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XX供电公司新员工培训资料配电设备技能训练2011年9月19日配电设备•一、配电变压器•变压器是一种通过改变交流电压而传输电能的静止感应电器。它有一个共用的铁芯和与其交链的几个绕组，且它们之间的空间位置不变。当某一个绕组从电源接受交流电能时，通过电磁感应作用改变电压(电流)，在其余绕组上以同一频率、不同电压传输出交流电能。•电力变压器分为油浸式和干式两大类。目前，升压变压器、降压变压器、联络变压器和配电变压器均采用油浸式变压器。部分装在室内的配电变压器采用干式变压器。•电力变压器可以按绕组耦合方式、相数、冷却方式、绕组数、绕组导线材质和调压方式分类。但是，这种分类还不足以表达变压器的全部特征，所以在变压器型号中除要把分类特征表达出来外，还需标记其额定容量和高压绕组额定电压等级。图1是电力变压器产品型号的表示方法。•一些新型的特殊结构的配电变压器，如非晶态合金铁芯、卷绕式铁芯和密封式桶皮变压器，在型号中分别加以HR和M表示。配电设备图1电力变压器产品型号表示法例如：SFZ—10000/110表示三相自然循环风冷有载调压，额定容量为10000kVA，高压绕组额定电压110kV电力变压器。配电设备•S9—160/10表示三相油浸自冷式，额定容量160kVA，高压侧绕组额定电压为10kV电力变压器。•SC8—315/10表示三相干式浇注绝缘，额定容量315kVA，高压侧绕组额定电压为10kV电力变压器。•S11—M(R)—100/10表示三相油浸自冷式，卷绕式铁芯(圆截面)，密封式，额定容量100kVA，高压侧绕组额定电压为10kV电力变压器。•SH11—M—50/10表示三相油浸自冷式，非晶态合金铁芯，密封式，额定容量50kVA，高压侧绕组额定电压为10kV电力变压器。•1.2电力变压器技术性能参数•变压器的技术参数一般都标在铭牌上。按照国家标准，铭牌上除标出变压器名称、型号、产品代号、标准代号、制造厂名(包括国名)、出厂序号、制造年月以外，还需标出变压器的技术参数数据。需要标出的技术数据如下：配电设备•①一般情况下需标注项目：•相数(单相、三相)•额定容量(kVA或MVA)•额定频率(Hz)•各绕组额定电压(V或kV)•各绕组额定电流(A)•联结组标号，绕组联结示意图•额定电流下的阻抗电压•冷却方式•使用条件•总重量(kg或t)•绝缘油重量(kg或t)•②某些情况下还需标注的项目：•绝缘的温度等级•温升•联结图•绝缘水平•空载电流•空载损耗和负载损耗(W或kW)配电设备•(1)相数和额定频率：•变压器分单相和三相两种。一般均制成三相变压器以满足变配电设备的要求，小型配电变压器有制成单相的，特大型变压器由于运输条件限制，做成单相后组成三相变压器组。•变压器额定频率是所设计的运行频率，我国为50Hz。•(2)额定电压、额定电压组合和额定电压比•①额定电压：•变压器的主要作用就是改变电压，因此额定电压是重要参数之一。变压器的额定电压与连接的线路电压应相符，我国线路电压等级为：0.22、0.38、3、6、10、(20)、35、63、110、220、330、500kV。•线路电压等级是线路终端的电压值，因此连接线路终端变压器一次侧的额定电压与上列数值相同。线路始端(电源端)电压考虑了线路的压降，将高于上列等级电压。35kV以下电压等级的始端电压比电压等级要高5%，35kV及以上的要高10%，因此变压器的额定电压也相应提高。线路始端电压值为：0.23、0.4、3.15、6.3、10.5、(21)、38.5、69、121、242、363、550kV。配电设备•变压器产品系列是以变压器高压侧电压等级而分的，现行电力变压器的系列分为：10kV及以下、20kV、35kV、63kV、110kV和220kV系列等。•额定电压是指线电压，且均以有效值表示。但组成三相组的单相变压器，如绕组为Y形联结，则绕组的额定电压以线电压表示，如。