高压电工培训讲义Word文档格式.docx
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另一方面可平衡油箱内外大气压。
瓦斯继电器---油箱内部故障时保护变压器。
三、变压器的型号及技术参数
1.型号
SFLZ---500/35S9—50/10SCB---100/10
│-------------额定容量（kVA）
████------█/█---------最高电压（kV）
││││----调压方式（□—无载调压，Z---有载调压）
│││-----------导线材料（□—铜，B---簿铜片叠成，L---铝）
││-----------------冷却方式（□—油浸自冷，F油浸风冷；
C—干式）
│---------------------------------相数（S—三相，D---单相）
2.技术数据（额定值）
额定容量SN------视在功率，单位kVA
多绕组变压器是指最大的绕组额定容量。
额定电压U1N/U2N----线电压，单位kV
额定电流I1N/I2N---线电流，单位A
单相:
IN=SN/UN三相：
IN=SN/√3UN
计算题:
一台三相变压器，额定SN=100kVA,
额定电压U1N/U2N=10/0.4-kV，求额定电流?
解：
I1N=SN/√3U1N=100/1.73×
10=5.78A
I2N=SN/√3U2N=100/1.73×
0.4=144.5A
额定频率fN：
工频50赫
（每秒钟变化50次,变化一次时间0.02秒）
额定空载电流I0%:
衡量建立磁场磁化能力。
额空载损耗P0：
等于铁损（不变损耗）。
额定短路损耗Pk：
额定电流下的铜损
（铜损是可变损耗）。
额定短路电压（阻抗电压）
UZ%=UZ/UN*100%等于短路阻抗大小。
电压调整率、调压范围、效率、
温升和冷却方式
3.接线及接线组别
（1）接线
星形Y:
三相线卷尾端相连成一点称中点，始端引出ABC三根相线。
有三相三线制适用动力电源,三相四线制YN（中点引出线称中线）用于动力及单相负载的电源共用。
注意：
由于三相负载严重不均衡出现中点位移
a中线要求一不准装熔断器二导线截面不得小于相线截面的2/3
b由于出现中点位移现象造成三相相电压严重不对称，甚至致使某一相相电压严重超过,损坏电气设备。
三角形d或∆：
首先三相线卷始未端相连成闭合回路，然后从三个始端引出三个相线。
（2）.接线组别（标号）：
接线组别---表示三相变压器原、副线卷对应电压间的相位关系。
时钟法---长针作原线卷电压指向12点，短针作为副线卷相应电压所指钟点作为接线组别号。
影响接线组别因素:
一是接线方式二是线卷极性（见图）
三是线卷端头标记（见图）。
例：
Y/YN-----12D/Y--11
│││---接线组别12（原付线卷对应电压同相）
││--------付线卷接线方式YN
│---------------原线卷接线方式Y
第二节变压器的运行
一、变压器的运行方式
0.变压器投入与退出
投入-----先合高压侧开关，后合低压侧开关，再合各路负载开关。
（主要减少合闸时励磁冲击涌流）
退出-----与上程序相反
1、允许温度与温升:
变压器运行时温升与周围环境温度无关，与变压器损耗和散热能力等有关，绕组温度最高，铁芯次之，油的温度最低。
对于A级绝缘变压器其最高允许温度为105度，规定上层油温不超过85度。
（最高95度）（温升=实际油温—环境温度）例：
55=50-（-5）上层油温升不超过55度、绕组温升不超过65度。
2、变压器的过载能力
过负荷----正常过负荷不超过20--30%（要在变压器一是无缺陷二是上层油温不超过85度前提下。
）
事故过负荷---按厂家规定
允许短路—一般允许短路电流为额定电流的25倍。
3、允许电压波动:
允许不超过额定电压5%
二、.变压器并联运行条件
