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1、1,高压电工作业（初训）,培训教师：张希月 电话第十章、电力系统基础知识,3,1.了解电力负荷组成及分类 2.了解变配电所得主接线 3.电力系统及电力网的构成、大型的电力系统的优点、电力生产的特点 4.掌握电能质量的概念及其主要参数电压、频率、谐波的标准,主要内容,4,1、概述-1.1什么是电力系统？,5,1.1什么是电力系统？,6,1.1什么是电力系统？,电力网：电力系统中各种电压的变电所及输配电线路组成的统一体 。 电力系统：由发电厂中的电气部分、各类变电所及输电、配电线路及各种类型的用电设备组成的统一体，称为电力系统。具体组成如下： 发电厂：生产电能。 电力网：

2、变换电压、传送电能。由变电所和电力线路组成。 配电系统：将系统的电能传输给电力用户。 电力用户：高压用户额定电压在1kV以上，低压用户额定电压在1kV以下。 用电设备：消耗电能。 动力系统：在电力系统的基础上，把发电厂的动力部分（例如火力发电厂的锅炉、汽轮机和水力发电厂的水库、水轮机以及核动力发电厂的反应堆等）包含在内的系统。 通常，将发电厂电能送到负荷中心的线路叫输电线路。负荷中心至各用户的线路叫配电线路。负荷中心一般设变电站 。,7,1.1什么是电力系统？,变电所：按其在电力系统中的地位分类 枢纽变电所： 中间变电所： 地区变电所： 终端电站所：,8,9,电力网,电力网：在电力系统中连接各

3、种电压等级的输电线路、各种类型的变、配电所及用户的电缆和架空线路构成的输、配电网络称为电力网。电力网按照其在电力系统中的作用不同分为输电网（供电网）、配电网 输电网也叫供电网 ，是由输送大型发电厂巨大的输电线路和其他线路连接的变电站组成，是电力系统的主要网络，简称主网 ，也是电力系统的最高级电网，又称网架。电压在35KV以上。 配电网：是由配电线路、配电所、用户组成的。作用是：把电力分配给配电所及用户，通常电压在10KV及以下。 配电网按其额定电压又分为一次配电网二次配电网 低压网：电压等级在1kV以下； 中压网：110kV； 高压网：高于10kV、低于330kV； 超高压网：低于750kV；

4、 特高压网：1000kV及以上。,10,1.1什么是电力系统？,电力网：按电压等级的高低、供电范围的大小的分类 地方电力网：电压等级在35kV及以下，供电半径在2050km以内 区域电力网：电压等级在35kV以上（一般为110kV220kV），供电半径超过50km，联系较多发电厂的网络 超高压远距离输电网：电压等级为330kV500kV的网络，其主要任务是把远处发电厂生产的电能输送到负荷中心，同时还联系若干区域电力网形成跨省、跨地区的大型电力系统,11,电力系统的特点,对电力系统运行的基本要求如下： （1）保证供电可靠性 （35KV及以上每年停电不超过一次，10KV每年不超过三次） （2）保证

5、电能质量 （3）合理分配负荷，降低系统的高峰负荷、 提高电力系统运行的经济性 （4）环境保护问题 (5) 形成大的电力系统，便于利用大型的动力资 源，发挥水利水力发电的作用 （6）形成的电力系统，便于发展大型机组 （7）减少了系统的备用容量，使电力系统运行具有灵活性,一类负荷对供电电源的要求,1、应有两个及两个以上的电源供电，当一个电源发生故障时，其他电源仍能保证重要负荷的连续供电 2、为了重要负荷的用电，严禁见其他的非重要的用电负荷与重要的用电负荷接入同一个供电系统 电气设计规程规定，一类负荷至少要有两个独立的电源供电，必要的时候应装发电机组作为应急备用电源 一类负荷的备用电源可选用以下几种

6、方式: 1、在同一供电网络中有效地独立于正常电源的专门馈电线路 2、独立于正常电源的发电机组 3、适用于允许（或不允许）中断供电时间为毫秒级的供电。,12,13,1.2 电力系统的特点,电能不能大量存储：电能的生产、变换、输送、分配和使用是同时进行的。 P发 P用P 频率f 频率表征电力系统有功功率的平衡 Q发 Q用Q 电压V 电压则表征该处无功功率的平衡,过渡过程十分短暂：控制操作自动化程度高。必须借助自动装置对电力系统进行控制：继电保护装置、远动装置、减载装置、同期装置、励磁装置、,电能生产与国民经济各部门和人民生活有着极为密切的关系：社会政治经济影响巨大。负荷分类： 一类负荷、 二类负荷

7、、三类负荷,14,1.3电能的质量指标,电压质量标准：,15,1.3电能的质量指标,频率： 额定频率：50Hz（国外：50 或 60Hz） 频率偏差：0.2Hz（3000MW系统） 0.5Hz（3000MW系统） 国外：(0.10.2)Hz 或 0.5Hz 波形： 质量标准：正弦波电压和电流 谐波的危害与抑制：对于电网、电力设备、通讯都会产生负面影响；,16,1.4电力系统的额定电压及电压等级,额定电压是由国家规定的一种标准电压，是电气设备设计时所依据的电压值。在这一电压下工作时，电气设备的技术经济性能指标能够达到最佳状态，保证长期可靠运行。,17,1.4电力系统的额定电压及电压等级,S =

8、3U2I,我国规定的额定电压按电压高低及使用范围可分为三类： 第一类指100V及其以下的额定电压。主要用于安全动力、照明、蓄电池及特殊设备。 第二类指1001000V之间的额定电压，其应用最广、数量最多。 第三类指1000V及其以上电压等级。电力系统的发、供、输、配、用电都采用该电压等 级。,18,1.5我国电力工业发展概况,跨省电力系统5个，独立省电力系统若干个,19,1.5我国电力工业发展概况,20,1.5我国电力工业发展概况,电力工业发展史上的第一： 火电：1882年上海杨树浦；水电：1912年云南石龙坝240kW； 核电：1991年浙江秦山300MW； 输电线路： 1974年甘肃刘家峡

