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主變壓器有哪些保護(hù)_主變壓器的選擇原則

2019年11月13日 08:55 網(wǎng)絡(luò)整理 作者:網(wǎng)絡(luò)整理 用戶評(píng)論(0

  主變壓器有哪些保護(hù)

  (1)主變壓器差動(dòng)保護(hù):差動(dòng)保護(hù)能反應(yīng)變壓器內(nèi)部各種相間、接地以及匝間短路故障,同時(shí)還能反應(yīng)引出線套管的短路故障。

  (2)氣體保護(hù):氣體保護(hù)能反應(yīng)鐵芯內(nèi)部燒損、繞組內(nèi)部短路及斷線、絕緣逐漸老化、油面下降等故障,但不能反應(yīng)變壓器本體以外的故障。

 ?。?)零序電流保護(hù):零序電流保護(hù)能反應(yīng)變壓器內(nèi)部或外部發(fā)生的接地性短路故障。一般由零序電流、間隙零序電流、零序電壓共同構(gòu)成完整的零序電流保護(hù)。

  (4)過(guò)負(fù)荷保護(hù):過(guò)負(fù)荷保護(hù)反應(yīng)變壓器的過(guò)負(fù)荷狀態(tài)。

 ?。?)相間后各保護(hù):變壓器相間后備保護(hù)與發(fā)電機(jī)相間后各保護(hù)類似。

 ?。?)開(kāi)入量保護(hù):開(kāi)入量保護(hù)包括繞組溫度保護(hù)、油位保護(hù)、通風(fēng)故障保護(hù)、冷卻器故障保護(hù)、壓力釋放等,還包括反應(yīng)相應(yīng)的溫度、油位、通風(fēng)等一些異常。

 ?。?)發(fā)變組縱差保護(hù):發(fā)變組縱差保護(hù)也是利用具有比率和諧波制動(dòng)特性的繼電器來(lái)實(shí)現(xiàn)的,發(fā)電機(jī)-變壓器縱差保護(hù)通常采用三側(cè)電流差動(dòng),輸入電流分別取自發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)電流互感器、廠用變壓器高壓側(cè)電流互感器以及主變壓器高壓側(cè)斷路器處的電流互感器。

  主變壓器的選擇原則

  1、變壓器數(shù)量的確定

 ?。?)、主變壓器臺(tái)數(shù)的確定原則是為了保證供電的可靠性。當(dāng)符合下列條件之一時(shí),宜裝設(shè)兩臺(tái)及以上變壓器。

 ?、儆写罅恳患?jí)負(fù)荷及雖為二級(jí)負(fù)荷但從保安需要設(shè)置時(shí)(如消防等)。

 ?、诩竟?jié)性負(fù)荷變化較大時(shí)。

 ?、奂胸?fù)荷較大時(shí)。

  對(duì)大型樞紐變電所,根據(jù)工程的具體情況可以安裝2~4臺(tái)主變壓器。

  裝設(shè)多臺(tái)變壓器時(shí),宜根據(jù)負(fù)荷特點(diǎn)和變化適當(dāng)分組以便靈活投切相應(yīng)的變壓器組。變壓器應(yīng)按分列方式運(yùn)行。變壓器低壓出線端的中性線和中性點(diǎn)接地線應(yīng)分別敷設(shè)。為測(cè)試方便,在接地回路中,靠近變壓器處做一可拆卸的連接裝置。

 ?。?)一般三級(jí)負(fù)荷或容量不太大的動(dòng)力與照明宜共負(fù)荷只用一臺(tái)變壓器。

  (3)當(dāng)屬下列情況之一時(shí),可設(shè)專用變壓器

 ?、佟?dāng)照明負(fù)荷較大或動(dòng)力和照明采用共用變壓器嚴(yán)重影響照明質(zhì)量及燈泡壽命時(shí),可設(shè)照明專用變壓器。

