接地变兼站用变.docx
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接地变兼站用变
附：
该变压器试验参考箱变
第一章绪论
我国电力系统中，的6kV、10kV、35kV电网中一般都采用中性点不接地的运行方式。
电网中主变压器配电电压侧一般为三角形接法，没有可供接地电阻的中性点。
当中性点不接地系统发生单相接地故障时，线电压三角形仍然保持对称，对用户继续工作影响不大，并且电容电流比拟小〔小于10A〕时，一些瞬时性接地故障能够自行消失，这对提高供电可靠性，减少停电事故是非常有效的。
但是随着电力事业日益的壮大和开展，这中简单的方式已不在满足现在的需求，现在城市电网中电缆电路的增多，电容电流越来越大〔超过10A〕，此时接地电弧不能可靠熄灭，就会产生以下后果。
1〕单相接地电弧发生间歇性的熄灭与重燃，会产生弧光接地过电压，其幅值可达4U〔U为正常相电压峰值〕或者更高，持续时间长，会对电气设备的绝缘造成极大的危害，在绝缘薄弱处形成击穿；造成重大损失。
2〕由于持续电弧造成空气的离解，拨坏了周围空气的绝缘，容易发生相间短路；
3〕产生铁磁谐振过电压，容易烧坏电压互感器并引起避雷器的损坏甚至可能使避雷器爆炸。
这些后果将严重威胁电网设备的绝缘，危及电网的平安运行。
为了防止上述事故的发生，为系统提供足够的零序电流和零序电压，使接地保护可靠动作，需人为建立一个中性点，以便在中性点接入接地电阻。
接地变压器〔简称接地变〕就在这样的情况下产生了。
第二章接地兼站用变压器
第一节关于接地变压器
接地变就是人为制造了一个中性点接地电阻，它的接地电阻一般很小〔一般要求小于5欧〕。
另外接地变有电磁特性，对正序负序电流呈高阻抗，绕组中只流过很小的励磁电流。
由于每个铁心柱上两段绕组绕向相反，同心柱上两绕组流过相等的零序电流呈现低阻抗，零序电流在绕组上的压降很小。
也既当系统发生接地故障时，在绕组中将流过正序、负序和零序电流。
该绕组对正序和负序电流呈现高阻抗，而对零序电流来说，由于在同一相的两绕组反极性串联，其感应电动势大小相等，方向相反，正好相互抵消，因此呈低阻抗。
接地变的工作状态，由于很多接地变只提供中性点接地小电阻，而不需带负载。
所以很多接地变就是属于无二次的。
接地变在电网正常运行时，接地变相当于空载状态。
但是，当电网发生故障时，只在短时间内通过故障电流，中性点经小电阻接地电网发生单相接地故障时，高灵敏度的零序保护判断并短时切除故障线路，接地变只在接地故障至故障线路零序保护动作切除故障线路这段时间内起作用，其中性点接地电阻和接地变才会通过电流。
根据上述分析，接地变的运行特点是；长是空载，短时过载。
总之，接地变是人为的制造一个中性点，用来连接接地电阻。
当系统发生接地故障时，对正序负序电流呈高阻抗，对零序电流呈低阻抗性使接地保护可靠动作。
第二节接地兼站用变压器的结构
由前面所述，在三角形接线的配电系统，要造成系统的中性点，必须接入接地变压器。
接地变压器有二种：
Z型接地变压器〔ZN、ZN，yn〕和星形/三角形接线变压器〔YN，d〕。
现在，多用Z型接地变压器，其中性点可接入消弧线圈。
Z型接地变压器，在结构上与普通三相芯式电力变压器相同，只是每相铁芯上的绕组分为上、下相等匝数的两局部，接成曲折形连接。
接线方式不同，又分为ZN，yn1和ZN，yn11两种形式。
Z型接地变压器同一柱上两半局部绕组中的零序电流方向是相反的，因此零序电抗很小，对零序电流不产生扼流效应。
当Z型接地变压器中性点接入消弧线圈时，可使消弧线圈补偿电流自由地流过，因此Z型变压器广为采用作接地变压器。