9、水电站陕西关中地区330kV交流， 1981年河南姚孟火电厂到武汉500kV交流， 1988年葛州坝水电站到上海南桥变电站500kV直流。 电力系统之最：,21,1.5我国电力工业发展概况,年人均电量： 我国：1000kW.h 中等发达国家：7000kW.h 北欧、美国：18000kW.h,2002年底全国发电装机容量达到3.56亿千瓦，发电量达到16542亿千瓦时，均居世界第二位,22,2 发电厂,2.1火力发电厂：将煤、油、天然气或其它燃料的化学能转换成电能的工厂。 主要由燃烧、汽水、电气系统三部分组成；可分为凝气式火电厂和热电厂两类 通常运行寿命25年。,23,2 发电厂,2.2 核电厂

10、：均采用原子核裂变时释放出来的能量发电。,24,2 发电厂,2.3 水电厂：利用水能发电，可分为堤坝式、径流式（如葛洲坝）、抽水畜能三类；水轮机组工作灵活，能迅速适应负荷急剧变化，一般从机组启动、并网到带负荷只需几分钟即可完成；通常运行寿命50年。,25,2 发电厂,2.4 风力发电厂,26,3 变电站的一次接线,输变电设备包括 变换电压的设备：如变压器。 接通和开断电路的开关电器：如断路器，隔离开关，熔断器等。 防御过电压，限制故障电流的电器：如避雷器、避雷针、避雷线、电抗器。 无功补偿设备：如电力电容器，同步调相机，静止补偿器。 载流导体：如母线，引线，电缆，架空线。 接地装置；如变压器中

11、性点接地、设备外壳接地、防雷接地等。 电气主接线 发电厂和变电所中的一次设备，按照一定规律连接而成的电路，也称电气一次接线或一次系统。,3.1 电力系统的电气设备,27,3 变电站的一次接线,输电线路 开关电器 高压断路器的基本参数 额定开断电流INbr、全开断时间tab、合闸时间ton 额定动稳定电流（峰值）ies、热稳定电流It、自动重合闸性能 电流互感器 运行特点：二次绕组不能开路 二次接线：单相接线；星形接线；不完全星形接线,28,3 变电站的一次接线,电压互感器 运行特点：二次绕组不能短路 接线方式：,29,3 变电站的一次接线,3.2 电力系统接线和输变电网络接线 电力系统接线 地

12、理接线图：表明各发电厂、变电所的相对地理位置和它们之间的联接关系 电气接线图：表明电力系统中各主要元部件之间和厂所之间的电气联接关系 输变电网络接线 无备用：单回路放射式、干线式和链式网络等，每一负荷只能靠一条线路获得电能，又称开式网络。 有备用：双回路式、单环式、双环式和两端供电式等，每一个负荷点至少可以通过两条线路从不同方向取得电能，又称闭式网络。,30,3 变电站的一次接线,31,3 变电站的一次接线,3.3 电气主接线的基本接线形式 有汇流母线：单母线、单母线分段，双母线，双母线分段；增设旁路母线或旁路隔离开关，一倍半断路器接线，变压器母线组接线等。 无汇流母线：单元接线、桥形接线、角

13、形接线等。 几个基本概念： 汇流母线：起汇集和分配电能的作用，也称汇流排。 进、出线：进线指电源，出线指线路。 断路器、隔离开关（母线、线路）、接地刀闸：,断路器与隔离开关的操作顺序： 送电操作顺序：先合上断路器两侧的隔离开关，再投入断路器。 停电检修操作顺序：先断开断路器，再断开断路器两侧的隔离开关。待线路对方仃电后，再合上接地刀闸。,32,3 变电站的一次接线,3.3.1 单母线接线,特点 简单、清晰、设备少。 当母线故障或检修或母线隔离开关检修时，整个系数全部停电。 断路器检修期间也必须停止该回路的供电。 适用范围 单电源的发电厂和变电所，且出线回路数少，用户对供电可靠性要求不高的场合。

14、,33,3 变电站的一次接线,3.3.2 单母线分段接线,特点 减少母线故障或检修时的停电范围。 断路器检修期间必须停止该回路的供电。 母线分段的数目，通常以23分段为宜，分段太多增加了分段断路器。 适用范围 610kV配电装置出线6回及以上； 35kV出线数为48回； 110220kV出线数为34回。,34,3 变电站的一次接线,旁路母线的作用 不停电检修进出线断路器。 操作方式（检修QF4，且WL4不停电） 如A、B段经QF1和QS1、QS2并列运行，则闭合QS5断开QF1断开QS1闭合QS3闭合QF1使W3带电（不要首先闭合QS8）。此时若W3隐含故障，则由继电保护装置动作断开QF1。

15、若W3充电正常，操作可以继续进行：合上QS8断开QF4。这时WL4由母线BQS2QF1QS3 W3QS8 WL4供电。并由QF1替代断路器QF4。 QF4检修前，应把QS6、QS7断开。 适用范围 中小型发电厂和35110kV的变电所。,（分段断路器QF1兼旁母断路器）,3.3.3 单母线分段加装旁路母线接线,35,3 变电站的一次接线,3.3.4 双母线接线,接线图 具有两组母线W1，W2。每一回路经一台断路器和两组隔离开关分别与两组母线连接，母线之间通过母线联络断路器QF（简称母联）连接。,运行方式 母联QF断开，一组母线工作，另一组母线备用，全部进出线接于运行母线上。 母联QF断开，进出