1.并联运行目的：
提高可靠性，经济性，减少投资。
2.并联运行条件
接线组别完全相同。
一、二次额定电压相同即变比相同，允许误差±
0.5%
额定短路电压相同，允许误差±
10%
三、变压器油及运行
1.变压器油作用:
变压器油既有绝缘又有冷却作用。
2.变压器油运行:
（1）试验：
每年取样试验，项目为耐压，介质损耗和简化试验。
（2）运行管理：
经常检查变压器的密封性，储油柜，呼吸器的工作性能，油色，油量是否正常，定期或不定期取油样作油的气相色谱分析，对运行中已变质油及时处理，补油时注意牌号及气体继电器。
四、.变压器的运行
1.巡视检查—正常，负荷变化，故障后
声音---正常是铁片振动嗡嗡声
油----油位：
油枕上油位计上下红线内
油色：
正常是微黄透明的
油温：
上层油温不超过85度,最高不超过95度。
温升=实际油温—环境温度,例：
取油样作油的气相色谱分析（在线监测）
外表---接头（温度示温蜡片红80度绿70度黄60度）
套管（破裂、污垢等）渗漏油
电气量---电压（5%）、电流（每相大小、三相不平衡度小于10%）、功率
2.变压器的经济运行
一是变压器不能空载运行（空运有铁损）
二是最佳效率在铁损等于铜损时，即带2/3额定负载时。
2.异常及常见故障:
声音异常，绝缘套管闪络和爆炸
变压器在故障跳闸后查明原因及消除情况下,请示后再试送。
变压器在故障跳闸后未查明原因及消除情况下严禁试送。
五、变压器油色谱在线监测系统简介
笫三节其他变压器：
干式变压器（环氧树脂绝缘、气体绝缘、H级绝缘），非晶态合金铁芯变压器H，低损耗油浸变压器S9,S11，卷铁变压器R。
第四节互感器
一、互感器的作用—将高电压、大电流变换为低电压（100V）、小电流（5A）。
1.将二次设备与高压电网隔离，保证人身与设备的安全。
2.有利于二次设备的标准化生产。
3.与继保、仪表配合对一次系统进行保护、测量。
二、电压互感器（又叫PT）文字YH,TV
1.工作原理：
相当一台空载运行的变压器。
2.型号
████------█-----工作电压（kV）
││││---结构特点（W—三相五柱铁心，J---带有第三线卷）
│││----------绝缘特点（J—油浸，Z,G---浇注，干式）
││-----------------相数（S—三相，D---单相）
│--------------------------------互感器名称（J—电压互感器）
JSJW--10JDZJ---10
三相五柱铁心---空柱给另序磁通造成一条小磁阻通路使PT长期运行也不发热。
3.技术数据a.变压比K=U1相/U2相
b.误差与准确度∆U%=KU2N—U1N/U1N准确度有0.2,0.5,1,3
c.容量：
指二次绕组允许接入负载的功率（VA表示）,分额定与最大容量。
4.接线原则：
PT一次线卷与被测线路并联，二次线卷与二次设备电压线卷并联。
注意线卷接线极性正确
变电所实际接线：
两个单相组成（V/V）（见图）。
QSFU1TVQS1FU2
a
b
c
一个三相及由三个单相组成（YN/Yn/[开口∆]V-12）（见图）
①②③
K
L123
N
单相绝缘监察电压表：
1—A相,2—B相,3—C相
一次高压线卷YN通过主刀闸QS及高压熔丝FU1并在母线上
二次低压工作线卷Y通过QS1主刀闸辅点（防止反送电安全保障）及低压熔丝FU2联至三相电压小母线YM上，另一二次低压辅助线卷接成开口三角形，正常时开口两端电压为三相电压和是另，当不对称运行时出现另序电压,推动YJJ继电器动作发出“母线接地”预告信号。
二次低压线卷必要一点接地防止穿越性故障。
5.电压互感器的运行
接线：
一、二次绕组接线极性正确,装设熔断器防止短路，二次绕组、铁心和外壳都必须可靠接地，二次绕组的电压降一般不超过额定电压的0.5%，接0.5级电能表不超过0.25%
巡视检查异常运行更换停用（注意失压保护误动，取下低压熔断器以防反送电）
