变电站主设备讲解课件.ppt
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1、变电站一次设备介绍,目录,第一章:主变压器构成及基本原理。第二章:220kV断路器构成及基本原理。第三章:220kV隔离开关构成及基本原理。第四章:互感器的构成及基本原理。第五章:避雷器的构成及基本原理。,第一章 主变压器的构成及基本原理,1、变压器的分类按冷却方式分类:干式(自冷)变压器、油浸(自冷)变压器、氟化物(蒸发冷却)变压器。按防潮方式分类:开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。按铁芯或线圈结构分类:芯式变压器、壳式变压器、环型变压器、金属箔变压器。按电源相数分类:单相变压器、三相变压器、多相变压器。按用途分类:电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压
2、器。,第一章 主变压器的构成及基本原理,SFZ10-100000/220,2、变压器的编号规则,第一章 主变压器的构成及基本原理,3、变压器基本结构具有两个或多个绕组的静止设备,为了传输电能,在同一频率下,通过电磁感应将一个系统的交流电压和电流转换为另一个系统的电压和电流,通常这些电流和电压的值是不同的。 1.油箱2.高、低压套管3.铁芯4.变压器油5.分接开关6.压力释放阀7. 绝缘套管8.温度计9.放油阀门10.气体继电器11.吊环(吊铁芯用、吊器身用),第一章 主变压器的构成及基本原理,1.高压套管,2.分接开关,3.低压套管,4.瓦斯继电器,5.防爆管,6.油枕,7.油位表,8.吸湿器
3、,9.散热器,10.铭牌,11.接地螺栓,12.油样活门,13.放油阀门,14.活门,15.绕组,16.温度计,17.铁芯,18.净油器,19.油箱,20.变压器油,变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的器件, 它具有变压、 变流和变阻抗的作用。 变压器的种类很多, 应用十分广泛。 比如在电力系统中用电力变压器把发电机发出的电压升高后进行远距离输电, 到达目的地后再用变压器把电压降低以便用户使用, 以此减少传输过程中电能的损耗; 在电子设备和仪器中常用小功率电源变压器改变市电电压, 再通过整流和滤波, 得到电路所需要的直流电压; 在放大电路中用耦合变压器传递信号或进行阻抗的匹配等等。 变压
4、器虽然大小悬殊, 用途各异, 但其基本结构和工作原理却是相同的。,第一章 主变压器的构成及基本原理,4、变压器的结构 变压器主要由铁心和绕组两个基本部分组成, 如图 2 - 34所示, 在一个闭合的铁心上套有两个绕组, 绕组与绕组之间以及绕组与铁心之间都是绝缘的。,第一章 主变压器的构成及基本原理,9,大家有疑问的,可以询问和交流,可以互相讨论下,但要小声点,变压器的铁心由0.35.mm厚的硅钢片交错叠装而成。 绕组一般采用绝缘铜线或铝线绕制, 其中与电源相连的绕组称为原绕组(或称为原边、 初级); 与负载相连的绕组称为副绕组(或称为副边、 次级)。 按铁心和绕组的组合结构可分为心式变压器和壳
5、式变压器, 如图所示。 心式变压器的铁心被绕组包围, 而壳式变压器的铁心则包围绕组。,第一章 主变压器的构成及基本原理,第一章 主变压器的构成及基本原理,1)铁芯: 作用:导磁,通过电磁感应,把电能从原端送到次端。 为了降低变压器损耗,铁芯导磁率要高。 绕好的A、B、C三相线包套在三个铁芯柱上,再把上面的硅钢片插好,组成完整的磁路。,变压器的结构形式,第一章 主变压器的构成及基本原理,第一章 主变压器的构成及基本原理,2)油箱,箱盖,波纹片,波纹片作用:增大散热面积,催进油的循环对流,使变压器心子周围的高温油通过波纹片冷却循环,起到降低变压器运行温度的作用。,第一章 主变压器的构成及基本原理,
6、3)高低压套管电力变压器是变换电压、传输功率的电气设备,其中接受电能的一侧叫高压绕组(一次绕组),输出电能的叫低压绕组(二次绕组)。绕组作用:接受电能,经过变压之后,再把电能输送出去。中小型变压器有两个绕组:高压绕组(一次绕组)、低压绕组(二次绕 组),低压绕组靠近铁芯,高压绕组在低压绕组外面。大型变压器会有三个绕组,多一个中压绕组。对绕组的要求:导线外皮绝缘性能要好,绕组机械强度要高,在发生短路时,电磁力会使绕组变形。绕组散热条件要好,因此绕组在绕制时有适当的空隙,以便变压器油及时把热量带走。,第一章 主变压器的构成及基本原理,4)变压器油(45#)作用:绝缘、散热、灭弧、抗氧化对于自然循环
