主变及主变冷却器.doc

主变及主变冷却器
一、概述
4、结构原理说明
4.1铁芯与绕组
变压器铁芯使用高质量导磁率、低耗、冷轧晶体定向矽钢片(30ZHl20)，以降低铁损，铁芯迭装采用斜切矽钢片的迭装法无孔粘带绑扎结构，以保证运行时铁芯不发生移动，同时，为了增强冷却效果，每组铁芯设置了油桶。
绕组是由铜导体组成，同时在绕组内部进行适当的内换位，以减少涡流及不平衡电流的产生，进一步改善了绕组的温度分布。
高压绕组采用分级绝缘即分区电容补偿结构以提高绕组的绝缘强度，其中性点通过中性点套管与外界接地，低压绕组为全绝缘即多根扁线并绕的螺旋式结构。
4.2 油箱
油箱为钟罩式，用高强度的钢板焊接、并用槽钢与角钢加固而成，铁芯与绕组在油箱内进行固定、密封，因此适宜在真空状态下干燥。油箱项部为倾斜形的，以便瓦斯继电器动作可靠。油箱在高低压套管处设有人孔，以便接近套管及接线端子的底部。在油箱下部同时还设有事故排油阀(手动排油至事故油槽)、底部残油排出口及变压器油注入口。
铁芯与夹件间是绝缘的，且与油箱绝缘，通过两支套管分别引出油箱外，利用细铜棒引至油箱下部进行接地。(故障分析时，可断开接地点，测量铁芯、夹件的外引接地绝缘，判定是否多点接地，同时也可以测量外引接地电流及断口电压)。在油箱的外表面设有一个总的接地点。
油箱的屏蔽采用低压侧磁屏蔽，高压侧铜屏蔽和磁屏蔽的组合屏蔽。
4.3无励磁分接开关
变压器无载分接开关，即通过改变高压侧绕组的匝数以达到改变高压侧的输出电压大小。从高压绕组每相分别引出三个绕组不同匝数抽头至分接开关，通过操作机构变更分接开关的抽头号，分别输出550KV、536.25KV、522.5KV三种工作电压。无载分接开关只能在变压器停运的情况下进行操作。
4.4油枕
该变压器选用隔膜式储油柜，利用柜内隔膜将变压器油与大气隔离，以防止油老化和吸收水分，保证油的绝缘强度。
油枕的容积保证当周围气温为+40℃，满载运行情况下油不溢出。
储油柜由二个断面为梯形的油桶组成，中间装有橡胶隔膜；隔膜周边均同柜沿上下密封垫压紧，使隔膜浮于油面，并随着油面的上下变化而变化。集气盒和气体继电器连接，使从继电器析出的气体集积在此盒而不进入储油柜，同时可通过导气管，由导气盒进行取气、放气及气样分析。放气塞系加添油时排气用。
变压器在真空注油时，须将气体继电器下端的真空蝶阀关闭。(因为储油柜强度及隔膜不能承受真空)注油完毕，将蝶阀打开，另外放气嘴也打开，然后由油箱上的油门放油至正常油面。在变压器刚投入运行时，由于油中气体较多，为保证储油柜呼吸畅通，吸湿器暂不装油，另外导气盒须经常放气。
该冷却器与变压器是分开布置的，仅通过进出口油管与油箱连接。所用阀门为蝶阀并采取保护措施，以便在不退出变压器运行的情况下拆卸冷却器，油流指示器装在油泵的出口油管上，油泵故障时发出报警信号。
冷却器水压0.1MPa，正常情况下，油压应大于水压0.05MPa，否则发出报警信号。在冷为器上设有水压表、油压表、泄漏检测器及油流指示器。
该泵电动机型号为盘式电机变压器油泵，由自动开关保护，且由磁力起动器启动。起动器设有热元件作为过负荷保护。
4.6 套管.