 ?、?、單臺(tái)單相負(fù)荷較大時(shí),宜設(shè)單相變壓器。

 ?、?、沖擊性負(fù)荷較大,嚴(yán)重影響電能質(zhì)量時(shí),可設(shè)沖擊負(fù)荷專用變壓器。

 ?、?、當(dāng)季節(jié)性負(fù)荷(如空調(diào)設(shè)備等)約占工程總用電負(fù)荷的1/3及以上時(shí),宜配置專用變壓器。

  2、結(jié)構(gòu)型式的確定

 ?。?)建筑要求多層或高層主體建筑內(nèi)變電所,變壓器一般可采用環(huán)氧樹(shù)脂澆注型銅芯繞組干式變壓器并設(shè)有溫度監(jiān)測(cè)及報(bào)警裝置。在多塵或有腐蝕性氣體嚴(yán)重影響變壓器安全運(yùn)行的場(chǎng)所,應(yīng)選用防塵型或防腐型變壓器。特別潮濕的環(huán)境不宜設(shè)置浸漬絕緣干式變壓器。

  設(shè)置在二層以上的三相變壓器,應(yīng)考慮垂直與水平運(yùn)輸對(duì)通道及樓板荷載的影響,如采用干式變壓器,其容量不宜大于630kVA。居住小區(qū)變電所內(nèi)單臺(tái)變壓器容量不宜大于630kVA。

  (2)內(nèi)設(shè)置的可燃油浸電力變壓器應(yīng)裝設(shè)在單獨(dú)的小間內(nèi)。變壓器高壓側(cè)間隔兩側(cè)宜安裝可拆卸式護(hù)欄。

  變壓器與低壓配電室以及變壓器室之間應(yīng)設(shè)有通道實(shí)體門。如采用木制門應(yīng)在變壓器一側(cè)包鐵皮。變壓器基座應(yīng)設(shè)固定卡具等防震措施。變壓器噪聲級(jí)應(yīng)嚴(yán)格控制,必要時(shí)可采用加裝減噪墊等措施,以滿足國(guó)家規(guī)定的環(huán)境噪音衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn),相關(guān)的生活工作房間內(nèi)白天≤45dB(A),夜間≤35dB(A)。

  高壓配電柜選用下進(jìn)下出的接線方式,在高壓配電室下設(shè)電纜夾層。低壓配電柜采用上進(jìn)上出的接線方式,在柜頂上方設(shè)電纜橋架布線。上進(jìn)上出與下進(jìn)下出的接線方式各有優(yōu)缺點(diǎn):上進(jìn)上出可以省做結(jié)構(gòu)層,但它需要電纜橋架,安裝要求極為嚴(yán)格。下進(jìn)下出的接法必須做結(jié)構(gòu)層,不需要電纜橋架。高低壓配電室均應(yīng)設(shè)有氣體滅火和排風(fēng)系統(tǒng)。

  對(duì)于就地檢修的室內(nèi)油浸變壓器,室內(nèi)高度可按吊芯所需要的最小高度再加0.7m;寬度可按變壓器兩側(cè)各加0.8m確定。多臺(tái)干式變壓器布置在同一房間內(nèi)時(shí),變壓器防護(hù)外殼間的凈距不應(yīng)小于安全距離。

 ?。?)調(diào)壓當(dāng)用戶系統(tǒng)有調(diào)壓要求時(shí),應(yīng)選用有載自動(dòng)調(diào)壓電力變壓器。對(duì)于新建的電力變電所建議采用有載自動(dòng)調(diào)壓變壓器,有利于網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。雖然暫時(shí)投資稍高一些,但是在短時(shí)間內(nèi)就可以收回所附加的投資。

  當(dāng)要求有三種電壓的變電所,而且通過(guò)主變壓器各側(cè)線圈的功率均達(dá)到該變壓器容量的15%以上,主變壓器宜采用三線圈變壓器。如220kV、110kV、35kV時(shí),通常采用三繞組變壓器。

 ?。?)當(dāng)出現(xiàn)下列情況可設(shè)專用變壓器:當(dāng)動(dòng)力和照明采用共用變壓器嚴(yán)重影響照明質(zhì)量及燈泡壽命時(shí),可設(shè)專用變壓器。當(dāng)季節(jié)性的負(fù)荷容量較大時(shí)(如大型民用建筑中的空調(diào)冷凍機(jī)等負(fù)荷),可設(shè)專用變壓器。接線為Y,yno的變壓器,當(dāng)單相不平衡負(fù)荷引起的中性線電流超過(guò)變壓器低壓繞組額定電流的25%時(shí),宜設(shè)單相變壓器。出于功能需要的某些特殊設(shè)備(如容量較大的X光機(jī)等)宜設(shè)專用變壓器。

