变电站室外设备培训

制作人：阮毛毛变电站室外一次设备介绍一、介绍大致情况变电站电源取自220KV笔架山变电站的110KV侧，线路总长约为3公里，导线为LGJ-150钢芯铝绞线，由14座铁塔组成（改造前为13座）。变电站110KV进线间隔一回，10KV出线9回（其中6个二级厂变，3个高压电机），全部取用电缆敷设。在10KV侧装3台无功功率补偿电容装置，从而保证110KV侧功率因数达到0.95左右。变电站的计量采用高供高量的方式，计量表装设在220KV笔架山变电站的110KV出线侧（计费电表）。吉象线1＃塔二、相关设备：1.变压器：①变压器的型号：SZ9--20000KVA油浸式电力变压器，其中S为三相，Z为有载调压，9为产品代号。高压侧电流为105A.低压侧电流为1099.5A,容量为20000KVA。②变压器的种类：A、按用途分类：电力变压器、供给特殊电源用的变压器、仪器仪表用的互感器、控制用的变压器、电源变压器等。B、按相数分类：可分为单相和三相变压器。C、按铁心形式分类：主要有心式变压器和壳式变压器.D、按绕组数分类：双绕组变压和自耦变压器：双绕组变压器的一、二次绕组是互相绝缘的两个独立的线圈，而自耦变压器绕组只有一个线圈。E、按冷却方式分类：油浸式和干式两类其中油浸式变压器的铁心与绕组完全浸在变压器油里油浸式又分为油浸自冷油浸风冷强迫油循环水冷我站为油浸自冷（ONAN）③变压器联接方式：Yn.d11：其中Yn表示一次侧为星形带中性线的接线，d表示二次侧为三角形接线；11表示变压器二次侧的线电压uab滞后一次侧线电压uab330度（或超前30度）④变压器的作用和工作原理:电力变压器是用来改变交流电压大小的设备，它是根据电磁感应的原理：把某一等级的交流高电压小电流，变换成另一等级的交流低电压大电流，以满足不同负荷的需要。+u2－i1e1(a)变压器结构示意图(b)变压器的符号Φ+u1－i2e2Z+u1－+u2－1e2eΦσ1Φσ2b(a)Y/Yo连接U131UkU31kUU12ABCabc(b)Y/Δ连接U131UkUU312ABCac⑤变压器的构造：变压器由铁芯、线圈、油箱、油枕、呼吸器、防爆管、散热器、绝缘套管、分接开关、瓦斯继电器、温度计等组成。a.铁芯的作用：是变压器的最基本的组成部分之一，是由导磁性能很好的硅钢片又叠放组成的闭合磁路，变压器的一次绕组和二次绕组都绕在铁芯上；b.线圈的作用：是变压器的基本部分，变压器有一次、二次绕相，它们是用铜线或铝线绕成圆筒形的或饼式的多层线圈绕在铁芯柱上；c.油枕：变压器油的体积随着油的温度膨胀或缩小时，储油柜起着储油及补油的作用，保证油箱内充满油，从而减少油的劣化速度；主变油枕d.瓦斯继电器：是变压器的主要保护装置，装在变压器的油箱和储油柜的连接管上;e.呼吸器：由铁管和玻璃容器组成，内装干燥剂。当储油柜内的空气随变压器油的体积膨胀、缩小时，排出或吸入的空气都经过呼吸器。其中干燥剂吸收空气中的水份，对空气起过滤作用，从而保护油的清洁;瓦斯继电器呼吸器f.防爆管：装于变压器的顶盖上。当变压器内部故障时，温度升高，油剧烈分解，产生大量的气体致使油箱内压力剧增，这时防爆薄膜破碎，油及气体由管口喷出，从而防止变压器爆或变形⑤变压器的保护a.瓦斯保护：分轻瓦斯和重瓦斯保护，其中轻瓦斯（有载）保护动作于信号，重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧的断路器，适易油箱内的各种故障及油面的降低．原理：变压器油箱内部短路时，短路点的电弧使变压器油绕相绝缘物分解，产生气体从油箱向油枕流动，形成高速油流，通过装于油箱多油枕间的导管上的瓦斯继电器，使继电器动作，作用于跳开变压器两侧开关即为重瓦斯保护。若油箱内发生轻微故障或在进行有载调压中有可能使瓦斯保护动作于信号即为轻瓦斯保护。油箱内的故障包括：绕相的相间短路、接地短路、匝间短路以及铁心的烧损等。重瓦斯轻瓦斯瓦斯继电器安装示意图：（注意：为了不妨碍气体的流通，变压器安装时应使顶盖沿瓦斯继电器的方向与水平面具有1％～1.5％的升高坡度，通往继电器的连接管具有2％～4％的升高坡高。