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第三章 主要电力设备
3.1 变压器
3.1.1 主变压器
变压器主要技术参数
一、四台主变简介
贵冶1#总降1#、2#主变压器是江苏常州变压器厂生产的SFI10-31500/110，2000年元月出厂。1#变压器于2002年4月4日投入运行。2#主变压器与2002年5月17日投入运行。
3#、4#主变是保定变压器厂生产的SFI9-50000/110，1997年2月出厂。 3#、4#主变压器与1997年12月20日投入运行。
4#主变压器于2001年10月9日进行第一次吊芯大修。 3#主变压器于2003年10月15日进行第一次吊芯大修。 主变大修一般由贵溪电厂电力检修公司负责进行。
二、铭牌参数 1、1#、2#主变
型号： SFZ10—31500/110 江苏常州变压器厂
额定容量： 31500kVA 额定电压： 121/6.3kV 额定电流： 150.3/2887A
电压组合： 121（+6— -10）/6.3kV
冷却方式： ONAN（油浸自冷）/ONAF（油浸风冷） 63/100% 联接组别： YN，d11
绝缘水平： LI480AC200—LI325AC140/LI60AC25 噪声： 64.5dB 短路阻抗： 13.03% 空载损耗： 19.14kW 负载损耗： 137.33kW 油重： 11.8 T 油枕重： 4.5 T 总重： 47.6 T
套管CT 技术数据 CT 型号 数量 电流比 100/5 LRB—60 1 150/5 200/5 300/5 2、3#、4#主变
型号： SFZ9—50000/110（+6/-10） 保定变压器厂 额定容量： 50000kVA 额定电压： 121/6.3kV 额定电流： 239/4582A 联接组别： YN/d11
准确级 10P 10P 10P 10P 负荷（VA） 30 40 40 40 准确限制系数 5 10 10 20 连接端 K1—K2 K1—K3 K1—K4 K1—K5 文档来源为:从网络收集整理.word版本可编辑.欢迎下载支持.
油重： 15.21 T 油枕重： 4.02T 总重： 63.44T 短路阻抗： 14.3% 空载损耗： 36.1kW 空载电流： 0.28% 负载损耗： 214.9kW
套管CT技术数据
套管式电流互感器技术性能指标（准确级/负荷VA） 低压 中性点 LR—11 LRB—11 LRB—60 May—00 May—00 200/5 0.2 5940 10927 50 50 15 1K1—2K2 2K1—2K2/3K1—3K2 4K1—4K2 3、变压器压力释放阀型号：YSF5—55/130KJ，开启压力为55Kap，K为电信号，J为机械信号。 4、变压器本体安装的瓦斯继电器信号为QJ4—80型，其油速为1.0m/s。 5、有载调压安装的瓦斯继电器型号为QJ4—25型，其油速为0.7m/s。 1#总降4台主变有载调压均为17档位。
变压器的有载调压装置均采用德国的MR公司制造的调压装置（3#主变后来更换为贵州XX公司生产的调压装置）
四台主变压器采用的是有载调压变压器，且变压器有载调压及本体都装有瓦斯继电器，在设计的时候考虑了倾斜度，故在安装的时候不必再考虑倾斜度。
有载调压是一种在变压器不停电且可带负荷调整电压的装置。装再变压器一次线圈上。一次线圈有很多引线抽头，每调档一次既改变了变压器的线圈匝数，达到调压目的。有载调压装置的主要作用是用来改善电压质量。有载调压一次变换运行时间为4.4秒。本站四台主变有载调压可在就地操作，也可在主变综合屏上操作。在正常情况下载后台机上操作。每操作一次应查看主变档位显示，实际档位与显示档位应当一致。正常调压时严禁使用急停键。 变压器的工作原理及结构