4.6.1 高压套管
变压器高压套管采用油／SF6高压出线套管，它直接与500KVGIS相连。
该套管内部衬体是用油浸纸介质绝缘铝铂分层均压结构，以改善场强的分布，同时套管里面充满高纯度处理变压油，增强套管的绝缘效果，套管外用瓷绝缘进行完全密封，两端导体设有瓷屏蔽罩，在套管的中间法兰上，设有油样阀门及油压监测装置，同时还有试验接头，该接头须经常保持接地，否则有高电压输出，还可以利用试验接头及电桥检测套管内部的纸介质绝缘在工作一段时间后的绝缘性能。在中间法兰的另一侧设有油压膨胀补偿波纹管及二个微型开关，用以补偿套管内部的温度变化所引起的油压膨胀。
套管与变压器500KV绕组出线采用皱纹纸包扎油浸绝缘的软连接，并同时用屏蔽筒套住，用均压球固定屏蔽筒。
高压油／SF6套管法兰与500KVGIS法兰连接，采用“O”型圈多级密封系统，以防止油与SF6气体互相渗漏，同时套管的绝缘件，能阻止GIS的感应电流与热流通过SF6气体管道传到变压器。
4.6.2 低压套管
正常运行时，瓷套内充满变压器油，内部的空气从套管的头部的放气塞排出。套管的上部接线为八方板面，下部为双板接线，该瓷套泄漏爬距为3cm/KV。
4.6.3 中性点套管
变压器高压绕组中性点经套管引出，通过铜诽直接接地。该铜排用0.25醇酸玻璃漆布绕六层，二端开口处不包。
4.7压力释放阀
压力释放阀是用来保护油浸变压器等电气设备的安全装置，可以避免油箱变形或爆裂。当油浸电气设备内部发生事故时，油箱内的油被气化，产生大量气体，使油箱压力急剧升高，此压力如不及时释放，将使油箱变形爆裂，安装压力释放阀，就是压力升高到阀的开启压力时，释放阀在2ms内迅速开启，使油箱压力很快降低，使油箱内永远保持正值，有效地防止外部空气、水分及其它杂质进入油箱。
我厂主变由于油箱体积大，总油量达60t，故分别在油箱顶部长轴的两侧安装一个压力释放阀，该阀的开启压力为50KPa，同时带电气报警及手动复归机械按钮。运行中的压力释放阀动作后，机械信号标志杆跳出，故应将释放阀的机械及电气信号手动复位。
4.8型变压器除上述主要部件，还安装有吸湿器、导气盒、气体继电器、信号温度计、油位计、绕组温度计、电阻温度计等附属设备。
4.8.1 吸湿器
吸湿器是连接在变压器储油柜上，用来吸入柜中的潮气。主要工作原理：
4.8.1.1 吸湿器内有经过钴盐浸渍作为吸湿剂的活性氧化铝粒子，底部装有盛变压器油的玻璃罩；
4.8.1.2 变压器负载与环境的变化，引起储油柜油面的变化，气体通过油面的变化溢出或进入吸湿器，气体中的潮气或杂质被氧化铝吸收，从而保证油的绝缘强度。
4.8.1.3 在使用前，检查是否损坏或活性氧化铝是否失效，然后从注油孔注变压器油，直至与油面线平齐；
4.8.1.4 活性氧化铝在干燥状态下呈蔚兰色，使用一段时间后变成灰白色，表明吸湿能力已经失去，或更换在150°~160°之间进行烘烤，一直到活性氧化铝都变为蔚兰色方可再次使用。
4.8.2 导气盒
导气盒与气体继电器联接，供放气、取气(气样分析)之用。
该导气盒上端通过取气管与气体继电器的放气塞连接。正常时，气盒里充满变压器油。取气时，旋动气盒底部的放油螺母，气体将伴随油面的下降而进入气盒内，当达到所需气体量时，拧紧放油螺母，同时安装好取气样的器皿，旋动导气盒上部的放气螺母，于是，气体进入容器内。取气完毕后拧紧螺母以便进行密封。
4.8.3 瓦斯气体继电器
瓦斯继电器装于储油柜与油箱之间的联管上，在瓦斯继电器二侧各装有一个蝶阀。该继电器用于反应变压器的各种内部故障，并根据故障的性质分为轻瓦斯(发信号)、重瓦斯(跳闸)。
