变压器与线路保护讲解培训

变压器与线路保护讲解培训第一页，共55页。1、概述2、变压器的工作原理与结构3、变压器运行4、其他变压器5、互感器6、继电保护任务及基本要求7、变压器保护8、电力线路及设备保护9、电力系统自动装置10、二次回路基本知识11、变电所操作电源

内容提要第二页，共55页。概述变压器的基本概念

静止设备，电磁感应原理，一种电压等级的交流电能转化成另一种或几种电压等级的交流电能。变压器就是实现电能在不同等级之间进行转换。分类

按用途：电力变压器、特种变压器、仪用互感器

按冷却介质：油侵式、干式作用:升高电压把电能送用电地区;把电压降低到各级使用电压满足用电需要；总之升压与降压都必须由变压器来完成电力系统传送电能过程必会产生电压和功率两部分损耗输送同功率时电压损耗与电压成反比功率损耗与电压平方成反比利用变压器提高电压减少了送电损失第三页，共55页。第一节变压器的工作原理和结构一、变压器工作原理第四页，共55页。第一节变压器的工作原理和结构一、变压器的机构第五页，共55页。第一节变压器的工作原理和结构一、变压器的机构第六页，共55页。第一节变压器的工作原理和结构一、变压器的机构第七页，共55页。第一节变压器的工作原理和结构一、变压器的机构1、铁芯按铁芯型式，变压器可分为内铁式（又称心式）和外铁式（又称壳式）两种。内铁式变压器的绕组包围着铁心，外铁式变压器则是铁心包围着绕组。套绕组的部分称铁心柱，连接铁心柱的部分叫铁轭。第八页，共55页。第一节变压器的工作原理和结构3、绝缘

主要绝缘材料：变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。4、分接开关

作用：调节电压，供给稳定的电压、控制电力潮流或调节负载电流。

调压方法：切除和增加一部分绕组的线匝，以改变绕组的匝数。常把绕组引出若干个抽头，这些抽头叫作分接头。当用分接开关切换到不同的抽头时，便接入了不同的匝数。这种调压方式又分无激磁（无载）调压和有载调压两种。变压器二次不带负载，一次也与电网断开(无电源励磁)的调压，称为无励磁调压，带负载进行变换绕组分接的调压，称为有载调压。第九页，共55页。第一节变压器的工作原理和结构5、油箱油箱是油浸式变压器的外壳，变压器的器身置于油箱内，箱内灌满变压器油。按大小分为：吊器身式油箱和吊箱壳式油箱。6、冷却装置

油浸式电力变压器的冷却方式，按其容量大小可分为油浸自冷、油浸风冷及强迫油循环（风冷或水冷）三类。7、油枕储油柜位于变压器油箱上方，通过气体继电器与油箱相通。第十页，共55页。第一节变压器的工作原理和结构8、吸湿器防止空气中的水分浸入油枕的油内，油枕是经过一个呼吸器（也称吸湿器）与外界空气连通的，呼吸器内盛有能吸收潮气的物质（通常为硅胶），硅胶被氯化钴浸渍过后称为变色硅胶，它在干燥状况下呈蓝色，吸收潮气后渐渐变为淡红色，此时即表示硅胶已失去吸湿效能。如把吸潮后的硅胶在108度高温下烘焙10h，使水分蒸发出去，则硅胶又会还原成蓝色而恢复吸湿能力。

第十一页，共55页。第一节变压器的工作原理和结构9、安全通道（防爆管）

位于变压器的顶盖上，其出口用玻璃防爆膜封住。当变压器内部发生严重故障，而气体继电器失灵时，油箱内部的气体便冲破防爆膜从安全气道喷出，保护变压器不受严重损害。

第十二页，共55页。第一节变压器的工作原理和结构9、气体继电器

位于储油柜与箱盖的联管之间。在变压器内部发生故障(如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故等)产生气体或油箱漏油等使油面降低时，接通信号或跳闸回路，保护变压器。10、高低压绝缘套管变压器内部的高、低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的，它起着固定引线和对地绝缘的作用。套管由带电部分和绝缘部分组成。