一、变压器的结构
变压器主要由铁芯和线圈（也叫绕组）两部分组成。
铁芯是变压器的磁路通道，为了减小涡流和磁滞损耗，铁芯是用磁导率较高而且相互绝缘的硅钢片叠装而成；线圈是变压器的电路部分，线圈是用具有良好绝缘的漆包线、沙包线或丝包线绕城的。和电源相连的线圈叫原边线圈（初级绕组）；二与负载相连的线圈叫做副边线圈（次级绕组） 变压器主要结构有：油箱、铁芯、线圈、油枕、套管、分接开关（有载调压装置）。
附件主要有：散热器、呼吸器、压力释放阀、瓦斯继电器、温度计等。 1、铁芯：
铁芯是变压器的最基本的组成部分。铁芯是用导磁性能良好的硅钢片叠放组成的闭合磁路。变压器的线圈和铁芯完全浸泡在绝缘油里面。
变压器带点运行时，铁芯和金属零件处于线圈与邮箱的电场内。各自具有一定的电位，当任意两个金属零件之间的电位差超过可承受耐压强度时，会发生放电现象，使变压器的绝缘受到伤害。因此次需要把这些部件和油箱共同接地。油箱是接地的，只要把铁芯叠片与铁轭夹铁联接起来，便完成了铁芯的接地。
2、油箱
变压器的油箱是变压器的外壳，铁芯和线圈都装在油箱内并充满变压器油，变压器油主要起绝缘和散热作用。
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3、油枕
变压器油的体积随着油的温度膨胀或缩小时，油枕起着储油及补油的作用，保证邮箱内充满油。 4、散热器
散热器有扇形、圆形、排管型。散热面积越大，散热效果越好。当变压器上部油温与下部油温产生油温差时，通过散热器形成油的对流。经散热器冷却后流回油箱。起到降低变压器温度的左右。
5、绝缘套管
变压器的各侧线圈引出线必须使用绝缘套管，以便于于连接各侧引线。 6、分解开关
变压器分解开关主要是用来调整电压比的。我站4台主变都是有载调压装置，分解开关的抽头都是从高压侧引出，通过改变高压侧的线圈匝数改变变压器的变压比。以此来调整电压。
二、工作原理
变压器是一种静止的电磁机械装置，它利用电磁感应原理，将一种电压的交流电能变换成同一频率的另一种电压的交流电能。
如果把变压器的一次线圈接在交流电源上，在一次线圈中就有交流电流流过，交变电流将在铁芯中产生交变磁通，这个变化的磁通经过闭合磁路同时穿过一次线圈和二次线圈。交变的磁通将在线圈中产生感应电动势，因此，在变压器一次线圈中产生自感电动势的同时，在二次线圈中也产生了互感电动势。这时，如果在二次线圈上接负载，那么电能将通过负载转换成其他形式的能。
变压器的工作原理与电机相同，都是利用电磁感应原理，但是又有所区别，因此变压器又可称为静态电机。在电力学术中，变压器属于电机学中的一种。 变压器的运行
变压器不宜长期在过负荷及长期在高温下运行。这样会加剧变压器的绝缘老化。严重缩短变压器的运行寿命。
变压器的上层油温一般不得超过85℃，最高不得超过95℃ 变压器散热器上下阀门赢全部在打开状态。散热风机应处于玩好，以保证变压器的冷却效果。 变压器应无渗油现象，油位应正常。变压器运行时，出现差动、瓦斯保护动作跳闸时，在没有查明故障原因的情况下，不得对变压器强送电
变压器运行时出现内部响声异常（严重的爆裂声），又问急速上升，变压器严重破裂，着火等应立即停止变压器运行。
变压器的操作注意事项
一、变压器停、送电的原则：
1、变压器送电时，要先合高压侧断路器，然后再合低压侧断路器，停电时，先断开低压侧断路器，在断开高压侧断路器。
2、变压器并列时应符合下列条件: (1)接线组别相同;
(2)电压比相同(相差不超过土5%);
(3)阻抗电压相等。(相差不超过土10%);
(4)相序相同。电压比不同和阻抗电压不同的变压器，在任一台都不会过负荷的情况下，可以并列运行。