7、自冷的油浸变压器,冷却介质油最高温度为40C,最高顶层油温95C。,第一章 主变压器的构成及基本原理,5)压力释放阀当变压器油箱内部压力因事故急剧升高时,此压力如不及时释放,将造成变压器油箱变形甚至爆裂。压力释放阀可在油箱压力达到其开启压力时迅速开启,使油箱压力降低。排出的油经导油管定向排放,防止油 的飞溅。当降至关闭压力时,压力释放阀迅速关闭,使油箱内保持正压有效的防止外部空气、水分和杂质进入油箱,第一章 主变压器的构成及基本原理,6)有载调压开关 电网上一侧电压会经常变化,为维持变压器输出电压稳定,高压绕组有三个分接头,通过调节一次绕组线圈的匝数来调节输出的二次电压, 使输出电压稳定。 通
8、过分接开关来实现一次绕组匝数的改变。,第一章 主变压器的构成及基本原理,7)气体继电器 气体继电器又称瓦斯继电器,是油浸式电力变压器及有载调压开关的一种主要保护装置。 当变压器正常工作时,继电器内充满变压器油,当发生轻微故障,变压器油分接产生气体使继电器内浮子下降,达到一定程度发出瓦斯报警信号,若变压器漏油使油面降低,同样会发出报警信号。如果变压器内发生严重故障,将会出现油浪涌,冲击继电器挡板,发出跳闸信号,使变压器的一次电源断路器跳闸。,第一章 主变压器的构成及基本原理,8)储油柜当变压器油的体积随着油的温度膨胀或减小时,油枕起着调节油量,保证变压器油箱内经常充满油的作用。如没有油枕,油箱内
9、的油面波动就会带来一下不利因素:一是油面降低时露出铁芯和线圈部分会影响散热和绝缘;二是随着油面波动空气从箱盖缝里排出和吸进,而由于上层油温很高,使油很快地氧化和受潮。油枕的油面比油箱的油面要小,这样,可以减少油和空气的接触面,防止油被过速地氧化和受潮。三是油枕的油在平时几乎不参加油箱内的循环,它的温度要比油箱内的上层油温的低的多,油的氧化过程也慢的多,因此有了油枕,可以防止油的过速氧化。,第一章 主变压器的构成及基本原理,9)吸湿器吸湿器又名呼吸器,常用吸湿器为吊式吸湿器结构。吸湿器内装有吸附剂硅胶,油枕内的绝缘油通过吸湿器与大气连通,内部吸附剂吸收空气中的水分和杂质,以保持绝缘油的良好性能。
10、,第一章 主变压器的构成及基本原理,10)净油器净油器又名热吸虹器,是用钢板焊接成圆筒形的小油罐,罐内也装有硅胶或活性氧化铝吸附剂。当油温变化而上下流动时,经过净油器达到吸取油中水分、渣滓、酸、氧化物的作用。净油器安装再变压器上部时净化效率高,装在下部时易于更换,安装位置视情况而定。,第一章 主变压器的构成及基本原理,11)冷却器当变压器上层油温与下部油温产生温差时,通过冷却器形成油温对流,经冷却器冷却后流回油箱,起到降低变压器温度的作用。冷却器有强油风冷却器、新型大容量风冷却器、强油水冷却器,5、怎样正确选择变压器的容量 变压器容量选择原则是容量能够得到充分利用,一般负荷应为变压器额定容量的
11、75%-90%左右,动力要考虑单台大容量电机的启动问题,一般变压器容量应为单台大容量电机容量的3倍,另外,还应该考虑用电设备的同时率。,第一章 主变压器的构成及基本原理,第一章 主变压器的构成及基本原理,6、在吊装运输变压器时应注意什么在运输和吊装电力变压器时应注意以下事项:(1)电力变压器倾斜度不超过15%。(2)要防止变压器振动和碰撞。(3)变压器的套管、油枕、温度、及瓦斯继电器、散热管、防爆筒等,都不能承受较大的机械力,运输吊装时一定不能碰撞这些部位及装置。 (4)在吊装变压器时,应使用油箱下特备的吊环用以承力,散热管不能承重,否则将发生损坏、漏油、弯曲或变形。(5)电力变压器在运输中保
12、持平衡,严防铁芯位移和翻倒而造成内部机械损伤。,第一章 主变压器的构成及基本原理,保存:充氮气保存应保持0.01-0.03MP的气体压力防止空气、杂质侵入变压器内部造成铁芯及绕组受潮。注油保存应注意油位,有无渗漏油现象本体倾斜角度,瓦斯继电器管路倾斜角度,第一章 主变压器的构成及基本原理,7、变压器注油(1)新补入的油必须经过试验合格后才可注入,若为新旧混合物的油,即使新、旧油均试验合格,也还要在混合后再进行试验,这是因为变压器油的成分及其物理化学性质,不只限于油的牌号、产地、商标,而应该有实际的混合比,混合后还要进行试验,合格后才可使用。(2)补油前应将重瓦斯保护由跳闸改为信号装置,这是因为
13、,在加油和滤油时,难免将空气带入变压器内,而不能及时排除,当变压器运行后随着油温的上升,油内部存储的空气逐渐溢出,使瓦斯继电器动作而不必断开油开关,只需给一报警信号,让运行值班人员做出判断。(3)补油后要检查瓦斯继电器,并及时放出气体,24小时无问题,再将瓦斯保护接入跳闸回路。(4)禁止从变压器下部补油,以防止变压器的底部污秽物质进入变压器线圈内部。(5)补油要适量。,第一章 主变压器的构成及基本原理,8、变压器的试运行变压器第一次投入时,可全压冲击合闸,冲击合闸时一般可由高压侧投入。 变压器第一次受电后,持续时间不应少于10min,无异常情况。 变压器应进行35次全压冲击合闸,并无异常情况,