第十三页，共55页。第一节变压器的工作原理和结构三、电力变压器的型号及技术参数1、型号

第十四页，共55页。第一节变压器的工作原理和结构2、相数：单相和三相3、额定频率：50Hz4、额定电压：是指变压器线电压(有效值)，它应与所连接的输变电线路电压相符合。5、额定容量：额定状态下，变压器二次侧的输出能力(kVA)。对于三相变压器，额定容量是三相容量之和。6、额定电流：是通过绕组的线电流(有效值)。它的大小等于绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的相系数(单相为l，三相为√3)

第十五页，共55页。第一节变压器的工作原理和结构7、绕组联接组标号：各相绕组的联接形式，可以连接为星形、三角形等。星形联接是各相线圈的一端接成一个公共点(中性点)，其余接端子接到相应的线端上；三角形联接是三个相线圈互相串联形成闭合回路，由串联处接至相应的线端。一般的高压变压器基本都是Yn，Y,d11接线。8、调压范围：110±8×1.25％/10.5kV，9、空载电流：当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率的额定电压时，一次绕组中所流过的电流称空载电流I0。

第十六页，共55页。第一节变压器的工作原理和结构10、阻抗电压和短路损耗：当变压器二次侧短路，一次侧施加电压使其电流达到额定值，此时所施加的电压称为阻抗电压UZ，变压器从电源吸取的功率即为短路损耗。以阻抗电压与额定电压UN之比的百分数表示。11、电压调整率：在给定负载功率因数下(一般取0.8)二次空载电压U2N和二次负载电压U2之差与二次额定电压U2N的比。12、效率：变压器的效率η为输出的有功功率与输入的有功功率之比的百分数。13、升温和冷却方式

第十七页，共55页。第二节变压器运行一、变压器允许运行方式1、允许温度与升温变压器运行时各部件的温度是不同的，绕组温度最高，铁芯次之，变压器油的温度最低。为了便于监视运行中变压器各部件的温度，规定以上层油温为允许温度。

允许温度主要决定于绕组的绝缘材料。

变压器的温度与周围环境温度的差称为温升。

第十八页，共55页。第二节变压器运行一、变压器允许运行方式2、变压器过载能力在不损害变压器绝缘和降低变压器使用寿命的前提下，变压器在较短时间内所能输出的最大容量为变压器的过负载能力。以过负载倍数(变压器所能输出的最大容量与额定容量之比)表示。变压器过负载能力可分为正常情况下的过负载能力和事故情况下的过负载能力。3、允许电压波动范围：士5%

第十九页，共55页。第二节变压器运行二、变压器并列运行

第二十页，共55页。第二节变压器运行二、变压器并列运行1、目的2、并列运行条件1)变压器的联结组标号相同。2)变压器的电压比相等(允许有士5%的差值)。3)变压器的阻抗电压uz%相等(允许有士10%的差值)。

第二十一页，共55页。第二节变压器运行三、变压器油及运行1、作用防止各部件受潮；本身绝缘强度比空气大；使金属得到防腐作用，使绝缘保持良好的状态；起到散热和冷却的作用。2、变压器油运行

每年油样试验：试验项目一般为耐压试验、介质损耗试验和简化试验。定期或不定期取油样作油的气相色谱分析

在高温或紫外线作用下，油会加速氧化，所以，一般不应置油于高温下和透明容器内。

第二十二页，共55页。第二节变压器运行四、变压器运行巡视检查1、巡视检查2、异常运行和常见故障分析

第二十三页，共55页。第三节其他变压器一、干式变压器1、环氧树脂绝缘干式变压器2、气体绝缘干式变压器3、H级绝缘千式变压器二、非晶态合金铁芯变压器三、低损耗油浸变压器四、卷铁芯变压器