开口杯挡板式瓦斯继电器的结构及工作原理图正常运行时，上、下开口杯2和1都浸在油中，开口杯和附件在油内的重力所产生的矩小于平衡锤4所产生的力矩，因此开口杯不向上倾，干簧触点3断开。当油箱内部发生轻微故障时，少量的气体上升后逐渐聚集在继电器的上部，迫使油面下降，而使上开口杯露出油面，此时由于浮力减小，开口杯和附近在空气的重力加上杯内油重所产生的力矩大于平衡锤4所产生的力矩，于是开口杯2顺时针方向转动，带动永久磁铁靠近下部干簧的触点3使之闭合，发生“轻瓦斯”保护动作信号。当变压器油箱内部发生严重故障时，大量气体和油流直接冲击档板8，使下开口杯1顺时针方向旋转，带动永久磁针靠近下部干簧的触点3使之闭合，发生跳闸脉冲，表示“重瓦斯”保护动作。当变压器出现严重漏油而使油面逐渐降低时，首先是上开口杯露出油面，发出报警信号，继之下开口杯露出油面后亦能动作，发生脉冲（跳闸）瓦斯保护的主要优点：动作迅速、灵敏度高、安装接线简单，能反应油箱内部发生的各种故障，缺点是不能反应油箱以外的套管及引出线等部位上发生的故障，与差动保护相互配合，相互补充，实现快速而灵敏地切除变压器油箱内，外及引出线上发生的各种故障。b.纵联差动保护：适合变压器绕组，套管及引出线的故障。由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，因此，为了保证纵差动保护的正确工作，就必须适当选择两侧电流互感器的变化，使得在正常运行和外部故障时，两个二次电流相等。两侧电流互感器的变比比值等于变压器的变比。原理接线图稳态下磁通与电压的关系c.过电流保护d.间隙、零序电流保护：正常运行时主变中性点不接地，接地刀闸断开，零序保护停用，间隙保护加用。注：由于两侧的电流互感都是根据产品目录选取标准的变比，而变压器的变比也是一定的，因此三者的关系很难满足上述要求，此时差动回路中将有电流通过。通常都是利用平衡线圈来消除此差电流的影响。投、退变压器为什么中性点必须接地？这主要是为防止操作过电压损坏被投、退变压器而采取的一种措施。对于一侧有电源的的受电变压器,当其开关非全相拉、合时,若其中性点不接地有以下危险:(1).变压器电源侧中性点对地电压升高最大可达相电压,这可能损坏变压器绝缘;(2).变压器的高、低压线圈之间有电容,这种电容会造成高压对低压的传递过电压;(3).当变压器高低压线圈之间电容耦合,低压侧会有电压达到谐振条件时,可能会出现谐振过电压,损坏绝缘。对于低压侧有电源的送电变压器:(1).由于低压侧有电源,在并入系统前,变压器高压侧发生单相接地,若中性点未接地,则其中性点对地电压将升至相电压,这可能损坏变压器绝缘;(2).非全相并入系统时,在一相与系统相联时,由于发电机和系统的频率不同,变压器中性点又未接地,该变压器中性点对地电压升高,最高将是二倍相电压,其它相(即未合相)的电压最变压器铁芯为什么只需一点接地?变压器正常运行时，铁芯和夹件等金属构件处于电场中，如铁芯接地不可靠，则将产生悬浮电位，引起绝缘放电。铁芯只需一点接地，如有多点接地，则接地点就会造成闭合回路，与铁芯内磁通相交链而感生电动势，产生悬浮电位引起绝缘放电；而且多点接地的闭合回路形成环流，产生局部过热，导致油分解产生可燃气体，还可能使接地片熔断，甚至烧坏铁芯。故应监测运行中的铁芯电流和预防性试验中测试铁芯(有外引接地引线)的绝缘电阻。高可达2.73倍相电压,将造成绝缘损坏事故。二、电容器型号：BAM11—1200—1×3W3电容器的作用电容器主要用于为工频交流电力系统提供无功功率,最终改善系统的功率因素,调整网络电压,降低线路损坏.电容器主要用于为工频交流电力系统提供无功功率,最终改善系统的功率因素,调整网络电压,降低线路损坏.提高功率因素的好处：1.充分提高设备出力，2.降低变、线损耗，电流下降、损耗就下降，3.稳定电压质量，4.降低电费提高功率因素的方法：1.自然功率因素（如：同步电动机、电机空载、但功率因素很低）2.加无功补偿装置（集中补偿—变电站、分散补偿—各厂变、就地补偿—各部门）电网中的无功功率在电网中，由电源供给负载的电功率有两种：一种是有功功率，另一种是无功功率。