14、励磁涌流不应引起保护装置误动作。 变压器试运行要注意冲击电流、空载电流、一、二次电压、温度。并做好详细记录。 变压器空载运行24小时,无异常情况,方可投入负荷运行。,第一章 主变压器的构成及基本原理,9、变压器并列运行的条件1)、电压相同、变比相同。 变比差值不超过0.5%2)、连接组别相同。 联结方式、极性、相序必须相同3)、阻抗电压相等。 差别不易超过10%4)、容量差别不宜过大。 不易超过3:1,10、变压器的巡视 变压器巡视检查应注意以下几点:(1)声音是否正常噪声。 (2)检查变压器及套管是否有渗、漏油现象,油的颜色和油位是否正常,如有异常进行处理。 (3)变压器的电流和温度是否正常
15、 (4)变压器套管是否清洁,有无破损、裂纹和放电痕迹。(5)变压器接地是否良好,一、二次引线及各触点是否紧固,各部分电气距离是否符合要求。(6)变压器一次元件接触面有无发热变色现象。,第一章 主变压器的构成及基本原理,11、变压器运行时可能遇到哪些异常现象 (1)变压器高压侧熔丝熔断或掉闸。处理方法:1.检查一次保险和防雷间隙是否有短路接地现象,再检查外部有无异常。2.由于变压器内部故障引起,应仔细检查变压器是否有冒烟或油外溢现象及温度是否正常。3.用摇表检查一、二次绕组之间,一、二次对地的绝缘情况,判断不了故障,要考虑是否有匝间或层间短路,这时用电桥测量各绕组直流电阻,经全面检查判明故障后方
16、可投入运行。,第一章 主变压器的构成及基本原理,(2)瓦斯保护动作:1轻瓦斯报警:a因滤油、加油或冷却系统不严密,以致空气进入变压器内,b因油温下降或漏油,使油面缓慢降低,c由于发生穿越性短路故障,d因变压器故障产生少量气体。2重瓦斯掉闸:a变压器发生严重故障,油温剧烈上升,同时分解出大量气体,使油很快地流向油枕,b发生穿越性短路,浮子继电器下浮筒、挡板、水银接点和二次接线发生故障。由此可见,瓦斯继电器动作并不完全意味着变压器内部故障。为弄清原因,需先对变压器外部进行检查,查不出异常再由继电器内聚集气体多少、颜色、化学成分来鉴别。气体多少决定事故大小,若气体有色且可燃,则故障由内部故障所致,必
17、须将变压器停下来,查明 原因,若气体也辨不出,要进行油样检查,若闪点比上次检查低5以上时,则证明变压器必有内部故障,应立即进行修理。,第一章 主变压器的构成及基本原理,(3)过负荷,在事故时,长期和大量的过负荷会严重影响变压器的寿命,因此,事故后若油温过高,证明变压器内部有故障,应酌情停电进行检查。(4)三相电压不平衡:如果三相电压不平衡时,应首先检查三相负荷情况,对D,Y接线的三相变压器,如果三相电压不平衡超过5V以上,则可能是三相匝间短路,须停电检修,对Y,y接线变压器,在轻负荷时,允许三相对地电压差10%,在重负荷情况下,要力求三相电压平衡。,第一章 主变压器的构成及基本原理,第一章 主
18、变压器的构成及基本原理,(5)温度过高:变压器长时间过负荷是不行的,因为它可使温升增高,使用寿命缩短,研究表明,变压器用的电缆纸绝缘在80C-140C工作时每升高6C,其绝缘寿命减少一半。由于变压器负荷的不稳定性,因此,可允许一部分时间过负荷,这是指在不损害变压器的绝缘和不影响绝缘寿命的前提下,在正常运行的高峰负荷和冬季时的过负荷,其允许过负荷的数值要根据变压器的负荷曲线、周围冷却介质温度及过负荷前变压器以带了多少负荷来决定。,(6)声音、振动异常:正常运行的变压器有轻微的嗡嗡声,这是交流电通过线圈时产生磁通,使用时变压器铁芯振动发出的声音,正常运行时,这种声音是清晰而有规律的,但当变压器的负
19、荷变动或运行出现异常以及发生事故时,将产生异常声音,因此,可根据声音来判断变压器的运行情况。1.当发出嗡嗡声有变化,但无杂音,这时负荷可能有大的变化。2.由于大设备的启动,使变压器发出哇哇的声音,如电弧炉、可控硅整流设备等负荷,由于高次谐波分量很大,启动时也会发出哇哇声。3.由过负荷引起变压器内发出很大、很重的嗡嗡声。4.系统短路或接地,因通过大量短路电流,使用时变压器发出很大的噪音。,第一章 主变压器的构成及基本原理,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,一、断路器的作用: 高压断路器在正常运行时用它接通或切断负荷电流;在电气设备或线路发生短路故障或严重过负荷时,由继电保护装置控制其自动迅速