第二十四页，共55页。第四节互感器

互感器分电压互感器和电流互感器两大类，它们是供电系统中测量和保护用的重要设备。电压互感器是将系统的高电压改变为标准的低电压(l00V或100/3)

电流互感器是将高压系统中的电流或低压系统中的大电流改变为低压的标准小电流(5A或lA)。

第二十五页，共55页。第四节互感器一、互感器作用1)与测量仪表配合，对线路的电压、电流、电能进行测量;与继电器配合，对系统和电气设备进行过电压、过电流和单相接地等保护。2）将测量仪表、继电保护装置和线路的高电压隔开，以保证操作人员和设备的安全。3)将电压和电流变换成统一的标准值，以利于仪表和继电器的标准化。

第二十六页，共55页。第四节互感器二、电压互感器1、原理

第二十七页，共55页。第四节互感器二、电压互感器2、分类按用途分测量用电压互感器和保护用电压互感器。电压互感器的标准准确度:标准仪表0.2级、计量仪表0.5级、一般测量仪表1-3级，保护用0.2、0.5级。3、型号第二十八页，共55页。第四节互感器二、电压互感器4、容量

电压互感器的容量是指其二次绕组允许接人的负载功率。5、运行1）极性正确2）装设熔断器3）可靠接地4）电压降第二十九页，共55页。第四节互感器三、电压互感器1、原理

第三十页，共55页。第四节互感器三、电流互感器2、分类按用途分测量用电流互感器和保护用电流互感器。标准准确度:标准仪表0.2级、计量仪表0.5级、一般测量仪表1-3级，保护用0.2、0.5级。3、型号第三十一页，共55页。第四节互感器三、电流互感器4、变流比

电流互感器的变流比为一次绕组的额定电流与二次绕组额定电流之比。二次额定电流一般为5A。5、容量电流互感器的容量，即允许接人的二次负载容量Se(VA)，其标准值为5-l00VA。6、运行第三十二页，共55页。1、一次系统发电厂和变电所中直接与生产和输配电能有关的设备称为一次设备，包括：发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线、互感器、电抗器、移相电容器、避雷器、输配电线路等。由一次设备连接的系统称为一次系统。2、二次系统：

对一次电气设备进行监视、测量、操纵、控制和起保护作用的辅助设备，称为二次设备，如：各种继电器、信号装置、测量仪表、控制开关、控制电缆、操作电源和小母线等。由二次设备连接成的回路称为二次回路或二次系统。

继电保护与二次回路概述第三十三页，共55页。3、继电保护装置

当电力系统中的电力元件(如发电机、线路等)或电力系统本身发生了故障危及电力系统安全运行时，能够向运行值班人员及时发出警告信号，或者直接向所控制的断路器发出跳闸命令以终止这些事件发展的一种自动化措施和设备，一般通称为继电保护装置。

继电保护与二次回路概述第三十四页，共55页。一、继电保护任务

1、当电气设备发生短路故障时，能自动迅速地将故障设备从电力系统切除，将事故限制在最小范围内；2、当正常供电的电源因故障突然中断时，通过继电保护和自动装置还可以迅速投入备用电源，使重要设备能继续获得供电。因此，继电保护的主要实现功能：能区分正常运行和短路故障；能区分短路点的远近。第一节继电保护任务及基本要求第三十五页，共55页。二、继电保护的基本要求