三、电压互感器高、低压熔丝熔断或二次回路断线。
1.电压互感器高压熔丝熔断
（1）现象信号盘上三个单相绝缘监察电压表熔断相指示下降，未熔断相指示正常相电压。
（2）原因PT本身故障，二次回路故障低压熔丝未熔断，铁磁谐振（XL=XC）
（3）处理PT断开主刀闸穿绝缘鞋、戴绝缘手套取下熔断熔丝更换。
2.电压互感器低压熔丝熔断或二次回路断线
（1）现象a.信号盘上三个单相绝缘监察电压表熔断相指示为另，未熔断相指示正常相电压。
b.起动低电压继电器发出“电压互感器二次回路断线”予告信号。
（2）原因二次回路故障
四、变压器中性点不接地（小电流）系统单相接地故障
一）、小电流系统单相接地特点：
（金属性全接地）
接地相相电压为另
非接地相相相电压上升√3倍
出现中点电压大小等于相电压
三个线电压仍然对称
二）.单相接地障变电所内现象
a.信号盘上三个单相绝缘监察电压表未接地相指示上升√3倍，接地相指示另。
b.PT开口线卷出现另序电压起动YJJ（接地电压继电器），发出“母线接地”予告信号。
三）.处理步骤
a检查有关设备（注意跨步电压触电，穿绝缘鞋，离接地点室内4米以外、室外8米以外，误人危险区即单脚跳离。
）,发现明显故障处理。
b.若未发现明显故障，采用试拉各线（原则：
拉后即送，按拉路顺序，拉前通知用户。
），到“母线接地”信号消失者即为故障线。
c.送上故障线允许继续运行两小时（三个线电压对称），继续寻找故障。
d.超过两小时仍未找到故障必须停电检修。
五、电流互感器（又称CT）文字LH,TA
相当于一台短路运行的变压器，一次电流不随二次负载变化而变化。
2.型号：
████-------█------工作电压（kV）
││││---使用特点（B-保护用，J-加大容量,D-差动保护用）
│││-------绝缘特点（W—户外油浸，Z,J---浇注，干式）
││----结构特点（Q—线卷式，F,D---贯穿式，C—手车式
│R—装入式，A—穿墙式）
│------------------------互感器名称（L----电流互感器）
例如：
LQJ—10LCW---35LR---35LFJ--10
3.技术数据a.变流比K=I1/I2
b.误差与准确度
误差∆I%=KI2N—I1N/I1N准确度有0.2,0.5,1,3,10,D（根据误差）
c.容量:
通常用额定二次负载阻抗来表示。
0.2-0.4Ω
电流效应有：
发热（热效应）和电动力（动效应）与电流大小成正比。
d.热稳定及动稳定电流
4.接线
原则：
CT一次线卷与被测线路串联，二次线卷与二次设备电流线卷串联。
三相完全星形接线（见图）
L1L2L3
TA
I1I2I3
二相不完全星形接线（见图）
①③②
I1+I3
I1I3
电流表:
1—A相,2—B相,3—C相
IB
IC
IA-IB=IA+IC
5.电流互感器的运行
一、二次绕组接线极性正确,，二次绕组、铁心和外壳都必须可靠接地防止穿越性故障，二次负载阻抗不能大于电流互感器额定负载阻抗。
运行前检查巡视检查更换
六、电压互感器二次不准短路，电流互感器二次不准开路。
1.电流互感器二次开路
（1）.危害性----一次大电流全部用来激磁，磁通剧增，在二次产生危及人身及设备安全的高电压。
（2）.现象CT发出怪叫声,有关表计剧烈摆动，开路点出现跳火。
（3）.处理远离CT开路点穿绝缘鞋、
戴绝缘手套、拿绝缘工具
（如木柄螺丝刀）拧紧或三相短接。
靠近CT或CT本身开路必须停电处理。
2.电压互感器二次短路
大短路电流将使PT熔丝熔断,发热至烧毁。
第五章过电压保护
第一节过电压概述
一、过电压（危及绝缘的电压升高）及危害
二、过电压分类
内过电压：
工频、谐振、操作过电压。
外过电压：
直接雷，雷电反击,感应雷，
雷电波侵入过电压。
二、雷电过电压：
雷云形成:
带电荷的云所引起的放电现象。
雷云对地放电过程（三个阶段）
1.先导放电：