 ?。?)當(dāng)需要提高單相短路電流值或需要限制三次諧波含量或三相不平衡負(fù)荷超過(guò)變壓器每相額定容量15%以上時(shí),宜選用接線為D,Yn11型變壓器。

  (6)因IT系統(tǒng)的帶電部分與大地不直接連接,因此照明不能和動(dòng)力共用變壓器,必須設(shè)專用照明變器。

  3、配電變壓器容量的選用

  (1)變壓器的容量選擇的一般原則

  變壓器容量應(yīng)根據(jù)計(jì)算負(fù)荷選擇。確定一臺(tái)變壓器的容量時(shí),應(yīng)首先確定變壓器的負(fù)荷率。變壓器當(dāng)空載損耗等于負(fù)荷率平方乘以負(fù)載損耗時(shí)效率最高,在效率最高點(diǎn)變壓器的負(fù)荷率為63%~67%之間,對(duì)平穩(wěn)負(fù)荷供電的單臺(tái)變壓器,負(fù)荷率一般在85%左右。但這僅僅是從節(jié)電的角度出發(fā)得出的結(jié)論,是不夠全面的。值得考慮的重要元素還有運(yùn)行變壓器的各種經(jīng)濟(jì)費(fèi)用,包括固定資產(chǎn)投資、年運(yùn)行費(fèi)、折舊費(fèi)、稅金、保險(xiǎn)費(fèi)和一些其他名目的費(fèi)用。選擇變壓器容量時(shí),適當(dāng)提高變壓器的負(fù)荷率以減少變壓器的臺(tái)數(shù)或容量,即犧牲運(yùn)行效率,降低一次投資,也只是一種選擇。

 ?。?)當(dāng)安裝兩臺(tái)及以上主變時(shí),每臺(tái)容量的選擇應(yīng)安照其中任何一臺(tái)停運(yùn)時(shí),其余的容量至少能保證所供一級(jí)負(fù)荷或?yàn)樽冸娝控?fù)荷的60~75%,通常一次變電所采用75%,二次變電所采用60%。

  變壓器一次側(cè)功率因數(shù)與負(fù)荷率有關(guān),滿載運(yùn)行時(shí)一次側(cè)功率因數(shù)比二次側(cè)低3~5%,負(fù)荷率小于60%時(shí)一次側(cè)功率因數(shù)比二次側(cè)低11%~18%。負(fù)荷率高對(duì)高壓側(cè)提高功率因數(shù)有利。負(fù)荷率高,斷路器容量也大,投資也會(huì)有所增加。

 ?。?)低壓為0.4kV變電所中單臺(tái)變壓器的容量不宜大于1600kVA,當(dāng)用電設(shè)備容量較大,負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)可選用2000kVA及以上容量的變壓器。近幾年來(lái)有些廠家已能生產(chǎn)大容量的ME、AH型低壓斷路器及限流低壓斷路器,在民用建筑中采用1250KVA及1600KVA的變壓器比較多,特別是1250KVA更多些,故推薦變壓器的單臺(tái)容量不宜大于1250KVA。

  采用干式變壓器時(shí),應(yīng)配裝繞組熱保護(hù)裝置,其主要功能應(yīng)包括:溫度傳感器斷線報(bào)警、啟停風(fēng)機(jī)、超溫報(bào)警/跳閘、三相繞組溫度巡回檢測(cè)最大值顯示等。

  應(yīng)選用節(jié)能型變壓器,對(duì)事故時(shí)出現(xiàn)的過(guò)負(fù)荷應(yīng)考慮變壓器的過(guò)載能力,必要時(shí)可采取強(qiáng)迫風(fēng)冷措施。當(dāng)需要提高單相短路電流值或需要限制三次諧波含量或三相不平衡負(fù)荷超過(guò)變壓器每相額定容量15%以上時(shí),宜選用接線為D,Yn11型變壓器。

  采用非燃性油變壓器,可設(shè)置在獨(dú)立房間內(nèi)或靠近低壓側(cè)配電裝置,但應(yīng)有防止人身接觸的措施。非燃油變壓器應(yīng)具有不低于IP2X防護(hù)外殼等級(jí)。室內(nèi)設(shè)置的可燃油浸電力變壓器應(yīng)裝設(shè)在單獨(dú)的小間內(nèi)。變壓器高壓側(cè)(含引上電纜)間隔兩側(cè)宜安裝可拆卸式護(hù)欄。