1、保护方式：电流过负荷保护、过电流保护、电流速断保护、电流方向保护、低电压保护、过电压保护、电流闭锁电压速断保护、差动保护、距离保护、高频保护、瓦斯保护等。

2、基本要求：选择性、快速性、灵敏性、可靠性第一节继电保护任务及基本要求第三十六页，共55页。二、继电保护的基本要求

1）选择性：可以通过正确地整定电气量的动作值和上下级保护时限来达到互相配合。一般上下级保护的时限差取0.3~0.7S2）快速性：快速切除故障，可以把故障部份控制在尽可能轻微的状态，减少系统电压因短路故障而降低的时间，提高电力系统运行的稳定性。3）灵敏性：是指继电保护对其保护范围内故障的反映能力。4）可靠性：是指需动作时不拒动，不需要动作时不误动，这是继电保护装置正确工作的基础。第一节继电保护任务及基本要求第三十七页，共55页。二、继电保护与二次回路常用的电气符号1、继电器当输入量(如电压、电流、温度等)达到规定值时，使被控制的输出电路导通或断开的电器。1）分类：电流继电器KA，电压继电器KV，

时间继电器KT，中间继电器KM，

信号继电器KS，差动继电器KD，

气体继电器KG第一节继电保护任务及基本要求第三十八页，共55页。二、继电保护与二次回路常用的电气符号1、继电器2）继电器的“常开、常闭”触点，可以这样来区分：继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点，称为“常开触点”；处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。第一节继电保护任务及基本要求第三十九页，共55页。一、电力变压器保护种类

电流过负荷保护、过电流保护、电流速断保护、差动保护、气体保护、瓦斯保护等。

3-10KV配电变压器的继电保护主要有过电流保护、电流速断保护。变压器容量在400kVA以下时，采用熔断器保护。用熔断器保护时，一般高压侧使用户外跌落式熔断器，作过电流保护；低压侧熔断器作过负荷保护。

第二节变压器保护第四十页，共55页。一、电力变压器保护种类

变电所单台油浸变压器容量在800KVA及以上，或车间内装设的容量在400KVA及以上的油浸变压器应装设气体保护。

大容量变压器，单台容量10000KVA及以上，或者单台容量在6300KVA及以上的并列运行变压器，规程规定应装设差动保护。对于大容量、高电压的降压变压器，为了提高灵敏度，常采用复合电压闭锁的过电流保护。复合电压闭锁过电流保护装置加了一个附加条件--电压闭锁，就是说，动作电流达到整定值时，保护前置不会动作，而必须同时要被保护对象的电压降低到一定程度（整定值）时，过流保护装置才会动作，这就是电压闭锁的作用。不是带方向问题。

第二节变压器保护第四十一页，共55页。二、变压器过电流保护1、定时限过流保护采用时间继电器，其动作时间一经整定后就固定不变的电流保护。2、反时限过流保护

动作时间随电流的大小而变化，电流越大时间越短的电流保护。3、保护的整定原则

按照避开保护设备的最大工作电流整定。

动作时间的整定采用阶梯式，即位于电源侧的上一级保护时间要比下级保护时间长。

第二节变压器保护第四十二页，共55页。二、变压器过电流保护

第二节变压器保护第四十三页，共55页。三、常用继电器介绍1、电磁型电流继电器

第二节变压器保护第四十四页，共55页。三、常用继电器介绍1、电磁型电流继电器动作电流返回电流返回系数

第二节变压器保护第四十五页，共55页。三、常用继电器介绍2、电磁型电压继电器与电磁型电流继电器完全相似，只是将电流线圈改为电压线圈过电压继电器低电压继电器

第二节变压器保护第四十六页，共55页。三、常用继电器介绍3、GL系列感应型过电流继电器

⑴结构：由电磁元件和感应元件组成。

⑵特点：电流大，动作时间短；电流小，动作时间长。触点容量大，不需要时间继电器和中间继电器，具有反时限特性。

第二节变压器保护第四十七页，共55页。三、常用继电器介绍4、电磁型时间继电器电磁型时间继电器用以在继电保护回路中建立所需要的动作延时。

时间继电器外型尺寸和电磁型电流继电器相仿，内部结构包括电磁铁，机械型钟表结构，以及动合触点。

时间继电器动作时间的长短只与动、静触点之间的距离有关。

第二节变压器保护第四十八页，