电力系统_次设备讲义（PPT68页)

电力系统一次设备讲义学习内容加深对变电站一次设备的了解，能熟练分清变电站的一次设备；了解每种一次设备的结构和具体作用；作为值班人员并能掌握针对不同设备需要进行的一般巡视项目和特殊巡视项目；能够及时有效的排查设备运行中可能存在的故障。主变压器、电压互感器、电流互感器高压断路器、隔离开关电容器、电抗器消弧线圈避雷针、避雷器母线、电缆变电站的主要电气设备当一次线圈加上电压，流过交流电流时，在铁芯中就产生交变磁通（电生磁）。这些磁通中的大部分，既匝链着本线圈，也匝链着中压、低压线圈，故我们称它为主磁通。在主磁通的作用下，三侧的线圈分别会感应起电势E1、E2和E3（磁生电）。由于二次线圈和一次线圈的匝数不同，感应电势E1和E2、E3的大小也不同。这就是变压器能变压的道理。电力变压器1.变压器的工作原理型号的意义:SSZ11-31500/35①额定容量：指变压器在额定电压、额定电流下连续运行时，电能所输送的功率。单位是KVA。对于三相变压器容量表示为：S=UeIe（KVA）式中Ue为线电压,Ie为线电流。单位：（KV、A）②额定电压：指变压器长时间运行时所能承受的工作电压。电压比是指变压器各侧额定电压之间的比值。③额定电流：指变压器在额定容量下，允许长期通过的线电流。2.变压器铭牌数据意义⑦短路损耗：二次短路，一次通以额定电流时变压器所吸收的动率叫短路损耗。⑧变压器的接线组别：变压器每一侧都有三个线圈，可连接成星形或三角形；根据每一相的一、二次线圈不同的极性关系，构成了变压器各侧有不同的接线组合，影响着各侧电压、电流的相位和数值大小的关系。故变压器各侧按线圈间的电压、电流的相位关系的接线，就叫做变压器的接线组别。问题：当低压侧系统电压偏低时，该如何调档？①允许运行电压的标准：变压器的运行电压一般不应高于该运行分接头额定电压的105%。以防止铁芯过饱和出现高次谐波而产生过电压、过热并使铁芯损坏，同时对二次电压质量产生影响。主变过负荷1.2倍以上时（运行中考虑过负荷），禁止操作主变有载调压装置。②允许温度和温升的标准：绝缘材料的耐热能力比金属低，包着线圈的纸质绝缘材料的耐热能力限制了变压器的温升值，国标规定：一般油浸电缆纸或纸板等，按A级绝缘材料考虑，其最高耐热温度为105℃，油浸式变压器线圈温升不得超过65℃，强迫油循环风冷变压器的最高上层油温不得超过85℃。4.变压器的运行标准和规定所谓变压器线圈的最高允许温度为105℃，并不是说，线圈可以长期处在这个温度下运行，如果连续处在105℃这个温度下运行，绝缘会很快的损坏。变压器在运行中能被运行人员直接监视的温度是上层油温，上层油温不超过限值，中、下、内层也不会超过；针对线圈最高允许温度105℃这个数值，考虑线圈对周围油的温差和中低部对上层油的温差为10℃左右，故规定主变上层油温不得超过95℃；为了防止变压器油的过速劣化（老化）这个角度出发，希望上层油温不要经常超过85℃。③变压器负荷运行的有关规定：A.正常周期性负载的运行：变压器在额定使用条件下，全年可按额定电流运行。B.长期急救周期性负载的运行：要求变压器长时间在环境温度较高，或超过额定电流下运行，这种运行方式可能持续几个星期或几个月，将导致变压器老化加速，但不直接危及绝缘的安全，但应尽量减少出现这种运行方式的机会。当变压器有严重缺陷或绝缘有薄弱点、冷却系统有故障时，不宜超额定电流运行。C.短期急救负载的运行：要求变压器大幅度超额定电流运行。这种负载可能导致绕组热点温度达到危险的程度。在这种情况下，应尽量减少时间，一般不超过0.5小时。当变压器有严重缺陷或绝缘有薄弱点，冷却系统有故障时，不宜超额定电流运行。①巡视检查周期A.正常情况下，每天至少一次；每周至少一次夜间巡视。B.下列情况应进行特殊巡视或增加巡视次数：⑴新设备或经过检修、改造的变压器在投运的72小时内；⑵有严重缺陷时；⑶天气突变（大风、大雾、大雪、冰雹、寒流等）时；⑷雷雨后；⑸高温、负荷高峰期间；⑹过负荷期间。