  變壓器與低壓配電室以及變壓器室之間應(yīng)設(shè)有通道實(shí)體門。如果采用木制門應(yīng)在變壓器一側(cè)包鐵皮。變壓器基座應(yīng)設(shè)固定卡具等防震措施。變壓器噪聲級(jí)應(yīng)嚴(yán)格控制,必要時(shí)可采用加裝減噪墊等措施,以滿足國(guó)家規(guī)定的環(huán)境噪音衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)(相關(guān)的生活工作房間內(nèi)),白天≤45dB(A),夜間≤35dB(A)。

  變壓器的過(guò)電流保護(hù)宜采用三相保護(hù)。當(dāng)高壓側(cè)采用熔斷器作為變壓器保護(hù)時(shí),其熔體電流應(yīng)按變壓器額定電流的1.4~2倍選擇。變壓器的低壓側(cè)的總開(kāi)關(guān)和母線斷路器應(yīng)具有選擇性。變配電室的低壓側(cè)母線應(yīng)裝設(shè)低壓避雷器。單臺(tái)變壓器的容量不宜大于1600kVA,當(dāng)用電設(shè)備容量較大,負(fù)荷集中且運(yùn)行合理時(shí)可選用2000kVA及以上容量的變壓器。采用干式變壓器時(shí),應(yīng)配裝繞組熱保護(hù)裝置,其主要功能應(yīng)包括:溫度傳感器斷線報(bào)警、啟停風(fēng)機(jī)、超溫報(bào)警/跳閘、三相繞組溫度巡回檢測(cè)最大值顯示等。

 ?。?)變壓器容量的確定

 ?、?zèng)_擊電流的因素單臺(tái)電動(dòng)機(jī)、電弧焊或電焊變壓器支線,其尖峰電流為

  Ijf=KIN(A)

  式中IN──電動(dòng)機(jī)、電弧焊機(jī)或電焊變壓器的高壓側(cè)額定電流。

  K──起動(dòng)電流倍數(shù),即起動(dòng)電流與額定電流之比。

 ?、诮佑卸嗯_(tái)電動(dòng)機(jī)的配電線路,只考慮一臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的尖峰電流:

  Ijf=(KIN)max+I(xiàn)fs(A)

  式中(KIN)max──起動(dòng)電流最大的一臺(tái)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的起動(dòng)電流。

  Ifs──配電線路上除去起動(dòng)電機(jī)的計(jì)算電流。

  ③對(duì)于自起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)組,其尖峰電流為所有參與起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)電流之和。

  4、并聯(lián)運(yùn)行

  在變電室有兩臺(tái)或多臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行時(shí),必須滿足以下的條件

  (1)各變壓器的一次和二次額定電壓必分別相等。例如一次高壓均為10kV,低壓均為0.4kV。其誤差不應(yīng)大于±5%。如果兩臺(tái)變壓器的變壓比不同,則必然在二次繞組內(nèi)產(chǎn)生環(huán)流,很容易導(dǎo)至變壓器過(guò)熱而燒毀。

 ?。?)并聯(lián)的各變壓器的短路電壓必須相等。短路電壓也稱作阻抗電壓。由于并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的負(fù)荷是按照其阻抗電壓值成反比例分配的,阻抗電壓小的變壓器必然會(huì)因?yàn)榉峙涞碾妷哼^(guò)高而損壞。通常允許差值為不大于±10%。

 ?。?)并聯(lián)各變壓器的連接組別必相同。也就是各變壓器的一次或二次電壓的相序必須分別對(duì)應(yīng),否則根本不能并列運(yùn)行。例如:當(dāng)D,yn11連接與Y,yno連接的兩臺(tái)變壓器并聯(lián)了,在它們對(duì)應(yīng)的二次側(cè)將出現(xiàn)30°的相位差,使二次繞組之間出現(xiàn)電位差Δ從而產(chǎn)生很大的環(huán)流。

 ?。?)并聯(lián)的各變壓器的變壓器的額定容量也應(yīng)該盡可能地相似,通常容量之比不宜超過(guò)1:3。這主要是因?yàn)樽儔浩鞯娜萘肯嗖钸^(guò)大會(huì)因內(nèi)部阻抗不同或其他特性不而產(chǎn)生環(huán)流,而影響變壓器的使用壽命。

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