16、线分别接于两组母线，两组母线分裂运行。 母联QF闭合，电源和馈线平均分配在两组母线上。 优点 检修一组母线，可使回路供电不中断；一组母线故障，部分进出线会暂时停电。 供电可靠，调度灵活，又便于扩建。,36,3 变电站的一次接线,3.3.5 双母线带旁路母线接线,37,3. 变电站的一次接线,3.3.6 一个半断路器接线,接线图 在母线W1，W2之间，每串接有三台断路器，两条回路，每二台断路器之间引出一回线，故称为一台半断路器接线，又称二分之三接线。,特点 具有较高的供电可靠性及运行灵活性。 母线故障，只跳开与此母线相连的断路器，任何回路不停电。 隔离开关不作操作电器，减少了误操作的几率。 使用

17、设备较多，投资较大，二次控制接线和继电保护配置也比较复杂。 适用范围 大型电厂和变电所的超高压配电装置。,38,4.电力系统一次设备简介,4.1发电机,39,4.电力系统一次设备简介,4.2 变压器,40,4.电力系统一次设备简介,4.3 高压断路器,41,4.电力系统一次设备简介,4.4 隔离开关,42,4.电力系统一次设备简介,4.5负荷开关,43,4.电力系统一次设备简介,4.6母线,44,4.电力系统一次设备简介,4.7绝缘子及电缆,45,4.电力系统一次设备简介,4.7 电抗器,46,4.电力系统一次设备简介,4.8 电力电容器,47,4.电力系统一次设备简介,互感器及避雷器,48,

18、5. 变电站的二次接线,5.1概述 一次设备及一次系统 一次设备有：发电机、变压器、断路器、隔离开关、电抗器、电力电缆以及母线、输电线路等。 由这些设备按一定规律相互连接构成的电路称为一次接线或一次系统，它是发电、输变电和配电的主体。 二次设备及二次系统 二次设备包括监察测量仪表、控制及信号器具、继电保护装置、自动装置、远动装置等。这些设备通常是由电流互感器、电压互感器、蓄电池组或厂（所）用低压电源供电。 表明二次设备互相连接关系的电路称为二次接线或二次系统。 二次接线图： 原理接线图、展开接线图和安装接线图。,49,5. 变电站的二次接线,5.2原理接线图 原理接线图：是用来表示继电保护、测

19、量仪表和自动装置等工作原理的一种二次接线图。 特点：二次回路中的元件及设备以整体形式表示，同时将相互联系的电气部件和连线画在同一张图上，给人以明确的整体概念。 说明：QS-隔离开关、QF-断路器、KA-电流继电器、KT-时间继电器、KS-信号继电器。,50,5. 变电站的二次接线,5.3 展开接线图 展开接线图（简称展开图）：用来说明二次回路的动作原理，在现场使用极为普遍。,特点：将每套装置的有关设备部件解体，按供电电源的不同分别画出电气回路接线图，如交流电流回路、交流电压回路和直流回路分开表示。于是，同一个仪表或继电器的电流线圈、电压线圈和接点分别画在不同的回路里，为了避免混淆，将同一个元件

20、及设备的线圈和结点采用相同的文字标号表示。,51,5. 变电站的二次接线,5.4 安装接线图 安装接线图是制造厂加工制造屏（屏盘）和现场施工安装所必不可少的图，也是运行试验、检修和事故处理等的主要参考图。,安装接线图包括屏面布置图、屏背面接线图和端子排图三个组成部分，它们相互对应，相互补充。 屏面布置图：说明屏上各个元件及设备的排列位置和其相互间距离尺寸的图，要求按照一定的比例尺绘制。 屏背面接线图：在屏上配线所必需的图，其中应标明屏上各设备在屏背面的引出端子之间的连接情况，以及屏上设备与端子排的连接情况。 端子排图：表示屏上需要装设的端子数目、类型及排列次序以及它与屏外设备连接情况的图。,5

21、2,5. 变电站的二次接线,屏背面接线图和端子排图必须说明导线从何处来，到何处去，以防接错导线。我国广泛采用“相对编号法”，例如甲、乙两个端子需用导线连接起来，则在甲端子旁边标上乙端子的编号，而在乙端子旁边标上甲端子的编号；如果一个端子需引出两根导线，那么，在它旁边就标出所要连接的两个端子编号。,53,5. 变电站的二次接线,二次回路分类：1按二次回路功能划分： 控制回路:由各种控制器具、控制对象和控制网络构成。其主要作用是对发电厂及变电所的开关设备进行跳、合闸操作，以满足改变主系统运行方式及处理故障的要求。 信号回路:由信号发送机构、接收显示元件及其网络构成。其作用是准确、及时地显示出相应一

22、次设备地工作状态，为运行人员提供操作、调节和处理故障的可靠依据。 测量监察回路:由各种电气测量仪表、监测装置、切换开关及其网络构成。其作用是指示或记录主要电气设备和输电线路的运行参数，监察绝缘状况，作为生产调度和值班人员掌握主系统的运行情况、进行经济核算和故障处理的主要依据。 继电保护与自动装置:由互感器、变换器、各种继电器及自动装置、选择开关及其网络构成。其作用是保护主系统的正常运行，一次系统一旦出现故障或异常便自动进行处理，并发出相应信号。 调节回路:由测量机构、传输设备执行元件及其网络构成。其作用是调节某些主设备的工作参数，以保证主设备及电力系统的安全、经济、稳定运行。 同期回路:由电压

23、互感器、同期开关、同期装置构成。 操作电源：由直流电源设备和供电网络构成。其作用是供给上述各二次系统的工作电源，计算器及其他重要设备的事故电源。,54,5. 变电站的二次接线,2按发展阶段划分： 就地分散控制。对每个被控制对象设置独立的控制回路，在设备安装处一对一的控制。这种控制方式简便易行，但不便于各机组、设备间的协调配合，适用于小型发电厂及变电所。 集中控制。在发电厂或变电所设置一个中央控制室（又称主控室），对全厂（所）主要电气设备（如同步发电机、主变压器、高压厂用变压器、35kV及其以上电压的输电线路等）实行远方集中控制。采用集中控制时，相应的继电保护、自动装置也安装在中央控制室内，可节