二、变压器投运前需做的试验： 1、变压器本体的试验：
（1） 测量绕组连同套管的直流电阻；
（2） 检查所有分接头的变压比；
（3）检查变压器的三相结线组别和单相变压器引出线的极性； （4）测量绕组连同套管的绝缘电阻、吸收比或极化指数
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（5）测量绕组连同套管的介质损耗角正切值tgδ； （6）测量绕组连同套管的直流泄漏电流； （7）绕组连同套管的交流耐压试验；
（8）绕组连同套管的局部放电试验；
（9）测量与铁芯绝缘的各紧固件及铁芯接地线引出套管对外壳的绝缘电阻； （10）绝缘油试验；
（11）检查相位；
2、高压电缆需做的试验：绝缘电阻试验、直流耐压及泄露电流试验、电缆线路的相位试验。 3、低压侧母线桥需测绝缘电阻值合格，若有备自投装置，需做两进线开关和母联开关的传动试验。 4、检查二次回路接线正确无误，并做高低压侧断路器联跳试验、差动保护试验、轻重瓦斯试验、压力释放试验、超温试验、零序保护试验、冲击合闸试验。
5、测量信号、保护信号及远方操作的开关能在后台微机画面上操作。
三、投运前检查事项：
1、变压器在投运之前，应仔细检查，确认待投入变压器一、二次回路及本体有关工作已全部结束，工作人员已全部撤离现场。确认变压器及其保护装置在良好状态，具备带电运行条件。 2、变压器本体外部有无异物，临时接地线是否拆除，分接开关位置是否正确。 3、检查变压器各部无渗油，漏油现象。
4、检查变压器接线、螺丝及配线无松动现象；相间距离符合规范要求。
5、变压器套管及支持绝缘子无龟裂现象，变压器进出封闭母线检查门严密且关闭，螺丝紧固，变压器外壳接地良好。
6、 变压器呼吸器无异状、硅胶正常、未变色。 7、 变压器各项试验合格，实验报告齐全。
8、变压器投入运行前，应在额定电压下做空载全电压冲击合闸试验。加压前应将变压器全部保护投入。新安装变压器冲击五次，大修后的变压器冲击三次。第一次送后运行10分钟，停电10分钟后，再继续第二次冲击合闸。
9、新安装、大修、事故检修或滤油后的变压器，在施加电压前静止时间不应少于72小时. 10、经常处于备用状态和检修后的变压器充电时,须将重瓦斯保护投入跳闸位置,充电良好后,切换到信号位置,经48小时后检查无气体再将重瓦斯保护投入跳闸。
11、变压器在操作过程中，如发现异常情况、故障信号时，应立即停止操作，待查明原因，核实处理后，方可继续进行。
12、变压器在运行中加油、补油、更换净油器的吸附剂时，应将其重瓦斯改接信号，此时其他保护装置仍应接跳闸；当油位计的油面异常升高或呼吸系统有异常现象，需要打开放气或放油阀门时，应先将重瓦斯改接信号。
变压器的保护种类及范围 一、变压器保护的种类
变压器的保护装置按照主次来分可分为主保护和后备保护。 1、 主保护一般包括瓦斯保护和差动保护。 （1）、瓦斯保护按照其动作要求和故障的严重性又可分为重瓦斯保护和轻瓦斯保护。一般来说，重瓦斯保护直接作用于跳闸，而轻瓦斯保护一般作用于信号。对于大型电力变压器来说重瓦斯保护又包括本体重瓦斯保护和有载重瓦斯保护。瓦斯保护的保护范围是变压器的内部，对于变压器匝间和层间短路、铁芯故障、套管内部故障、绕组内部断线及绝缘劣化和油面下降等均能灵敏动作。
瓦斯继电器一般安装在变压器到油枕的连接管路上。继电器芯子上部由开口杯、重锤、磁铁、和干簧触点构成动作与信号的容积装置，其下部有挡板与弹簧联接的调节杆、磁铁、干簧触点构成动作与跳闸的流速装置。