分级发展，速度小，电流小
2.主放电：
正负电荷中和，电流大，速度快
3.余辉放电：
电流小
雷电流是冲击波极大多数是负极性
直接雷击、雷电反击、感应雷过电压及雷电波侵入。
四、内过电压：
工频（线路空载、单相接地系统不对称故障引起）、谐振（感抗等于容抗）、操作过电压（切、合空载长线路、变压器，电容器，开断感应电动机、弧光接地）。
第二节直击雷过电压的防护
1.避雷装置---避雷针（保护变电所电气设备免受直接雷击、雷电反击、感应雷过电压）
避雷线（保护输电线路免受雷击过电压）
2.避雷针（有独立与构架避雷针两类）
i.构造（见图）由接闪器，引下线，接地体（R<
10Ω）构成。
ii保护范围rx
单支避雷针保护范围:
rx—保护半径
h—针高
hx—被保护物高
高度系数P
两支等高避雷针保护范围
▪h－避雷针的高度，m；
▪h0－最低点的高度，m；
▪bx－保护范围最小宽度m
h0－最低点的高度，m；
D-两针间距离，m;
D/h不大于5
bx－保护范围最小宽度mh－避雷针的高度，m；
多支避雷针保护范围：
书），也可查表rx<
1.5h（针高）
i.防雷保护图举例（见图）
为了防止雷电反击：
空中最小距离大于5m
Sk≥0.3Rch+0.1hA
Rch-冲击电阻
hA-针空中反击高度
地下最小距离大于3m
Sd≥0.3Rch
避雷线保护范围:
单根避雷线保护范围
两根避雷线保护范围
第三节雷电侵入波防护
1.雷电侵入波----雷电流以行波形式通过输电线路传递进人变电所。
2.防雷装置---火花间隙、管形避雷器
、阀型及磁吹阀型、氧化锌避雷器
3.配电所进线及母线防雷接线（见书图5-6）FZ---母线避雷器（通过闸刀并联在母线上与主变电气距离见P176表5-1）FS---线路避雷器作进线保护（并联在架空线路出线端，电缆头端，带电抗器的电缆两端）
35-110kV架空线未沿全线架设避雷线则变电所应1-2km进线段架设避雷线，保护角不超过20最大30度。
连接进线电缆段1km
架空线架设避雷线。
正常处于分闸的线路开关及分段开关两侧装设避雷器或防雷间隙。
TFS架空线
电缆
FZ
FS
4.变压器中性点防雷保护：
大电流系统中中性点不接地变压器中性点装设避雷器。
小电流系统一般不装设。
但多雷区单进线或装设消弧线卷的变压器应装设。
5.配电变压器防雷保护：
10kV配电变压器高压跌开式熔断器是一种
最简单过流保护，拉跌落式熔断器时，应先
垃中间相、再拉下风相、最后拉上风相。
合
时则相反。
配电变压器高压侧一般都用避雷器作防雷保护装置。
安装在熔断器与变压器之间，接地线与变压器低压侧中性点及金属外壳连在一起。
35kV配电变压器两侧应装避雷器
第四节过电压保护设备
一、保护
间隙
灭弧能力差
伏秒特性陡
产生截波
受大气影响
但结构简单、
价格低廉
二、普通阀型避雷器
间隙：
具有平坦的伏秒特性，
放电电压分散性小，能与变压器绝缘冲击放电特性很好配合阀片：
具有良好的非线性特性，
其电阻值与流过的电流大小成反比。
阀型避雷器
a.构造:
火花间隙及非线性电阻组成。
原理：
强大雷电流击穿火花间隙通过呈低阻非线性电阻（残压小于设备耐压）顺利泄入大地。
工频续流时非线性电阻呈高阻火花间隙能顺利断弧断流。
只适用于外过电压防护。
FS-配电用避雷器
FZ-站用避雷器（间隙并联分路电阻）,
并联电阻的作用
改善电压分布
三、磁吹避雷器
四、磁吹避雷器
电弧旋转式,拉长式
（FCD,FCZ）
磁吹避雷器也是由
间隙与阀片组成，
但间隙形状不同，
而增加磁吹部分
使电孤在磁场作
用下被拉长，更
好地去游离，使
电弧易熄灭。
适
用于旋转电机的
防雷及内过压保护。
五、金属氧化物避雷器（MOA）
1.氧化锌阀片的特点
雷电或内过压时，电压超过启动值后，阀片呈低阻,泄放电流（残压较低小于设备耐压）。
工频电压时阀片恢复高阻呈绝缘状态（不超过1mA的对地泄漏电流）保证系统正常运行，可不设置火花间隙。