24、省电缆，便于调试维护，提高运行安全性。 单元控制。200MW及其以上发电机采用的控制方式。炉、机、电按单元控制运行，设置数个单元控制室和一个网络控制室。每个单元控制室包括发电机或发电机双绕组变压器，高压厂用变压器及备用变压器，以及其他需要集中控制的设备。在网络控制室控制三绕组及自耦变压器，高压母线设备和110kV及其以上高压输电线路。运行实践标明，采用单元控制有利于运行人员协调配合，尤其是便于炉、机、电的统一指挥调度和事故处理，并可大大改善炉、机值班人员的工作条件，是目前我国大型发电厂主要采用的控制方式。 综合控制。以计算机为核心，同时完成发电厂及变电所的控制、监控、保护、测量、调节、分析计算

25、、计划决策等功能，实现最优化运行。综合控制是电力自动化水平高度发展的重要标制。,55,6. 变电站综合自动化简介,变电站综合自动化系统的基本功能： 1监控子系统。包括模拟量、开关量和电能量数据采集；事件顺序记录SOE；故障记录；故障录波和测距；操作控制功能；安全监视功能；人机联系功能；打印功能；数据处理与记录功能；谐波分析与监视。 2微机保护子系统。包括变压器、输电线、电容器组、母线等的保护和不完全接地系统的单相接地选线。 3电压、无功综合控制子系统。包括补偿电容器、电抗和有载调压变压器等的微机电压无功综合控制装置。 4电力系统的低频减负荷控制。 5备用电源自投控制； 6变电站综合自动化系统的

26、通信。包括内部现场级间的通信和自动化系统与上级调度的通信两部分。前者有并行通信、串行通信、局域网络和现场总线等多种方式，后者以部颁通信规约（如POLLING、CDT等规约）与上级调度通信完成遥测、遥信、遥调、遥控等四遥功能。,56,6. 变电站综合自动化简介,57,6. 变电站综合自动化简介,58,7.配电管理系统DMS-组网结构,配电自动化是集计算机技术、自动控制技术、数据通信技术、数据库技术以及相关电力系统技术于一身的信息管理系统。,59,第十章、电力系统基础知识试题,一、单选 1、输电网又叫供电网，电压在（C）KV以上 A、6 B、10 C、35 2、配电网是由配电线路、配电所、用电户组

27、成，它的作用是把店里分配给配电所或用户，通常电压在（B）KV及以下 A、35 B、10 C、6 3、35KV及以上电压供电的，电压正负偏差的绝对值之和不超过额定值的（C）% A、5 B、8 C、10 4、变压器、发电机、电动机等电气设备均有规定的额定电压、且在（A）电压下运行，其经济效果最佳 A、额定 B、长时 C、最大 5、电力网的高压电力线路一般可分为（A） A、输电线路和配电线路 B、输电线路和用电线路 C、高压线路和配电线路,60,二、判断 1、电力系统指通过电力网连接在一起的发电厂、变电所及用户的电气设备的总体 V 2、在电力系统中，连接各种电压等级的输电线路、各种类型的变配电所及用

28、户的电缆和架空线路构成的输、配电网络称为电力网 V 3、配电电网按照其额定电压又分为一次配电网和辅助配电网 X （二次配网） 4、低压三相380V、220V供电的配电网是二次配网 V 5、电力系统的集中统一调度使得供、用电之间的关系密不可分 V 6、为保证重要的负荷用电，严禁将其他的非重要的用电负荷与重要的用电负荷接入同一个供电系统 V 7、根据电气设计规程规定，对于一类负荷的供电，应至少有两个独立电源供电，必要时还应安装发电机组作为紧急备用 V 8、供电系统要保持额定电压运行，供电系统向用户供电，用户受电端电压变动幅度：10KV及以下高压电力用户和低压电力用户为额定电压的10% V 9、额定

29、电压又称为标称电压，是指电气设备正常的工作电压，是在保证电气设备规定的使用年限，能达到额定出力的长期安全、经济运行的电压 V,61,第十一章、电力电压器,电力变压器是静止的电气设备，主要起升压和降压的作用。电磁部分由铁芯和线圈组成，基本原理是电磁感应 变压器的铁芯是主磁通的通道也是器身的骨架，铁芯的基本形式有壳式和芯式，壳式-铁芯包围线圈，铁芯易散热用线量大，适宜小型干式变压器；芯式-线圈包围铁芯，省导线，适宜大容量，高电压所以电力变压器大多采用三相芯式铁芯。 绕组分同心式和交叠式两种 同心式便于与铁芯绝缘，低压绕组放里面高压绕组放外面 交叠式（又称饼式）将高低压绕组绕制成盘状，低压与高压绕组

30、交替装在铁心上。便于与铁芯绝缘一般最上层和最下层安放低压绕组,62,电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，增大传输功率，提高输电的经济性，达到远距离大功率送电的目的； 电力变压器是静止的电气设备，起升高或降低电压的作用，工业企业的变压器都是起降低电压作用的。通常是把610kV的高压降低为0.4kV的低压电，共给电气设备使用。这种变压器称作配电变压器。 电力变压器的电磁部分由铁芯和线圈组成。 变压器是利用电磁感应原理，即所谓的电生磁、磁生电，进行电压变换的。,变压器的作用,63,变压器的基本结构是：两个(或两个以上的)互相绝缘的绕组套在一个共同的铁心上，它们之间有磁的耦合，一般没有电的直接联

31、系。如下图所示：,64,变压器的基本原理,单相变压器的工作原理：变压器根据电磁感应原理工作。铁芯是变压器磁的通路，绕组是变压器电的通路。变压器与电源相接的一侧叫一次侧，变压器与负载相接的一侧叫二次侧。K：变压器的变比； U1、U2：一、二次绕组端电压有效值；N1、N2：一、二次绕组匝数； E1、E2：一、二次绕组的感应电动势；I1、I2：一、二次绕组电流； 变压器二次侧开路时，U1/U2=E1/E2=N1/N2=K,65,变压器二次侧接负载时，U1/U2=I2/I1=N1/N2=K 结论1：绕组匝数多的一侧电压高，匝数少的一侧电压低。 结论2：变压器空载时，一、二次侧的端电压与一、二次绕组匝数

