈、继电器线圈正常与负极电源接通（正极接通即动作），若这些回路中再发生一点接地，就可能引起误动作（因两接地点使正极电源被接通，构成回路）。2.2 直流负极接地：可能使继电保护、自动装置、开关拒绝动作。因为回路中若再发生某一点接地时则线圈被接地点短接不能动作。2.3 直流两点接地：直流接地故障中，危害较大的是两点接地，可能构成接地短路，造成继电保护、信号、自动装置、开关误动或拒动，或造成直流保险熔断，使保护及自动装置、控制回路失去电源。查找和处理二次回路的接地关键在于熟悉回路的接线、原理、分布及现场环境，在于能分析、判断和缩小范围。有了正确地分析判