•变压器应能在105%的额定电压下输出额定电流，因在5%过电压下引起空载损耗增加，而使温升的增长可略去不计。对于特殊的使用条件下(如变压器的有功功率可反向流通)可在不超过110%的额定电压下运行。此时变压器铁芯的磁通密度选取值要偏低，以防止过励磁。•②额定电压组合：•变压器的额定电压就是各绕组的额定电压，是指施加的或空载时产生的电压。空载时，某一绕组施加额定电压，则变压器其他绕组同时产生额定电压。绕组之间额定电压组合是有规定的。•③额定电压比：•额定电压比是指高压绕组与低压绕组的额定电压之比，用K表示，所以额定电压比K均大于1。•(3)额定容量：•变压器的主要作用是传输电能，因此额定容量是它的主要参数。它是视在功率的标定值，表示传输电能能力的大小。配电设备•变压器额定容量大小与电压等级也是密切相关的，电压低、容量大时电流大，损耗增大；电压高、容量小时绝缘比例过大，变压器尺寸相对增大。因此，变压器额定容量与电压等级要有合理的匹配。•(4)额定电流：•变压器的额定电流是额定容量除以额定电压及相应的相系数(单相为1，三相为)而算得出(入)线端的电流。额定电流是指线电流。•单相变压器额定电流为：•Ie=Se/Ue•Ie——分别为一、二次额定电流•Se——额定容量•Ue——分别为一、二次额定电压•三相变压器额定电流为：•三相变压器绕组为Y联结时，线电流=绕组电流；D联结时，线电流绕组电流。配电设备•(5)变压器绕组联结标号：•①绕组联结组：•变压器同一侧绕组是按照一定形式联结的。•单相变压器除绕组的内部联结外，没有绕组之间的联结，其联结符号用I表示，见表3。•三相变压器或由单相变压器组成的三相变压器组，则可以联结为星形、三角形和曲折形等。星形联结是各相绕组的一端结成一个公共点(中性点)，其他端子分别联结到相应的线端上，三角形联结是三个相线圈互相串联形成闭合回路，由串联处联结到相应的线端；曲折形联结的相绕组结成星形，但相绕组是由感应电压相位不同的两部分组成(不在同一铁芯心柱上)，均见表3中联结图。•星形、三角形、曲折形联结，对于高压绕组分别用Y、D、Z表示；对于低压绕组和中压绕组分别用y、d、z表示。有中性点引出时则分别用YN、ZN和yn、zn表示。配电设备•②绕组联结组标号：•变压器绕组联结后，不同侧间电压向量有角度差的相位移。以往采用线电压向量间的角度差表示相位移，新标准中是用一对绕组各相应端子与中性点(三角形联结为虚设的)间的电压向量角度差表示相位移。•这种绕组间的相位移用时钟序数表示(图1.2)。用分针表示高压线端与中性点间的电压相量，且指向定点0点；用时针表示低压线端与中性点间的电压相量，则时针所指的小时数就是绕组的联结组别。即联结组标号＝联结组+组别。图2相位差时钟序数表示法上线支持阶段系统实施阶段系统融合阶段模构建阶段配电设备•单相双绕组变压器不同侧绕组的电压向量位移为0°或180°。但由于通常绕组的绕向相同、端子标志一致，所以电压向量极性相同，联结组仅为0。因此双绕组单相变压器实用的联结组标号为：I，I0。•三相双绕组变压器一、二次电压相位角移为30°的倍数，所以有0、1、2……11共12种组别。也由于通常绕组的绕向相同，端子和相别标志一致，联结组别仅应用0和11两种。•根据国标GB1094.1～5《电力变压器》的规定，变压器绕组为星形联结时，标号为Y(高压绕组)或y(低压绕组)，中性点引出时，标号为YN或yn；绕组为三角形联结时，标号为D(高压绕组)或d(低压绕组)；绕组为曲折形联结并有中性点引出时，标号为ZN或zn。我国的三相双绕组变压器标准实用的联结组标号为：YynO、Yzn11、Yd11和Dyn11。配电设备•(6)调压范围(分接范围)：•为了调整所需要的电压，变压器的绕组应具有分接抽头以改变电压比。在分接抽头中：主分接是与额定电压、额定电流和额定容量相对应的分接；分接级(调压级)是相邻分接间以百分数表示的分接因数之差。•分接范围(调压范围)是以最大、最小两个以百分数表示的分接因数与100相比的范围，如在[(100+a)～(100-b)]内，则分接范围为+a%、-b%。