2.氧化锌避雷器的优点：
无间隙无续流
保护特性优越
电气设备所受过电压可降低
通流容量大
体积小、重量轻、结构简单、
运行维护方便、寿命长
适用范围：
用于SF6全封闭组合电器
可限制内部过电压
可用于直流系统
2.氧化锌避雷器的电气参数
（0）参数系统标称电压
（1）额定电压：
施加到避雷器端子间的最大允许工频电压有效值。
高于系统额定电压。
（2）持续运行电压：
允许持久地施加在避雷器端子间的工频电压有效值,略高于系统最高相电压。
（3）标称放电电流：
用来划分避雷器等级的、具有8/20μs波形的雷电冲击电流峰值
（4）工频耐受电压时间特性：
在规定条件下，对避雷器施加不同的工频电压，避雷器不损坏、不发生热崩溃时所对应的最大持续时间的关系曲线
（5）残压：
放电电流通过避雷器时其端子间的最大电压峰值
（6）持续电流：
施加持续运行电压时流过避雷器的电流,由阻性和容性分量组成
（7）参考电流
工频参考电流：
确定工频参考电压的工频电流阻性分量的峰值
直流参考电流：
确定直流参考电压的直流电流平均值
（8）工频参考电压：
通过工频参考电流时测出的工频电压峰值除以√2
六、避雷器的维护：
每年雷雨前预试，接地线完好，经常及雷电后巡视检查,接地电阻:
工作接地的接地电阻一般为0.5～10Ω,保护接地电阻为1～10Ω,
雷击冲击电流作用下的接地电阻
配网装置的Rch一般要求小于10Ω，
输电线路杆塔的Rch要求小于30Ω
冲击系数：
α＝Rch/RR—工频接地电阻
火花效应α<
1电感影响α>
1
与冲击电流密度，接地体形状，土壤电阻率等有关
降低冲击接地电阻措施有降低土壤电阻率，改善接地体几何形状，扩大接地体延伸面积。
变压器及过电压保护部分复习题
一、单项选择题
1.变压器空载运行时有（）损耗。
A.无电能损耗;
B.有铁损;
C.有铜损D.有铁损和铜损;
4.短路时，短路回路特点是（）。
A.电压高B.电流小C.电流很大
2.变电所母线安装避雷器是为了防止（ ）过电压。
A.雷电进行波 B.直击雷 C.操作过电压
3..避雷器必须与（）可靠连接，才能有防雷作用。
接地装置
A.电气设备
B.雷电记录器
C.接地装置
4.变压器电压高的一侧匝数多,电流（）.
A.小B.大C.不确定
5.如果变压器铁芯采用的硅钢片的单片厚度越厚,则（）
A.铁芯中的铜损耗越大
B.铁芯中的涡流损耗越大
C.铁芯中的涡流损耗越小
6.在油浸式变压器中,变压器油正常运行的最高温度为（）
A.40℃B.85℃C.95℃
7.变压器调整电压的方法是从某一侧绕组上设置分接,以增加或切除一部分绕组的匝数,从而实现（）的方法
A.无极调整电压
B.有极调整电压
C.平滑调整电压
8.变压器储油柜的作用是保证油箱内总是充满（）,并减小油面与空气的接触面
A.水B.油C.风
9.变压器的变比等于（）之比
A.一、二次侧电流有效值
B.一、二次侧电压最大值
C.一、二次侧感应电势有效值
10.电流互感器运行时，如果二次侧开路，则会在二次侧产生（）。
A.断开电路B.高电压C.空载电压
11.变压器铭牌上的额定容量是指（）。
A.有功功率B.无功功率C.视在功率
二、判断题（正确的画√;
错误的画×
1.互感器的二次侧必须有一端接地，此为工作接地。
―――（ ）
2.变压器是不允许过负荷运行的。
---（）
3.电压互感器的容量是指其二次绕组允许接入的负载功率（）
4.电流互感器的铁芯应该可靠接地--------（）
5.在双卷变压器的两个绕组中,输出电能的一侧叫做二次侧绕组------------------------------------------------------------------（）
6.电压互感器工作时,其高压绕组与被测电路并
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