轻瓦斯：当变压器出现内部故障时：低能量局部放电、滑闪和铁芯局部过热等将引起绝缘劣化而产生少量气体，或出现少量漏油时，当两者达到一定体积时，上浮子随油面下沉而动作，闭合开关，发出轻瓦斯故障信号。
重瓦斯：当变压器发生严重内部故障(绕组短路、匝间短路等)，油温剧烈上升，放出大量气体，或出现大量漏油时，气流与油流冲击挡板，挡板触动下浮子，使重瓦斯动作，作用于变压器两侧断路器跳闸。
在继电器顶盖的一个隔离室设有重瓦斯动作闭锁装置，使重瓦斯只作用于信号而不跳闸，在另一个隔离室设有试验按钮及取气阀，试验按钮可用于检查继电器动作的可靠性；在取气阀上安装气样分析装置，利用硝酸银溶液进行继电器内部气体分析，正确判断故障性质。取气阀正常情况下导气管连接。
4.8.4 油位计：
油位计用于监测储油柜的油面变化。
变压器油温的变化引起储油柜油面的上升与下降，固定于隔膜上的铰链也随之发生垂直上、下移动，通过连结杆，伞齿轮装置使驱动磁铁发生旋转，由于磁铁间的引力作用，被动磁铁也发生旋转，指针随着被动磁铁的转动而转动，便能在刻度盘上正确地指示出油面的位置。
该油位计设有两个微动开关，当油位指示小于“0”m或大于“10”m时，分别发出“油位过低”、“油位过高”信号。
说明：除特殊原因，该油位计的报警系统不作任何调整。
4.8.5 信号温度计
在变压器油箱器壁的两侧分别设置一个信号温度计，用以监测变压器顶层油温，并作用于冷却器的启动控制及油温电气信号。
油温指示计亦叫“膨胀型”油温计，是利用“温色”中液体的膨胀来控制指针的偏转。依靠安装于注油盒内的传热管件感受顶层的油温变化，毛细管中液体随油温的变化而膨胀，使得与它相连的测量“温色”相应的膨胀，“温色”通过连杆控制指针的偏转，在刻度盘上便正确指示出顶层的油温。
该油温计内部四个微动开关，可以分设不同的开关动作值。
4.8.6 电阻温度计
变压器油箱顶部两侧分设一个电阻温度计，用以监视顶层油温的变化。
利用装于油箱顶部注油盒内的热敏元件铂金(Pt)热敏电阻感受油温的变化，该铂金热敏电阻元件在0℃时阻值为100Ω，阻值变化率为0.835Ω／℃，通过电阻变送器将阻值的变化内部增益放大与温度变化成比例的电流(4—20A)，将该电流输入到计算机进行监视。
4.8.7 绕组温度计
变压器设有绕组温度指示计同时作用于绕组温度的电气温度信号、变压器的跳闸及冷却器的启动控制。
该绕组温度计不仅利用与它配套的电流匹配器将C相绕组电流互感器的二次电流成比例的施加于温度计的电热元件，电热元件作用于“温色”以指示绕组温度，而且又利用传热管件、毛细管用于“温色”以反映绕组周围环境油温。(绕组本体温度略高于油温)因此，该温度计能全面真实地反映绕组在任何情况下的温度。
该温度计内部同时设有铂金(Pt)热敏电阻元件，利用电热元件控制热敏电阻变化，同时通过电阻变送器将绕组温度信号送至计算机进行模拟监测。其原理与电阻温度计一样。
六、主变冷却器
6.2.1作用：
变压器在运行中的有功功率损耗会转化为热能使变压器绕组和其中的绝缘油温度升高。主变冷却器的作用就是降低变压器中绝缘油的温度，从而降低变压器绕组和铁芯的温度，使主变压器正常运行。
6.2.2原理：
我厂主变采用的冷却方式为强迫油循环水冷，工作原理是用潜油泵将变压器内热油抽出，强迫送入冷却器中，冷却后的油再送入变压器内部，冷却铁芯加线圈。这种冷却方式适用于大容量变压器。具有很高的冷却效果。