32、成正比。结论3：忽略损耗时变压器一、二次绕组功率基本不变，一、二次电流的大小取决于负载的大小。结论4：变压器一、二次电流与电压成反比。结论5：变压器起到变换电压和传诵功率的作用。,66,三相变压器的工作原理：原理与单相变压器的相同。 单相变压器公式中的电压、电流相当于三相变压器的中的相电压、相电流。 名牌上的额定电压和额定电流是线电压、线电流。 额定容量是三相的总容量，即：S=3UI= UI（U、I指相电压、相电流）,67,变压器的额定技术数据： 额定容量SN：变压器名牌标定的额定电压、额定电流下连续运行时能输送的容量。三相变压器的额定容量是指三相的总容量（视在功率）。以kVA为单位。 单相变

33、压器：SN=UNIN 三相变压器：SN= UNIN 额定电压UN：变压器长时间运行所能承受的工作电压，以kV为单位。三相变压器的额定电压指线电压，以有效值表示。,68,额定电流IN：变压器在额定容量下允许运行的所通过的工作电流，以A为单位。三相变压器的额定电流指线电流，以有效值表示。 额定频率fN ：国家规定为50Hz。 空载电流I0：变压器一次侧加额定电压，二次侧空载运行时一次通过的电流。一般以额定电流的百分数表示。 空载损耗：变压器一次侧加额定电压，二次侧空载运行时铁芯所产生的有功损耗，即铁耗，基本上时个恒定值，与负载电流大小和性质无关，单位为kW。,69,短路损耗：变压器进行短路试验时，

34、把变压器二次绕组短路，在一次侧通入额定电流时的有功损耗，即铜耗。它与负载系数的平方成正比，因此与负载的大小和性质有关。单位为kW。 阻抗电压UK：将变压器二次绕组短路，缓慢升高一次侧电压，当一次侧通过额定电流时所施加的电压，也称为短路电压。它用额定电压的百分数来表示。 接线组别：变压器的接法有星形（Y）、三角形（）。YN星形接法有中性点引出。,70,1）接线组别：变压器高、低绕组间的电压相位关系即是变压器的接线组别。用时钟法表示。 2）同名端：变压器的一、二次绕组绕在同一铁芯上，当主磁通交变时，在两个绕组中的感应电动势之间就会有相对极性关系，当一次绕组的某一端的瞬时值电位为正位时，在二次绕组必

35、定有一个电位为正的对应端，这两个对应端称为同极性端，也称同名端。用符号“.”或“*”表示。,71,常用的接线组别： 单相变压器一般只有I/I，12和I/I，6两种接线组别。对三相变压器，常用有3种接法：星形接法、三角形接法、曲折接法。 接线组别：Y，yn0；YN,d11；Y,d11。 Y，yn0：高压绕组是Y形；低压绕组是yn0即Y形接法，中性点接地，并有中性点引出。 YN，d11：高压绕组是Y形，中性点接地；低压绕组是d11即三角形接法，相位差330，即11300。如：太华变的主变接线组别为YN，yn0，d11，,72,表示高压绕组是Y形，中性点接地，中压侧是Y形接法，中性点接地，并有中性点

36、引出。低压侧是三角形接法相位差330 。 Y，d11：高压绕组是Y形；低压绕组是d11即三角形接法，相位差330 。 变压器一、二次电动势之比等于一、二次绕组匝数之比，但变压器绕组有内阻抗，变压器一次电压U1略大于e1，而二次电压U2略小于e2，但内阻抗压降通常较小，如忽略内阻抗压降，则有忽略漏磁等因素，即变压器本身损耗忽略不计时，U2I2=U1I1或I1/I2=U2/U1，由此可以得到 I1/I2=N2/N1。,73,变压器分类及技术参数,一、变压器的分类 变压器按用途一般分为电力变压器和特殊变压器二大类。 电力变压器指的是电力系统一次回路中供输、配、供电用的变压器；特殊变压器是特殊电源、控

37、制系统、电信装置中用的用途特殊、性能特殊、结构特殊的变压器。 1.电力变压器分类 （1）按作用分类：升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器等。,74,（2）按结构分类：双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器、自耦变压器等。 （3）按相数分类：单相变压器，三相变压器。 （4）按冷却方式分类：油浸自冷变压器，干式空气自冷变压器、干式浇铸绝缘变压器、油浸风冷变压器、油浸水冷变压器、强迫油循环风冷变压器、强迫油循环水冷变压器等。 （5）按绕组使用材料分类：铜线变压器、铝线变压器。 （6）按调压方式分类：无载调压变压器，有载调压变压器。,75,2.特殊用途变压器分类 按用途分类主要有整流变压器

38、、电炉变压器、电焊变压器、矿用变压器、般用变压器、中频变压器、试验变压器、调压变压器等。,76,变压器的分类:,77,三、变压器型号 按照国家规定，从1965年10月1日起，变压器一律实行汉语拼音字母的新型号。国产变压器一般遵循此规定，少部分进口变压器未按此规定。 S在第一位代表三相，在第三、四位则代表三绕组； F代表油浸风冷； Z代表有载调压； J代表油浸自冷； L代表铝绕组(或防雷)； P代表强迫油循环； D代表单相，在末位表示移动式；,78,O代表自耦，在第一位代表降压，在末位表示升压； X代表消弧线圈。 例如一台变压器的型号为：SFPSL1-50000/110 S三相； F油浸风冷；