Z型接地变压器，还可装有低压绕组，接成星形中性点接地〔yn〕等方式，作为所用变压器使用。
Z型接地变压器有油浸式和干式绝缘两种，其中树脂浇注式是干式绝缘的一种。
接地变压器原理图：
〔a〕（b）
图1三相Z型接地变压器接线原理图
接地变压器采用Z型接线〔或者称曲折型接线〕，即每一相线圈分别绕在两个磁柱上，两相绕组产生的零序磁通相互抵消，因而Z型接地变压器的零序阻抗很小〔一般小于10Ω〕，空载损耗低，变压器容量可以利用90%以上。
而普通变压器零序阻抗要大很多，消弧线圈容量一般不应超过变压器容量的20%，由此可见，Z型接线的变压器作为接地变压器是一种比拟好的选择。
一般系统不平衡电压较大时，Z型变压器的三相绕组做成平衡式，就可以满足测量需要。
当系统不平衡电压较小时〔例如全电缆网络〕，Z型变压器的中性点要做出30V～70V的不平衡电压以满足测量需要。
接地变压器除可带消弧线圈外，也可带二次负载，代替站用变。
在带二次负载时，接地变压器的一次容量应为消弧线圈容量与二次负载容量之和。
该次购进的为一台站用兼接地变压器，型号为DKSCB-1200/35-800/0.4。
在电场的设计中，380V母线分Ⅰ、Ⅱ两段，设分段开关，#1、#2站用兼接地变互为暗备用接线，对于成组出现的负荷，如USP电源、直流系统电源、二次交流屏电源等均分别接于Ⅰ、Ⅱ母线上。
根据负荷计算，站用变容量选择为120KVA，由于本工程需预留两台800KVA/380V柴油发电机，该发电机将分别接在两段380V母线上，分别通过#1和#2站用变压至35KV,送至风电场偏航电机用电，因此站用变容量均按800KVA选择。
根据短路容量的大小接地变容量选择为400KVA。
所以该变压器的总容量设为1200KVA。
第三节中性点经低阻抗接地
在以电缆为主体的35KV、10KV电网，由于电缆的对地电容较大，随着线路长度的增加，单相接地电容电流也随之增大，采用消弧线圈补偿的方法很难有效地熄灭接地处的电弧。
同时由于电缆线路发生瞬时性故障的概率很小，如带单相接地故障运行时间过长，很他那个一造成故障扩大而形成相间短路，使设备进一步损坏，甚至引起火灾。
考虑到供电可靠性的要求，故障时暂态电压、暂态电流对设备的影响，对通信线路的影响，继电保护的技术要求以及本地的运行经验等，可采用经低值电阻的接地方式。
采用该方式时，为限制接地相的电流，减少对周围通信线路的干扰，中性点接地电阻的大小以限制接地相电流不超过600～1000A的范围内为宜。
第三章干式变压器的运行与维护
第一节变压器的正常运行操作
1．变压器运行前的检查
1）检查运输时拆卸的附件是否已全部安装就位。
2）检查所有紧固件、连接件、标准件是否松动，并重新紧固一次。
3）检查温控设备以及其他辅助器件能否正常运行。
4）检查变压器的箱体是否可靠接地、铁心装配是否有一点可靠接地。
2．运行前的试验
1）测量绕组在各个分接位置的直流电阻值。
2）检测各个分接位置的电压比与铭牌是否相符。
3）测定绕组的极性和联结组标号。
4）折去铁心接地片，用2500V兆欧表检测铁心的绝缘状况，符合要求后装好接地片，检测铁心接地是否良好〔铁心有且只能一点接地〕。
用2500V兆欧表检测变压器高压对地、低压对地及高压对低压的绝缘状况。
如果所得数据达不到要求，此时变压器需经枯燥处理。
枯燥处理的方法视现场条件而定，最简单的方法可以用热风枯燥或红外线灯烘烤或两者兼用。
此时，加温不可急骤，要缓慢，保持变压器周围的环境温度在60℃～80℃。
枯燥处理一段时间后。
待绝缘至少恢复到表1的规定后，变压器可以投入运行。