如果a=b，则分接范围为±a%。•一般情况下，在高压绕组上抽出适当的分接头，因为高压绕组或其单独的调压绕组常套在最外面，引出分接头方便，其次高压侧电流小，引出的分接引线和分接开关的载流部分截面小，分接开关接触部分容易解决。因此，升压变压器在二次侧调压，磁通不变，为恒磁通调压；降压变压器在一次侧调压，磁通改变为变磁通调压。•变压器调压方式通常分为无励磁调压和有载调压两种方式；在二次侧不带负载，一次侧与电源断开时的调压为无励磁调压，在二次侧带负载下调压是有载调压。•一般10kV及以下变压器均采用无励磁调压，调压范用为±5%。或±2×2.5%。变电所的主变压器或负载有特殊需要时，可采用有载调压方式。有载调压的分接开关结构复杂，价格高昂。配电设备•二、高压隔离开关•(1)概述：•隔离开关是一种没有灭弧装置的开关设备，主要用来断开无负荷电流的电路，隔离电源，在分闸状态时有明显的断开点，以保证其他电气设备的安全检修。在合闸状态时能可靠地通过正常负荷电流及短路故障电流。因它没有专门的灭弧装置，不能切断负荷电流及短路电流。因此，隔离开关只能在电路已被断路器断开的情况下才能进行操作，严禁带负荷操作，以免造成严重的设备和人身事故。只有电压互感器、避雷器、励磁电流不超过2A的空载变压器，电流不超过5A的空载线路，才能用隔离开关进行直接操作。•高压隔离开关一般可分为户外式和户内式两种。•户外式高压隔离开关运行中，经常受到风雨、冰雪、灰尘的影响，工作环境较差。因此，对户外式隔离开关的要求较高，应具有防冰能力和较高的机械强度。在不同电压等级的系统中，均需使用隔离开关，所以隔离开关也有相应的电压等级。35kV及以上电压等级采用的隔离开关，一般均为三相联动型，操作方式可分为手动操作、电动操作、压缩空气操作和液压操作。隔离开关还可以用来作接地开关用。配电设备•10kV户外式隔离开关分为手动三相联动型和单相直接操作型。•户内式隔离开关，一般为三相联动型，手动操作，在成套配电装置内，装于断路器的母线侧和负荷侧或作为接地开关用。•(2)隔离开关的应用：•①当隔离开关与断路器、接地开关配合使用时，或隔离开关本身具有接地功能时，应有机械联锁或电气联锁来保证正确的操作程序；•②合闸时，在确认断路器等开关设备处于分闸位置上，才能合上隔离开关，合闸动作快结束时，用力不宜太大，避免发生冲击；•若单极隔离开关，合闸时应先合两边相，后合中间相；分闸时应先拉中间相，后拉两边相，操作时必须使用绝缘棒来操作；•③分闸时，在确认断路器等开关设备处于分闸位置，应缓慢操作，待主刀开关离开静触点时迅速拉开。操作完毕后，应保证隔离开关处于断开位置，并保持操作机构锁牢；•④用隔离开关来切断变压器空载电流、架空线路和电缆的充电电流、环路电流和小负荷电流时，应迅速进行分闸操作，以达到快速有效的灭弧；•⑤送电时，应先合电源侧的隔离开关，后合负荷侧的隔离开关；断电时，顺序相反；•⑥隔离开关允许直接操作的项目：配电设备•1)开、合电压互感器和避雷器回路；•2)电压为35kV、长度为10km以内的无负荷运行的架空线路；•3)电压为10kV，长度为5km以内的无负荷运行的电缆线路；•4)电压为10kV以下，无负荷运行的变压器，其容量不超过320kVA；•5)电压为35kV以下，无负荷运行的变压器，其容量不超过1000kVA；•6)开、合母线和直接接在母线上的设备的电容电流；•7)开、合变压器中性点的接地线，当中性点上接有消弧线圈时，只能在系统未发生短路故障时才允许操作；•8)与断路器并联的旁路隔离开关，断路器处于合闸位置时，才能操作；•9)开、合励磁电流不超过2A空载变压器和电容电流不超过5A的无负荷线路，对电压为20kV及以上时，必须使用三相联动隔离开关；•10)用室外三相联动隔离开关，开、合电压为10kV及以下，电流为15A以下的负荷电流；和不超过70A的环路均衡电流；•11)严禁使用室内型三相联动隔离开关拉、合系统