5.巡视检查②巡视检查项目a.声音正常；b.温度正常，油枕的油位应与温度对应，无渗、漏油；c.套管的油位正常，无破损、裂纹；无严重油污、无放电声及放电痕迹；d.各冷却器手感温度相近，风扇运转正常；e.吸湿器完好，吸附剂（硅胶不变色）干燥；f.引线接头等无发热现象；g.有载分接开关的分接位置及电源指示应正常；h.各控制箱和二次端子箱关闭、封堵严密，无受潮现象；A.声音异常：系统接地或产生谐振过电压时，将产生粗细不均匀的“尖响噪声”；过负荷时的“嗡嗡”声增大。变压器内部有水“沸腾”声，且温度异常上升，油位升高，则应判断为变压器绕组发生短路故障，或分接开关因接触不良引起严重过热放电打火。B.油温异常升高：若在同样条件下（冷却条件、负荷大小、环境温度），上层油温比平时高出10℃以上时，则可认为时变压器内部故障引起。①电压互感器实际上是一个降压变压器，它的一次线圈匝数很多，二次线圈匝数很少，一次侧并联地接在电力系统中，二次侧可并接仪表、继电保护和自动装置的电压线圈等负载，由于这些负载阻抗很大，通过的电流很小，因此，电压互感器的工作状态相当于变压器的空载运行。电压互感器一次侧作用着一个恒压源，它不受互感器二次负载的影响（因电压互感器二次线圈阻抗很小，吸取系统功率很小）。电压互感器及电流互感器1.电压互感器的原理、结构及铭牌数据意义②电压互感器二次回路不允许短路，因为其正常运行时二次基本上是开路状态，二次绕组匝数少，阻抗较小。若二次短路后，铁芯中的磁势失去平衡，在二次回路中会产生很大的短路电流，造成继电保护和自动装置误动作，甚至烧毁互感器。③电压互感器一次线圈中性点必须接地（工作接地）。二次线圈的中性点必须接地（保护接地）,防止高低压绕组间绝缘击穿时造成设备和人身事故。④铭牌技术参数：型号：JDJJ1-35A.变比及额定电压：35000/√3/100/√3/100/√3/100B.等级与容量：由于电压互感器的误差随它的负荷值改变而改变，所以其容量是和一定的准确度相适应的。一般说的电压互感器的额定容量指的是对应于最高准确度的容量值。负荷功率越大，准确度会降低。问题：为什么电压互感器二次侧不允许短路？①电压互感器在额定容量下允许长期运行,但在任何情况下,不允许超过最大容量运行。②电压互感器在运行中不能短路。如果在运行中,发生短路现象,二次电路的阻抗值大大减少,就会出现很大的短路电流,使二次线圈严重过热而烧毁。因此,在运行中值班人员要注意检查高、低压侧熔断器应良好,如果发现有发热及熔断现象,应及时处理。③在双母线接线中,两个母线上的电压互感器如需二次并列运行时,则应先将一次侧实连,即合上母联开关,然而再合上电压互感器二次并列小开关。否则,若高压侧电压不平衡,低压侧并列后回路内会产生较大的环流,容易引起低压熔断器熔断,致使保护装置失去电压互感器电源。2.电压互感器的运行与操作规定④电压互感器在运行中,发生一次侧高压熔断器熔断时,运行人员应正确判断,汇报领导,停用有关保护及自动装置,然后拉开电压互感器的隔离开关,取下二次侧熔丝(或断开电压互感器二次小开关)。在排除电压互感器本身故障后,更换熔断的高压熔丝,将电压互感器投入运行,正常后投上保护及自动装置。⑤造成电压互感器高压侧熔丝熔断的原因有:A.互感器内部线圈发生匝间、层间或相间短路及一相接地等故障。B.电压互感器一、二次回路故障,可能造成电压互感器过电流。若电压互感器二次侧熔丝容量选择不合理,也有可能造成一次侧熔丝熔断。C.当中性点不接地系统中发生一相接地时,其他两相电压升高倍;或由于间歇性电弧接地,可能产生数倍的过电压。这些过电压都会使互感器铁芯饱和,将使电流急剧增加而造成熔丝熔断。D.系统发生铁磁谐振。在中性点不接地系统中,由于发生单相接地或用户电压互感器数量的增加,使母线或线路的电容与电压互感器的电感构成振荡回路,在一定的条件下,会引起铁磁谐振故障。这时,电压互感器上将产生过电压或过电流。电流的激增,除了造成一次侧熔丝熔断外,还常导致电压互感器的烧毁事故。