不经枯燥处理的变压器〔20kV级及以下〕可以投入运行的绝缘要求见表1
表1
项目
高压对低压及地
低压〔≤3kV〕对地
铁心、穿心螺栓对地
20kV级
10kV级及以下
绝缘电阻〔MΩ〕
≥1000
≥600
≥100
≥20
注：
测试条件温度为15℃～30℃，湿度为≤90%。
5）2.5如要进行工频耐压试验，其试验值为出厂试验值的100%。
变压器必须在温控器与传感插头别离前方可进行耐压试验。
6）2.6如是有载调压变压器，请按有载调压开关说明书，进行必要的检测和调试。
3．试运行经过检查和测试，变压器一切正常后，可以投入试运行。
1）变压器投入运行前，且正确使用温控和温显设备。
2）再一次检查变压器的分接位置是否与铭牌和分接位置标志牌相一致。
3）检查变压器相序与电网相序是否一致。
4）在确定保护装置已经投入的情况下，变压器进行3次全电压空载合闸，进一步使变压器承受操作过电压和激磁涌流〔瞬间峰值可达10倍的变压器额定电流〕的考验。
两次电压冲击之间间隔应大于5分钟。
无异常情况后，可以空载运行24小时。
5）当为有载调压变压器时，应将有载分接开关作一次循环操作，检查变压器输电压是否合符要求，开关操作是否正常〔在空载的情况下〕。
带上负载后，注意观察温度显示是否正常，在三相负载平衡的情况下，三相温度应相差不大。
6）所有这些检测过程都应该做好记录，存档备查。
在枯燥、清洁的环境中、在正常负荷情况下，本产品不用维护。
平时应着重注意以下几个方面：
1）经常观察负荷情况和变压器的温度情况。
2）如发现有过多的灰尘聚集，应在可断电的情况下用枯燥、清洁的压缩空气来去除这些灰尘。
3）本产品停运后，经绝缘检测，无异常情况可直接带负荷投入运行。
4）注意本产品的温控器设定和调节。
5）无激磁调压的变压器，在完全脱离电网〔高、低压侧均断开〕的情况下，用户可根据当时电网电压的上下按分接位置进行三相同时调节。
6）有载调压变压器，当电网电压波动时，可在负载的情况下，通过自动控制器或电动、手动操作来改变线圈匝数，从而稳定输出电压。
7）根据环境温度和初始负载状态，变压器允许短时过载运行。
8）变压器的附件，如温度控制器、开关等的使用，请参阅有关说明书，在附件调试正常后，先将变压器投入运行，再将附件投入运行。
1）温度控制器〔及风机〕的电源应通过开关屏获得，而不要直接接在变压器上。
2）变压器投入运行前，必须对变压器室的接地系统进行认真的检查。
3）变压器外壳的门要关好，以确保用电平安。
4）变压器室要有防小动物进入的措施，以免发生意外事故。
5）工作人员进入变压器室一定要穿绝缘鞋。
注意与带电局部的平安距离，不要触摸变压器。
6）如发现变压器噪声突然增大，应立即注意变压器的负荷情况和电网电压情况，加强观察变压器的温度变化，要及时与有关人员联系获取咨询。
7）变压器隔3～5年应检查一次。
此时也可以做一些预防性试验。
8）变压器的安装、试验、操作和维护必须由有资格的专业人员承当。
第二节变压器停送电操作原那么
1、变压器的停送电必须使用断路器而不能用隔离开关，对空载变压器也如此。
变压器的空载电流较大，且为纯感性电流。
大容量变压器空载电流是其额定电流O．6％～4％，中小容量变压器更大达额定电流的5％～11％。
用隔离开关切断变压器空载电流所产生的电弧，有时可能大大超过隔离开关的自然灭弧能力而拉不开，甚至引起弧光短路。
因此，要尽量用断路器接通或切断变压器回路。
当变压器回路无断路器时，允许用隔离开关拉、合空载电流不越过2A的变压器。
切断20kV及以上的变压器空载电流，必须用带有消弧角和机械传动装置并装在室外的三联隔离开关。