无功功率决不是无用功率，它的用处很大。电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动，从而带动机械运动，电动机的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的。变压器也同样需要无功功率，才能使变压器的一次线圈产生磁场，在二次线圈感应出电压。因此，没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器不会吸合。在正常情况下，用电设备不但要从电源取得有功功率，同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求，用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场，那么这些用电设备就不能维持在额定情况下工作，用电设备的端电压就要下降，从而影响用电设备的正常运行。无功功率对供、用电也产生一定的不良影响，主要表现在：(1)降低发电机有功功率的输出。(2)视在功率一定时，增加无功功率就要降低输、变电设备的供电能力。(3)电网内无功功率的流动会造成线路电压损失增大和电能损耗的增加。(4)系统缺乏无功功率时就会造成低功率因数运行和电压下降，使电气设备容量得不到充分发挥。从发电机和高压输电线供给的无功功率，一般满足不了负荷的需要，所以在电网中要设置一些无功补偿装置来补充无功功率，以保证用户对无功功率的需要，这样用电设备才能在额定电压下工作SF6开关：LW6-110型SF6断路器SF6断路器是利用SF6气体作绝缘介质和灭弧介质的新型开关。SF6气体是无色、无味、无毒，不可燃的惰性气体，具有很高的抗电强度和良好的灭弧性能，介电强度远远超过传统的绝缘气体。因此，其用于电气设备中，可以缩小设备尺寸，消除火灾，改善电力系统的可靠性和安全性。结构：由三极断路器本体和一个液压电气控制柜组成，断路器的每个单极分别在各自的支架上，三极间采用液压联动操作。单极由：灭弧室、支柱、密度继电器、联接座、主贮压器、工作缸、供排油阀和辅助油箱等组成。而液压电气控制柜包括控制阀、油压开关、电动油泵、防震容器、信号缸、主油箱等元件特点：具有结构简单，体积小，重量轻，断流容量大，灭弧迅速，允许开断次数多，检修周期长等优点。工作原理开关进行分闸时，动触头、活塞一起向右运动。动、定触头分开后产生电弧，活塞向右迅速移动时使右侧的气体受压缩，产生气流通过喷嘴，对电弧进行纵吹，使电弧熄灭。此后，灭弧室内的气体通过定触头内孔和冷却器排入开关本体内。开关进行合闸时，操作机构带动动触头、喷嘴和活塞向左运动，使定触头插入动触头座内，使动、定触头有良好的电接触，达到合闸的目的。SF6断路器是利用SF6密度继电器来监视气体压力的变化的。当SF6气体压力下降到第一报警值时，密度继电器动作，报出补气压力的信号。当SF6气体压力下降到第二报警值时，密度继电器动作，报出闭锁压力的信号，同时把开关的跳合闸回路断开，实现分、合闸闭锁。在开关内的SF6气体，经电弧分解后，会产生许多有毒的、具有腐蚀性的气体和固体分解物，这不仅影响到设备的性能，而且危及到运行和检修人员的安全。因此我们变电站每年的年度检修时都会有专人进行SF6气体漏检。SF6断路器在运行中发生SF6气体泄漏时，如嗅到有强烈刺激性气味，在这种情况下，运行或检修人员必需穿戴防护用具。特别要注意工作现场不准吸烟。工作中若发生流泪、流鼻涕、咽喉中有热辣感、发音嘶哑头晕以及胸闷、恶心、颈部不适等中毒症状，应迅速离开现场，到空气新鲜处休息。SF6断路器的相关安全：三.电压互感器型号:TYD3110-0.01HF3工作原理图:我站110KV侧电压互感器为电容式电压互感器，其主要作用是电压测量、功率测量、自动控制、继电保护用．电容式电压互感器为组合式单柱结构，它由电容分压器和电磁装置两部分组成。电容分压器是由一节或几节电容器串联组成，高压端在电容分压器顶端，中压端和低压端由最下一节电容器底盖上的小瓷套引出到电磁装置内与中压互感器高压端及出线