主變壓器有哪些保護

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

　?。?）氣體保護：氣體保護能反應(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。

　　（3）零序電流保護：零序電流保護能反應(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。

　?。?）過負荷保護：過負荷保護反應(yīng)變壓器的過負荷狀態(tài)。

　　（5）相間后各保護：變壓器相間后備保護與發(fā)電機相間后各保護類似。

　?。?）開入量保護：開入量保護包括繞組溫度保護、油位保護、通風(fēng)故障保護、冷卻器故障保護、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：發(fā)變組縱差保護也是利用具有比率和諧波制動特性的繼電器來實現(xiàn)的，發(fā)電機-變壓器縱差保護通常采用三側(cè)電流差動，輸入電流分別取自發(fā)電機中性點電流互感器、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

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

　　①有大量一級負荷及雖為二級負荷但從保安需要設(shè)置時（如消防等）。

　?、诩竟?jié)性負荷變化較大時。

　　③集中負荷較大時。

　　對大型樞紐變電所，根據(jù)工程的具體情況可以安裝2～4臺主變壓器。

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

　?。?）一般三級負荷或容量不太大的動力與照明宜共負荷只用一臺變壓器。

　　（3）當屬下列情況之一時，可設(shè)專用變壓器

　?、佟斦彰髫摵奢^大或動力和照明采用共用變壓器嚴重影響照明質(zhì)量及燈泡壽命時，可設(shè)照明專用變壓器。

　　②、單臺單相負荷較大時，宜設(shè)單相變壓器。

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

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

　　2、結(jié)構(gòu)型式的確定

　　（1）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)氧樹脂澆注型銅芯繞組干式變壓器并設(shè)有溫度監(jiān)測及報警裝置。在多塵或有腐蝕性氣體嚴重影響變壓器安全運行的場所，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)考慮垂直與水平運輸對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)單臺變壓器容量不宜大于630kVA。

　?。?）內(nèi)設(shè)置的可燃油浸電力變壓器應(yīng)裝設(shè)在單獨的小間內(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。變壓器噪聲級應(yīng)嚴格控制，必要時可采用加裝減噪墊等措施，以滿足國家規(guī)定的環(huán)境噪音衛(wèi)生標準，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上出的接線方式，在柜頂上方設(shè)電纜橋架布線。上進上出與下進下出的接線方式各有優(yōu)缺點：上進上出可以省做結(jié)構(gòu)層，但它需要電纜橋架，安裝要求極為嚴格。下進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。多臺干式變壓器布置在同一房間內(nèi)時，變壓器防護外殼間的凈距不應(yīng)小于安全距離。

　　（3）調(diào)壓當用戶系統(tǒng)有調(diào)壓要求時，應(yīng)選用有載自動調(diào)壓電力變壓器。對于新建的電力變電所建議采用有載自動調(diào)壓變壓器，有利于網(wǎng)絡(luò)運行的經(jīng)濟性。雖然暫時投資稍高一些，但是在短時間內(nèi)就可以收回所附加的投資。

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

　　（4）當出現(xiàn)下列情況可設(shè)專用變壓器：當動力和照明采用共用變壓器嚴重影響照明質(zhì)量及燈泡壽命時，可設(shè)專用變壓器。當季節(jié)性的負荷容量較大時（如大型民用建筑中的空調(diào)冷凍機等負荷），可設(shè)專用變壓器。接線為Y，yno的變壓器，當單相不平衡負荷引起的中性線電流超過變壓器低壓繞組額定電流的25％時，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光機等）宜設(shè)專用變壓器。

　?。?）當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荷超過變壓器每相額定容量15％以上時，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)計算負荷選擇。確定一臺變壓器的容量時，應(yīng)首先確定變壓器的負荷率。變壓器當空載損耗等于負荷率平方乘以負載損耗時效率最高，在效率最高點變壓器的負荷率為63％～67％之間，對平穩(wěn)負荷供電的單臺變壓器，負荷率一般在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行變壓器的各種經(jīng)濟費用，包括固定資產(chǎn)投資、年運行費、折舊費、稅金、保險費和一些其他名目的費用。選擇變壓器容量時，適當提高變壓器的負荷率以減少變壓器的臺數(shù)或容量，即犧牲運行效率，降低一次投資，也只是一種選擇。

　?。?）當安裝兩臺及以上主變時，每臺容量的選擇應(yīng)安照其中任何一臺停運時，其余的容量至少能保證所供一級負荷或為變電所全部負荷的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)與負荷率有關(guān)，滿載運行時一次側(cè)功率因數(shù)比二次側(cè)低3～5％，負荷率小于60％時一次側(cè)功率因數(shù)比二次側(cè)低11％～18％。負荷率高對高壓側(cè)提高功率因數(shù)有利。負荷率高，斷路器容量也大，投資也會有所增加。

　?。?）低壓為0.4kV變電所中單臺變壓器的容量不宜大于1600kVA，當用電設(shè)備容量較大，負荷集中且運行合理時可選用2000kVA及以上容量的變壓器。近幾年來有些廠家已能生產(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容量不宜大于1250KVA。

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

　　應(yīng)選用節(jié)能型變壓器，對事故時出現(xiàn)的過負荷應(yīng)考慮變壓器的過載能力，必要時可采取強迫風(fēng)冷措施。當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荷超過變壓器每相額定容量15％以上時，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防護外殼等級。室內(nèi)設(shè)置的可燃油浸電力變壓器應(yīng)裝設(shè)在單獨的小間內(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。變壓器噪聲級應(yīng)嚴格控制，必要時可采用加裝減噪墊等措施，以滿足國家規(guī)定的環(huán)境噪音衛(wèi)生標準（相關(guān)的生活工作房間內(nèi)），白天≤45dB（A），夜間≤35dB（A）。

　　變壓器的過電流保護宜采用三相保護。當高壓側(cè)采用熔斷器作為變壓器保護時，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。單臺變壓器的容量不宜大于1600kVA，當用電設(shè)備容量較大，負荷集中且運行合理時可選用2000kVA及以上容量的變壓器。采用干式變壓器時，應(yīng)配裝繞組熱保護裝置，其主要功能應(yīng)包括：溫度傳感器斷線報警、啟停風(fēng)機、超溫報警/跳閘、三相繞組溫度巡回檢測最大值顯示等。

　?。?）變壓器容量的確定

　?、贈_擊電流的因素單臺電動機、電弧焊或電焊變壓器支線，其尖峰電流為

　　Ijf＝KIN（A）

　　式中IN──電動機、電弧焊機或電焊變壓器的高壓側(cè)額定電流。

　　K──起動電流倍數(shù)，即起動電流與額定電流之比。

　?、诮佑卸嗯_電動機的配電線路，只考慮一臺電動機起動時的尖峰電流：

　　Ijf＝（KIN）max＋Ifs（A）

　　式中（KIN）max──起動電流最大的一臺電動機起動時的起動電流。

　　Ifs──配電線路上除去起動電機的計算電流。

　?、蹖τ谧云饎拥碾妱訖C組，其尖峰電流為所有參與起動的電動機電流之和。

　　4、并聯(lián)運行

　　在變電室有兩臺或多臺變壓器同時運行時，必須滿足以下的條件

　?。?）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)至變壓器過熱而燒毀。

　　（2）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)運行的變壓器的負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因為分配的電壓過高而損壞。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應(yīng)，否則根本不能并列運行。例如：當D，yn11連接與Y，yno連接的兩臺變壓器并聯(lián)了，在它們對應(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1：3。這主要是因為變壓器的容量相差過大會因內(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。