对10kV／320kVA及以下、35kV厂1000kVA及以下的变压器，可用隔离开关分合其空载电流。
2、变压器停送电操作顺序。
变压器送电时，先送电源侧，后送负荷侧，停电时与上述顺序相反。
这是因为，按上述顺序送电时，假设变压器有故障，可由保护装置动作于断路器跳闸，切除故障，便于按送电范围检查故障和对故障的判断及处理。
按上述顺序停电还可防止变压器反充电。
否那么，先停电源侧，加大了电源侧断路器切断电路的负担，同时，遇变压器内部故障，可能造成保护误动或拒动，延长故障切除时间或扩大停电范围。
3、对高压侧装隔离开关，低压侧装低压断路器或负荷开关的配电变压器，合闸时应先合高压侧后合低压侧；分闸时那么相反。
4、对于发变组单元接线的变压器，送电时尽可能安排由零起升压到额定值，再与系统并列。
停电时顺序相反。
5、变压器的投入或停用，均应先合上各侧中性点接地隔离开关。
中性点接地隔离开关合上的目的，一方面可防止单相接地产生过电压和防止产生某些操作过电压，保护变压器绕组不因承受过电压而损坏；另一方面，中性点接地隔离开关合上后，当发生单相接地此时就是单相短路时，有接地故障电流流过变压器，使变压器差动保护和零序电流保护动作，将故障点切除。
故变压器投入或停用前，中性点接地隔离开关必须先合上。
如果变压器为充电状态，中性点接地隔离开关也应在合闸位置。
6、两台变压器并联运行，中性点接地隔离开关的切换原那么。
两台变压器并联运行时，根据系统的需要，一台变压器中性点接地，另一台变压器中性点不接地。
当这两台变压器中性点接地隔离开关需要进行切换操作时，应先将未接地的变压器中性点接地隔离开关合上，再拉开另一台变压器中性点接地的隔离开关，并进行零序电流保护的切换。
大电流接地系统变压器中性点接地隔离开关的切换原那么是保证电网不能失去接地点，即采用先合后拉的操作方法。
7、变压器的保护使用原那么。
送电前，变压器的保护应全部投入（对可能误动或未试验合格的保护应经批准停用），禁止将无保护的变压器送电和运行。
变压器停电后，在不影响备用设备或运行设备的情况下，或现场无继电保护班工作时，保护的连接片可不用断开，需要断开的保护连接片，应在交接班记录簿上详细记录。
8、变压器分接开关的切换。
分接开关用于变压器的调压。
通过切换分接开关，改变变压器分接头位置，到达调压的目的。
分接开关分为有载调压和无载调压两种。
无载分接开关的切换应在变压器停电状态下进行。
有载分接开关在变压器带负荷状态下，可手动或电动改变分接头位置进行调压。
9、投入变压器时，应先合电源侧，后合负荷侧；切除相反。
10、倒换变压器时，必须证实并入的变压器已带负荷，方准停下运行的变压器。
11、变压器并列运行原那么。
变压器并列运行的优点就是为了提高供电可靠性、经济性，减少备用容量和减少初期投资。
并列运行的变压器并列时，必须满足的条件是接线组别相同；变比差值不得超过±0．5％；短路电压值相差不得超过±10％；两台变压器的容量比不宜超过3：
1。
第三节干式变压器的维护
浇注式干式变压器与油浸式变压器、浸清漆型干式变压器相比，维修和检查简单，可靠性高，不易发生故障。
但是，变压器时电力线路的主要设备，一旦发生故障而断电，有关用电设备就会停止工作，造成极大的影响。
因此，为了保证变压器的正常运转，切实地进行日常的维护和检查是十分必要，即使很小的事可事先发现，防止事故。
安装在发电厂和变电所内的变压器，以及无人值班变电所内有远方监测装置的变压器，应经常监视仪表的指示，及时掌握变压器运行情况。
监视仪表的抄表次数由现场规程规定。