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变压器正常运行时，继电器内一般是充满变压器油。如果变压器内部发生轻微故障，则因油分解而产生的气体聚集在上部气室内，迫使油面下降，开口杯随之下降到某一限定位置，其上的磁铁使干簧触点吸合并动作于信号；若变压器因漏油而使油面继续降低，同样作用于信号。如果变压器内部发生严重故障时，邮箱内的压力就会瞬时升高，将出现变压器油的涌浪，则在连接管路中产生油流，冲击挡板，当挡板旋转到某一限定位置时，其上的磁铁使干簧触点西河并动作于跳闸，切断与变压器连接的所有电源，从而起到保护变压器的作用。
（2）、差动保护是根据能量守恒原理，将高压侧的电流与低压侧的电流按照一定的比率进行比差来衡量变压器内部是否发生故障的一种保护方式。差动保护原理简单、使用电气量单纯、保护范围明确、动作不需延时，一直用于变压器做主保护。另外差动保护还有线路差动保护、母线差动保护等等。
变压器差动保护是防止变压器内部故障的主保护。其接线方式，按回路电流法原理，把变压器两侧电流互感器二次线圈接成环流，变压器正常运行或外部故障，如果忽略不平衡电流，在两个互感器的二次回路臂上没有差电流流入继电器。因此差动保护的保护范围主要是变压器内部以及接入变压器差动保护的两侧电流互感器以内的部分，包括母线桥和套管等。差动保护的保护范围主要是由差动保护的电流互感器的位置决定的。我站4台主变的差动保护的电流互感器高压侧都在主变高压侧开关组合电气上。1#、2#主变低压侧差动保护电流互感器在6kV母线进线开关柜内，因此保护范围也包括低压侧母线桥。3#、4#主变低压侧差动保护电流互感器在主变低压侧套管上。因此3#、4#主变的低压母线桥不在差动保护的保护范围内。
2、主变的后备保护
变压器在运行中，除了主保护还有很多后备保护。根据后备保护的位置不同，可分为高后备保护和低后备保护。这是相对于主变的高压侧和低压侧来说的。一般高后备保护主要有高压侧复合电压闭锁方向过电流保护、高压侧零序方向过电流保护，还有过负荷保护。这三种是最常见的，高压侧复合电压闭锁方向过电流保护因外部相间短路引起的过电流而动作，它可以做为变压器内部相间短路故障时差动保护和瓦斯保护的后备保护，也可以做为其它侧的后备保护，当方向指向线路和母线，或不带方向时，还可以做为本侧线路或母线的后备保护。高压侧零序方向过电流保护因外部单相接地短路引起的过电流而动作，它可以做为变压器内部单相接地短路故障时差动保护和瓦斯保护的后备保护，也可以做为其它侧的后备保护，当方向指向线路和母线，或不带方向时，还可以做为本侧线路或母线的后备保护。它们都可以作用于变压器本侧开关跳闸。过负荷保护是当变压器过负荷时感知高压侧负荷电流增大而动作，一般只动作于信号。除此之外，后备保护还有低后备保护，主要是符合电压闭锁过流保护、母线接地保护、压力释放阀、中性点接地保护，中性点间隙保护等。
3.1.3 互感器
互感器的作用
互感器是电力系统中供测量和保护用的重要设备。分为电压互感器和电流互感器两大类。前者能将系统的高电压变成标准的低电压（100V或100/3V）。后者能将高压系统中的电流或西亚系统中的大电流变成低压的标准小电流（5A或1A），用以给测量仪表和继电保护。
互感器的作用是：与测量仪表配合，对线路的电压、电流、电能进行测量。与几点保护配合，对电力系统和设备进线过电压，过电流，过负载和单相接地等保护。 电压互感器
一、电压互感器的分类和要点
电压互感器按工作原理可以分为电磁感应原理和电容分压原理两类。
电压互感器的特点是容量小，其负荷通常是恒定的。即测量仪表和继电器电压线圈的阻抗，此足纲很大，因而二次电流很小。在正常运行时，电压互感器接近于空载状态。因为电压互感器本身阻抗很小，二次侧一旦短路，电流将随之剧增，线圈有烧毁的危险。所以运行中的电压互感器二次侧严禁短路。所以一般运行中的电压互感器二次侧一定要假装熔断器或空气开关。