39、P一强油循环风冷； S三绕组； Ll铝线绕组第一次改型产品； 50000额定容量为50000kVA； 110高压侧为110kV电压等级。,79,四、变压器的参数 (1)额定容量SN (2)额定电压U1N、U2N (3)额定电流I1N、I2N 对于单相变压器：I1N=SN/U1N；I2N=SN/U2N。 对于三相变压器： ； 。 (4) 额定频率f (5) 电力变压器容量比 (6) 电压比 (7) 短路阻抗(短路电压),80,8) 负载损耗 (9) 空载电流 (10) 空载损耗 (11) 其它，接线组别、冷却方式、各分接电压等。,81,变压器的主要结构：分为主体和主要附件。主体包括：铁心、绕组、

40、绝缘装配件、分接开关、引线、外壳。其中铁心、绕组、绝缘装配件、分接开关组合起来通常称为器身。主要附件包括：高、低压套管、储油柜、冷却装置、保护测量装置。,变压器的结构,1、油浸式变压器结构 下图为油浸式变压器结构图：,82,正面,背面,上面,2、干式变压器结构,83,3、10kV油浸式变压器结构,84,外壳,铁心绕组,4、110kV及以上变压器结构,85,铁芯：是变压器磁的通路，同时支持和固定绕组。由冷扎硅钢片叠放组成。变压器的一、二次绕组都绕在铁芯上。一般铁芯要一点接地，只要将其中一片硅钢片接地即可。,变压器的铁芯,86,绕组：是变压器电的通路。由铜线绕成，它们绕在铁芯上，导线外用纸绝缘或沙

41、包绝缘。,变压器的绕组,87,散热器：当变压器的上层油温与下层油温有温差时，油经散热器冷却后流会油箱，使变压器温度降低。 以下为变压器各种形式的散热器：,变压器的散热器,88,89,90,变压器的各辅件,91,92,防爆管：当变压器内部有故障时，温度升高，油剧烈分解，生产大量气体，使油箱内的压力剧增，防爆管玻璃或酚醛纸板压破，油和气体从管口喷出，防止变压器油箱爆炸或变形。压力释放器原理同样，只是压力释放器在油箱内压力释放后会自动关闭。 以下为变压器防爆管外观图：,93,94,分接开关： 是用于改变变压器一次绕组抽头，借以改变变压比，调整二次电压的专用开关。 分接开关分为：有载调压和无载调压。

42、a、有载调压分接开关：可在带负荷的情况下切换分接头。 b、无载调压分接开关：必须在停电的情况下切换分接头。,95,变压器无励磁分接开关,96,变压器有载分接开关,97,变压器有载分接开关操作机构,98,绝缘套管：绕组引出线查过套管引到油箱外，以便连接外电路。 下图为变压器瓷套管外观图：,99,100,油枕：当变压器油的体积因热胀冷缩时，起储油和补油作用，保证油箱充满油。同时减少变压器油与空气的接触面，降低油的劣化速度。油枕侧面的油位计，可以监视油位的变化。 变压器的安全部件储油柜(油枕) 储油柜容积为油箱容积的1/10。作用：调节油量，保证变压器油箱内经常充满油；减小油和空气的接触面，防止油受

43、潮或氧化速度过快。,变压器的储油柜,101,外部结构示意图:,胶囊式: 隔膜式：,102,金属波纹式,103,内部结构示意图:,胶囊式: 隔膜式：,104,金属波纹式 a、内油式,105,b、外油式,106,变压器的冷却装置,107,油温计,油位计,油流继电器,变压器保护测量装置,108,压力释放阀,释放压力阀,压力继电器,109,变压器的气体继电器(瓦斯继电器),110,安装位置：在油箱与油枕之间的连接管道中 。 作用：当变压器内部发生故障时给出信号或切断电源。 当变压器内部出现匝间短路，绝缘损坏，接触不良，铁芯多点接地等故障时，都将产生大量的热能，使油分解出可燃性气体，向储油柜方向流动。当

44、流速超过气体继电器的整定值时，气体继电器的档板受到冲击，使继电器跳闸，从而避免事故扩大，这种情况通常称之为重瓦斯保护动作。当气体沿油面上升，聚集在气体继电器内超过30ml时，也可使气体继电器的信号接点接通，发出警报，发生轻瓦斯保护。 单台容量400kV.A以上的变压器一般要求安装气体继电器。,111,动作原因分析(辅助设备异常)： 呼吸系统不畅通。变压器的呼吸系统包括气囊呼吸器，防暴简呼吸器(有的变压器两者合一)等，呼吸系统不畅或堵塞往往会造成轻、重瓦斯保护动作，并大多伴有喷油或跑油现象。 冷却系统漏气。当冷却系统密封不严进入了空气或新投入运行的变压器未经真空脱气时，都会引起气体继电器的动作。

45、 冷却器入口阀门关闭。冷却器入口阀门关闭造成堵塞，相当于潜油泵向变压器注入空气，造成气体继电器频繁动作。 散热器上部进油阀门关闭。散热器上部进入油阀门关闭，也会引起气体继电器的频繁动作。 潜油泵缺陷对油中气体产生很大影响，其因为是潜油泵本身烧损，使油热分解，产生大量可燃性气体。,112,动作原因分析： 变压器进气。运行经验表明，轻瓦斯保护动作绝大多数是由于变压器进入空气所致。造成进气的原因很多，主要有：密封垫老化和破损，法兰结合面变形，油循环系统进气，潜油泵滤网堵塞，焊接处砂眼进气等。 变压器内出现负压区。变压器在运行中有的部位的阀门可能被误关闭。油枕下部与油箱连通管上的蝶阀或气体继电器与油枕