当变压器超过额定电流运行时，应作好记录。
对配电变压器，应在最大负载期间测量三相电流，并保持根本平衡。
测量周期由现场规程规定。
（1）变压器的日常巡视检查，可参照以下规定：
1）发电厂和变电所内的变压器，每天至少1次；每周至少进行1次夜间巡视。
2）2500kVA及以下的配电变压器，装于室内的每月至少1次，户外（包括郊区及农村）每季至少1次。
（2）在以下情况下应对变压器进行特殊巡视检查，增加巡视检查次数：
1）新设备或经过检修、改造的变压器在投运72h内。
2）有严重缺陷时。
3）气象突变（如大风、大雾、大雪、冰雹、寒潮等）时。
4）雷雨季节特别是雷雨后。
5）高温季节、顶峰负载期间。
6）变压器急救负载运行时。
（3）维修与检查的事项
a．在带电状态下的维修和检查
检查处于带电状态下的浇注型干式变压器时，绝对不可触及浇注型绕组的环氧树脂外表，因为在运行中的其外表电位与其内部绕组导体上的电位大致相等，触及后有危险。
通常在浇注型绕组环氧树脂外表醒目之处钉有写上“禁止运行中触及〞的警告铭牌，必须严格遵守。
b．停电状态下的维修检查
①停电维修和检查时，应该核实变压器和有关用电设备一切断电源。
②应该采取使开关电器不能重新关合，切断操作电源及联锁的平安措施。
③接触带电部位时，一定要用与这一回路电压相适应的验电器检查，确认带电部位处于无电压状态。
④为了防止电磁感应和静电感应引起的危险，应该在接线端接好接地线后才进行维修和检查工作。
c．其他考前须知
工具使用前和用毕后都要清点件数，以防遗留，并且要防止因工作失误或工具破损等而造成变压器损伤等事故。
〔4〕日常的维修检查
日常的维修检查就是从外观检查浇注型干式变压器的运行状态。
万一发现有异常迹象，要迅速采取适当措施，防止发生事故。
日常检查工程如表2所列。
日常检查中发现有异常部位和异常现象时，如果原因不明，应当和厂家取得联系，在采取适当的措施。
d．定期检查
隔一定周期后停电进行维修检查时为了保证变压器的正常运行，主要检查一些日常检查中查不到的带电部位。
正常状态运行时，尽管浇注局部不容易发生裂纹，仍需定期检查。
表2干式变压器运行中日常检查工程
检查
工程
检查
周期
检查
要点
判断不正常部位和采取的措施
内容
原因
措施
运行
情况
每天一次
抄录电压、电流、频率、功率因数、周围温度
读数不正常
仪表不正常
修理或更换
其他
查明原因采取措施
变压器
温度
每天一次
抄录温度
温升不正常
仪表不正常
修理或更换
过负荷
减少负荷、平衡更相负荷，增加变压器容量
风扇方向反转
改变接线
空气过滤器网眼堵塞
扫清或更换
绕组内部不正常
查明原因，采取措施
其他
查明原因，采取措施
声音、振动
每天一次
有无不正常声音
铁芯励磁声音高
过电压
改变分接头位置
负荷中采用可控硅等元件
---
振动、共振声音
安装不稳固
安装稳固
共振
消除共振条件
铁芯机械振动声音
螺栓、螺帽未拧紧
拧紧螺栓、螺帽、夹紧铁芯
放电声音
接地不完善
完善接地工作
发生电晕
查明原因，采取措施
附属设备声音不正常、振动
风扇不正常
修理或更换轴承
其他
查明原因，
异常气味
每天一次
有无异常气味
温升不正常
过负荷
减少负荷
---
局部过热，线圈内部不正常
查明原因，采取措施
外观检查
每天一次
接线端、调压分接开关有无异常
过热变色
过负荷或电流不正常
减少负荷
紧固局部松动
进一部紧固
接触不良
研磨、再电镀
铁芯、绕组等外观
附着尘埃、玷污
---
去除尘埃
浇注基线龟裂
----
查明原因，采取措施
部件有无破损、脱落
----
----
修理或更换
有无放电痕迹
----