20、地切断故障电流,切断发生短路故障的设备或线路,以防止扩大事故范围。二、断路器的功能 (1)控制作用。根据电力系统运行的需要,将部分或全部电气设备,以及部分或全部线路投人或退出运行。,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,(2)保护作用。当电力系统某一部分发生故障时,它和保护装置、自动装置相配合,将该故障部分从系统中迅速切除,减少停电范围,防止事故扩大,保护系统中各类电气设备不受损坏,保证系统无故障部分安全运行。 (3)灭弧作用。高压断路器不仅能可靠的开断空载电流和负荷电流,而且能可靠的开断短路电流。,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,三、电弧的产生与熄
21、灭1、电弧的概念 当开关电器开断电路时,电压和电流达到一定值时,触头刚刚分离后,触头之间就会产生强烈的白光,称为电弧。电弧的实质是一种放电现象。2、电弧的形成 当开关设备的触头分断有载电路时,电子在强电场的作用下高速冲向阳极,碰撞触头间隙中的中性质点,发生链式反应。在电场的作用下带点离子定向移动,使触头间隙由绝缘状态变成导电状态。触头间隙被击穿通过电流形成电弧。,3、电弧的危害 (1)电弧的存在延长了开关电器开断故障电路的时间,加重了电力系统短路故障的危害。 (2)电弧产生的高温,将使触头表面熔化,烧坏绝缘材料,对充油电气设备还可能引起着火爆炸等危险。 (3)由于电弧在电动力或热动力的作用下能
22、移动,很容易造成飞弧短路和伤人,或引起事故的扩大。,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,4、电弧的熄灭 一般吹弧的主要措施是用气体或油流吹弧,其中包括横吹或纵吹。用两个或两个以上的断口熄弧,比单口拉弧更长,速度更快。,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,四、断路器的分类,LW10B-252(H)/4000-50,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,1多油断路器:利用绝缘油作为灭弧介质、相间及相对地绝缘介质。2少油断路器:绝缘油只作灭弧介质。载流部分是借空气和陶器绝缘材料或有机绝缘材料来绝缘,灭弧方式多为横向吹动电弧。3空气断路器:利用压缩空气的吹动来熄灭电弧的。和控制断路器的分合阐动作。
23、4SF6断路器:用SF6气体作绝缘和灭弧介质。5磁吹式断路器:当电弧电流通过吹弧线圈以产生磁束来吹弧及消弧。6真空断路器:利用真空灭弧和绝缘,灭弧时间一般只有半个周波。,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,五、断路器的基本参数1、额定电压 (1)额定电压是指断路器所在系统的最高电压上限。(2)为了与IEC标准取得一致,我国标准委员会于1994年提出,将过去一直沿用的“最高电压”改为“额定电压”。(3)252KV,,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,2、绝缘水平(1)参考大气条件下相对地,断口间,雷电冲击耐压,1min工频耐压。(2),第二章 SF6断路器的构成及基本原理,3、额定电流4、
24、额定频率5、额定短路开断电流6、额定短路关合电7、额定短路持续时间(国标2S)8、合闸时间,分闸时间9、额定气压,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,单极剖面图,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,灭弧室,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,合闸位置,分闸位置,SF6断路器分合闸,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,液压机构,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,第二章 SF6断路器的构成及基本原理,六、SF6断路器的优缺点1、优点(1)开断能力强(2)允许开端次数较多(3)噪音小,无火灾危险,可重复使用2、缺点在过于频繁的操作中,由于电弧的作用分解SF6气体产生有腐蚀性的气体,对触头
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