46、连通管之间的蝶阀被误关闭。 也可能是安装时，油枕上盖关得很紧而吸湿器下端的密封胶圈又未取下等。由于上述原因，当气温下降时，变压器主体内油的体积缩小，而缺油又不能及时补充过来，致使油箱顶部或气体继电器内出现负压区，有时在气体继电器中还会形成油气上、下浮动。油中逸出的气体向负压区流动最终导致气体继电器动作。,113,动作原因分析： 油枕油室中有气体。大型变压器通常装胶囊隔膜式油枕，胶囊将油枕分为气室和油室两部分。若油室中有气体，当运行时油面升高就会产生假油面，严重时会从呼吸器喷油或防爆膜破裂。此时变压器油箱内的压力经呼吸器法兰突然释放，在气体继电器管路产生油流，同时升高座等死区的气体被压缩而积累的

47、能量也突然释放，使油流的速度加快，导致瓦斯保护动作。 净油器的气体进入变压器。在检修后安装净油器时，由于排气不彻底，净油器入口胶垫密封不好等原因，使空气进入变压器导致瓦斯保护动作。另外，停用净油器时也可能引起轻瓦斯保护动作。,114,呼吸器是变压器储油柜内部空间与变压器外部空间连接的通道。外部空气进入变压器内部时，空气先经底罩内的变压器油过虑，再经干燥剂吸潮。其作用是使油箱内外压力保持一致，并减缓油箱内变压器油的氧化和受潮，延长其使用期限。 填充在呼吸器里的硅胶在干燥的情况下呈浅蓝色，吸潮达到饱和状态时呈淡红色。饱和的硅胶在140高温下烘焙8h后可恢复使用。,变压器的呼吸器,115,受潮的硅胶

48、,干燥的硅胶,116,变压器在线净油装置,117,变压器的安装、运行及检修,(1)变压器的安装,开箱清点及附件检查,器身检查,本体就位,真空注油,附件安装,补充油及整体密封试验,设备交接试验,工程竣工验收,变压器油处理,118,(1)变压器的安装 a、开箱清点及附件检查 根据装箱清单检查所到设备及附件的技术文件是否齐全，各种附件是否齐全完好，套管应无损伤、无裂纹、无渗漏油，散热器、油泵、导油管等应密封良好。 检查主体在运输车上的位置与冲击记录仪的冲击情况记录 。 b、变压器油处理 变压器所需的绝缘油一般由变压器本体带来部分和补充部分组成。 首先要对变压器本体油进行绝缘油试验，补充油运到现场后，

49、首先取油样进行化验及各项目试验，根据试验结果，确定哪些油需进行油处理。 把不符合国标的绝缘油抽到大油罐中，经高真空滤油机进行轮番过滤，直到微水量、微气量、耐压强度、介损值等指标都达到国标要求为止。,119,(1)变压器的安装 c、本体就位 变压器的本体必须固定牢靠。 单台变压器油量超过600kg时，变压器下方应有储油坑，坑内应铺以厚25cm以上的卵石层。 d、器身检查 检查人员的衣、鞋、帽必须清洁，最好不穿带有钮扣的衣服。不允许带除工具外的其它物件。所有工具要有严格登记、清点制度，严防丢忘油箱中。 主要项目有：铁芯有没有变形、移动，所有螺丝是否紧固，防松绑扎是否完好，引出线绝缘是否包扎紧固、无

50、破损，绕组绝缘是否完好，有载调压切换装置是否接触良好，铁轭螺杆与铁芯、铁轭与夹件的绝缘是否良好，铁芯应无多点接地现象。,120,(1)变压器的安装 e、附件安装 气体继电器在安装之前应及时送检，合格后待用 。 联管安装前，用合格的变压器将管内壁、连接面清洗干净。 散热器底部油流继电器的方向应指向器身。 f、真空注油 我国及国外规范都规定220kV油浸式变压器必须进行真空注油。 真空注油的优点 ：防止或减少瓦斯保护误动 ；可抽出器箱内的潮气 ；可检查器身的严密性 ；防止局部放电 。,121,(1)变压器的安装 g、变压器的交接试验 变压器的电气试验应在油静止至少10h后再进行。 一般试验项目有：

51、 1)测量变压器绕组所有分接位置的直流电阻 2)测量绕组所有分接头的变压比及连接组别和检查相位 3)测量绕组的绝缘电阻和吸收比或极化指数 4)测量绕组连同套管的泄漏电流和介损 5)空载试验 6)变压器本体、有载分接开关和套管中的油试验 7)变压器油的气相色谱试验 8)测量铁芯引线对地的绝缘电阻,122,(2)变压器的试运行 试运行时的检查项目： a、中性点直接接地系统的变压器在进行冲击合闸时，中性点必须接地。 b、气体继电器的重瓦斯必须投跳闸位置。 c、额定电压下的冲击合闸应无异常，励磁涌流不致引起保护装置的误动作。 d、受电后变压器应无异常情况。 e、检查变压器及冷却装置所有焊缝，不应有渗油

52、现象，变压器无异常振动或放电声。 f、分析试运行前后变压器油的色谱数据，应无明显变化。,123,2)变压器的试运行 试运行时间规定： 新投运的变压器带负荷前应空载运行24h。 (3)变压器的检修 变压器的检修分为小修和大修。 a、变压器小修是指不吊出铁芯和绕组的情况下进行的各项检查和维修。小修包括以下项目： 1)处理日常巡视中发现的缺陷； 2)测定绕组的绝缘电阻； 3)清扫瓷套和外壳，清扫油箱和附件，必要时进行补漆，检查各部螺纹有无松动，； 4)检修油位计，调整油位； 5)检修净油器等油保护装置；,124,(3)变压器的检修 6)检查冷却器：包括油泵、风扇、油流继电器等，必要时清扫和冲洗冷却器

53、散热管； 7)检修安全保护装置：包括储油柜、压力释放阀、气体继电器等； 8)检修测温装置：包括压力式温度计、电阻温度计(绕组温度计)等； 9) 检查接地系统； 10)检查呼吸器是否完好；如硅胶已受潮(达2/3)，应更换； 11)检查引线，处理过热及烧伤缺陷； (3)变压器的检修 12)检查有无渗漏油；检查油管有无堵塞；如油量不足，应予以补油。 设备的渗漏概念为：有油迹者为渗油，有油珠下滴者为漏油。有油渗出为渗点，有油滴落为一般漏点，油每五分钟一滴为严重漏点。 变压器的绝缘电阻须采用2500V的兆欧表测定。,125,(3)变压器的检修 a、变压器大修是指放出变压器油，吊出铁芯和绕组的情况下进行的