⑥在电压互感器运行中,发生二次侧熔丝熔断(或电压互感器小开关跳闸),运行人员应正确判断,汇报领导,停用有关保护及自切装置。造成电压互感器二次侧熔丝熔断的原因有:A.二次回路导线受潮、腐蚀及损伤而发生一相接地,便可能发展成二相接地短路。B.电压互感器内部存在着金属性短路,也会造成电压互感器二次电路短路。在二次短路后,其回路阻抗减少,所以通过二次电路的电流增加,导致二次侧熔丝熔断。C.二次熔丝熔断时,运行人员应及时调换二次熔丝。若更换后再次熔断,则不应再更换,应查明原因后再处理。⑦电压互感器的操作电压互感器投入运行时，一般在母线送电前投入运行（本系统有谐振者除外），相应母线停电后，即退出运行。电压互感器送电时，先合一次刀闸，再投入二次保险器或快速小开关，停电时与此相反。母线充电后应检查该母线三相电压指示正确。电压互感器单元接地或本身内部有劈啪声或其它噪声，禁止用隔离开关切除故障电压互感器，应采用断路器切除。①单相接线该接法适用于测量相间电压。如果互感器一次绕组的一端接在线路上，另一端接地，互感器可测量某一相对地电压。详细见下图3.电压互感器的接线②V-V接线两个电压互感器分别接于线电压上，一次绕组不能接地，二次绕组为保护接地，这种接地方式适用于中性点非直接接地或经消弧线圈接地系统。A.只用两个单相电压互感器可以得到对称的三个线电压；B.不能测量相电压；C.一次绕组接入系统线电压，二次绕组电压为100V。当继电保护装置和测量表计只需用线电压时，可采用这种接线方式。详细见下图③Yo-Yo接线由三个单相互感器的一、二次侧均接成Yo型，可供给要求线电压的仪表和继电器以及要求相电压的绝缘监视电压表。由于小电流接地系统在一次电路发生单相接地时，另两个完好的相电压要升高到线电压，所以绝缘监视电压表要按线电压选择，否则在发生单相接地时，电压表可能被烧毁。详细见下图问题：电压互感器的二次侧绕组接地的作用？型号：LVQB-110W2①电流互感器工作原理：电流互感器是在闭合铁芯上绕上几个绕组所组成的,如图所示。一次绕组匝数(N1)较少,串接在需要测量电流的回路中,一次绕组流过的电流(I1)就是被测回路的电流，它随着负荷大小而变化，电流的变化范围很大。二次绕组的匝数(N2)较多,串接在测量仪表或继电保护回路里。因测量仪表、继电保护回路的阻抗很小,所以电流互感器二次绕组回路在正常工作时接近于短路状态。一次电流流经一次绕组产生磁势（I1N1）,总是被二次绕组感应产生的磁势（I2N2）所平衡。故有：I1N1=I2N2此磁势平衡关系式表明,电流互感器的一、二次电流与它们的匝数成反比。4.电流互感器的结构及铭牌数据意义①电流互感器工作时二次绕组不能开路。电流互感器正常工作时,二次绕组所串接的负载(电流线圈)阻抗很小,接近于工作在短路状态下,所以在二次绕组中产生的电势也不大。这表明电流互感器正常工作时铁芯内的主磁通量是很小的。当电流互感器二次绕组开路时,相当于负载阻抗变为无限大,二次电流及二次去磁的磁势均为零,而一次电流的大小又不随二次开路而变小,则很大的一次磁势将在铁芯内产生很大的主磁通量,使二次绕组中产生很高的电势,可有几千伏。二次回路出现高电压将威胁人身安全,造成仪表、保护装置、电流互感器二次绕组等绝缘的损坏。5.电流互感器的工作原理特点②电流互感器的一次电流变化范围很大。因为一次绕组串接在被测回路中,所以一次电流可在零至额定电流之间大范围内变动。在短路情况下,电流互感器还需变换比额定电流大数倍甚至数十倍的短路电流。一次电流在很大范围内变化时,互感器仍要保持测量所需的准确度。③电流互感器的结构应满足热稳定和电动稳定的要求。由于电流互感器是串联在一次系统的电路中,当电网发生短路时,短路电流要通过相应电流互感器的一次绕组,因此,电流互感器的结构应能满足热稳定和电动稳定的要求。问题：为什么电流互感器二次侧不允许开路？①额定电压：电流互感器一般只标额定电压,即一次绕组所接线路的线电压,与电压