发生或被加上不正常电压
查明原因，采取措施
有无生锈
----
附着雨水或水滴
防止雨水侵入、载涂漆
有无腐蚀
---
有特殊气体存在
防止这种气体侵入
第一次定期检查时在运行刚开始后的2~3个月，以后每年至少一次。
e．刚开始运行后的检查
运行刚开始后，必须特别注意检查以下各点:
①有无异常声音、异常振动。
②有无异常气味
③有无由于局部过热、有害气体等造成变色。
④房屋或柜内的温度是否特别高
⑤通风、换气状态是否正常，风冷式浇注型变压器的风冷装置否正常运转，风扇的旋转方向是否正确。
第四章接地兼站用变的技术参数
该站用变为有载调压开关控制调压
系统概况
1）系统额定电压：
35KV
2）
3）系统中性点接地方式：
电阻接地系统
4）安装地点：
户内，根底新建
技术要求
1）
2）额定容量：
1200KVA
3）额定电压：
35KV
4）
5）调压抽头：
35±
6）阻抗电压：
6%
7）连接方式：
Zn,yn11
8）冷却方式（站用变本体）：
AN
9）绝缘要求：
全绝缘
10）温升限值〔周围环境温度40℃〕：
120℃
11）噪音水平：
在额定运行情况下，距变压器本期水平2m处，离地高度为变压器的1/2处，所测得的噪音水平≤60db。
12）使用条件：
户内，全工况型。
13）结构要求：
带保护外壳，上下压两侧均为下部电缆进线，进线部位预留进线口，配电缆支架，用于固定进线电缆。
其他技术性能技术要求
1）站用变压器及配套的附件整体装配并置于保护壳内。
柜体尺寸：
〔宽*深*高〕2100*1070*2150，上下压两侧均为下部电缆进线，进线部位预留进线口，配电缆支架，用于固定进线电缆。
外壳的防护等级为IP2X〔2防止大于12mm的固体物体侵入，防止人的手指接触到灯具内部之零件〕。
能有效的防止小动物及异物进入柜内。
2）柜体为金属封闭箱式结构，柜架采用冷轧钢板曲弯成型，机械强度高，美观大方。
柜体便面喷涂工艺采用先进工艺要求面漆美观、附着力强、硬度高、耐腐蚀、抗老化、保光保色性好。
3）柜体为户内“全工况型〞。
柜内所有一次电器元件及绝缘子、套管均采用性能油量和运行可靠的全工况元件
4）柜体具有完善的防误机械联锁装置。
5）在柜体正面和反面，设观察窗，能方便的观察柜内相关设备的运行状况。
6）柜体设有完善可靠的接地系统，以保证运行及检修时的平安。
7）柜体设智能湿度控制器，当环境湿度高于设定湿度时，自动启动加热器，降低湿度，当湿度低于设定湿度5%时，停止加热。
8）柜体内设通风装置。
表3技术标准表
序号
名称
提供值
1
额定电压〔KV〕
35±
2
额定容量〔KVA〕
1200
3
1min工频耐压〔KV〕：
高压/低压
75
4
雷电冲击耐受电压〔KV〕：
高压/低压
125
5
损耗〔在额定电压及额定频率下，温度为75℃时〕
空载损耗
1700W
负载损耗
6300W
6
空载电流
＜2.0%
7
阻抗电压
6%
阻抗电压允许偏差
+5%，5%
8
温升限值（周围环境温度40℃）
120
9
局部放电
10PC
10
噪音水平
≤60Db
11
防护等级
IP2X
12
绝缘件爬电比距mm/KV：
瓷绝缘件
不小于18mm/KV
13
有机绝缘件
不小于20mm/KV
14
外形尺寸
2100*1070*2150（mm）
序号
部件名称
产地、厂家
型号及标准
1
35KV站用兼接地变压器
江苏、中电电气
2
中性点接地电阻器
上海、上海吉泰
SNER35-150-135-10
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