54、各项检查和维修。大修包括以下项目： 1)吊罩检修器身或吊出器身检修； 2)引线及磁(电)屏蔽装置检修； 3)铁芯、铁芯紧固件(穿心螺杆、夹件、绑带等)、压钉、压板及接片的检修； 4)油箱及附件的检修。 5)冷却器、油泵、风扇、阀门及管道等附属设备的检修； 6)安全保护装置的检修；,126,(3)变压器的检修 7)油保护装置的检修； 8)测温装置的校验； 9)操作控制箱的检修和试验； 10)分接开关的检修； 11)全部密封胶垫的更换和组件试漏； 12)必要时对器身绝缘进行干燥处理； 13)变压器油的处理或换油； 14)清扫油箱并进行喷涂油漆； 15)大修后的电气试验、油化验和试运行； 16)22

55、0kV及以上变压器必要时应做绕组变形试验。,127,变压器的巡视与检查,为确保安全用电，对运行中的变压器，电气运行值班人员应按规定进行巡视与检查，以便了解变压器的运行情况，可以及时发现设备缺陷，从而把设备故障消除在萌芽状态，避免出现设备事故。 (1)变压器的声音检查 正常运行时，变压器应发出均匀的嗡嗡声，如发现声音变大，且伴有噪音，可能内部有故障，如铁磁共振或系统单相接地短路引起的过电流穿越主变。 (2)油温检查 变压器的正常油温应在85以下(上层油温)，如果油温不断升高，而负荷冷却装置均正常，则应考虑是由于绕组内部层间或匝间短路引起的。 (3)导线、连接线的检查 变压器的导线、连接线等主要检

56、查有无松动情况，接头处应接触良好，晚间熄灯巡视无发热情况。,128,(4)绝缘瓷质部分检查 绝缘瓷质有套管瓷质，中性点接地部分瓷质等，检查时应无放电痕迹，无污物，特别应注意无破损裂纹，尤其在雷雨过后，因为如果绝缘套管有积垢或大的裂纹和碎片，容易引起套管闪络和爆炸。 (5)油位油色检查 主变油位包括油枕油位，套管油位及有载调压装置的油枕油位。油枕油位对比温度曲线应在正常范围内，如油位不正常或偏低，应考虑是否有渗漏油问题，油色检查时，油色不应有明显变化，正常般为浅黄色或黄色，若颜色迅速变暗，说明油质变坏，油的绝缘强度降低，易引起绕组与外壳的击穿。 (6)呼吸器检查 呼吸器中的蓝色硅胶吸收水份后变红

57、，应检查其变色程度不超过23，油杯中油量适中。,129,(7)冷却装置检查 冷却装置如风扇、潜油泵是否按要求运行，其运行声音是否正常，风向和油的流向是否正确，这都是必要的检查项目。 (8)压力释放阀的检查 压力释放阀是本体的重要保护，巡视中应注意其良好性，有无渗漏油现象。 (9)接地装置检查 接地点如本体外壳接地，中性点接地，铁芯接地等其接地扁铁应完整，可靠。 (10)瓦斯继电器检查 正常时瓦斯继电器应充满油，未动作。,130,变压器的异常及分析,一、变压器声音异常的分析 变压器正常运行时，应发出均匀的“嗡嗡”声，这是由于交流电通过变压器线圈时产生的电磁力吸引硅钢片及变压器自身的振动而发出的响

58、声。如果产生不均匀或其它异音，都属不正常的。 1、变压器声音比平时增大，声音均匀，可能有以下原因： （1）电网发生过电压。电网发生单相接地或产生谐振过电压时，都会使变压器的声音增大，出现这种情况时，可结合电压表计的指示进行综合判断。 （2）变压器过负荷时，将会使变压器发出沉重的“嗡嗡”声，若发现变压器的负荷超过允许的正常过负荷值时，应根据现场规程的规定降低变压器负荷。 2、变压器有杂音 有可能是由于变压器上的某些零部件松动而引起的振动。如果伴有变压器声音明显增大，且电流电压无明显异常时，则可能是内部夹件或压紧铁芯的螺钉松动，使硅钢片振动增大所造成的。,131,3、变压器有放电声 变压器有“劈啪

59、”的放电声，若在夜间或阴雨天气下，看到变压器套管附近有蓝色的电晕或火花，则说明瓷件污秽严重或设备线卡接触不良。若是变压器内部放电则是不接地的部件静电放电或线圈匝间放电，或由于分接开关接触不良放电，这时应对变压器作进一步检测或停用。 4、变压器有爆裂声 说明变压器内部或表面绝缘击穿，应立即将变压器停用检查。 5、变压器有水沸腾声 变压器有水沸腾声，且温度急剧变化，油位升高，则应判断为变压器绕组发生短路或分接开关接触不良引起的严重过热，应立即将变压器停用检查。,132,二、变压器外表异常的分析 1、压力释放阀的异常 目前，大中型变压器已大多应用压力释放阀装置，代替原来的防爆管装置，因为，一般防爆管油枕只能起到“半密封”作用，而不能起到全密封的作用。当变压器油在超过一定标准时释放装置便开始动作进行溢油或喷油，从而减少油压保护了油箱。如属变压器的油量过多，气温高而非内部故障发生的溢油现象，释放阀便自动复位。当压力释放装置动作时，其信号杆自动弹出，此时应检查导油管口或地面是否有油迹。释放装置设有报警信号，以便运行人员迅速对异常进行处理。,133,2、套管闪络放电 套管闪络放电会造成