宜宾职业技术学院
毕业论文（设计）基于单片机的受控正弦信号发生器设计
系部自动控制工程系
专业名称发电厂及其电力系统
班级电力1091 班
姓名刘超
学号 200912463
指导教师王瑞
2011年9月1日
22万变电站主变压器保护
摘要：变压器是电力系统的重要组成部分。它的正常与否直接关系到电力系统的安全和经济运行。本次设计是变压器继电保护的初步设计。根据短路计算的结果，选择了短路器，隔离开关，母线电气设备。
为了保护变压器内部和引出线套管的故障，选择了纵联差动保护作为变压器的主保护。影响差动保护可靠性是电路中由于各种原因产生的不平衡电流。通过计算，选择躲过外部短路时产生的最大不平衡电流作为纵联差动保护的动作电流。本设计还选择了瓦斯保护作为变压器油箱内发生故障时的主保护。定时限过电流保护作为变压器纵联差动保护的后备保护。本设计要保护的变压器是处在中性点直接接地的电力系统中，所以采用零序过电流作为变压器接地的后备保护。在本次设计中，我还选择了过负荷保护作为变压器的后备保护并对以上保护进行了整定。
目录
第1章绪论．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.1 变压器保护的历史及现状．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.2变压器保护的发展趋势．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．3 第2章 220KV主变压器微机型保护的双重化的探讨．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．4 2.1变压器保护双重化的意义．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．5 2.2双主双后主变压器保护电流回路接入方式．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 第3章
3.1电力变压器的继电保护．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 3.11
3.12
3.2
3.21
3.22
3.3
3.31
3.32
3.4
3.41
3.42
3.43
3.44
3.5
第4章
4.1
4.2
第1章绪论
1. 1 变压器保护的历史及现状
追溯变压器保护的发展历史，以1931年R.E.Cordray提出比率差动的变压器保护标志着差动保护作为变压器主保护时代的到来。电流差动保护也以其原理简单、选择性好、可靠性高的特点在变压器保护中获得了极其成功的应用。但由此带来的技术难题是如何将变压器的励磁涌流与内部故障区分开来。变压器保护的发展史也自此成为一部变压器励磁涌流鉴别技术发展史。1941年，C.D.Hayward 首次提出了利用谐波制动的差动保护，将谐波分析引入到变压器差动保护中，并逐渐成为国外研究励磁涌流制动方法的主要方向。1958 年，R.L.Sharp 和W.E.GlassBurn 提出了利用二次谐波鉴别变压器励磁涌流的方法，并在模拟式保护中加以实现，同时，还提出了差动加速的方案，以差动加速、比率差动、二次谐波制动来构成整个谐波制动式保护的主体，并一直延续至今。
微机变压器保护的研究开始于60年代末70年代初。1969年，Rockerfelter 首次提出数字式变压器保护的概念，揭开了数字式变压器保护研究的序幕，之后，O.P.Malik[9]和Degens对变压器保护的数字处理和数字滤波做出了研究；1972年，Skyes 发表了计算机变压器谐波制动保护方案，使得微机式变压器保护的发展向实用化方向迈进。变压器保护在进入数字微机时代后，利用微机强大的运算和处理能力，不断提出新的励磁涌流鉴别方法，在国内外形成研究热潮。间断角原理从分析励磁涌流波形本质出发，为励磁涌流的鉴别提供了新思路，沿着这个思路，波形比较法、波形对称法和积分型波形对称法相继被提出。现在实用的微机变压器保护中识别励磁通流的方法也主要是：二次谐波闭锁、间断角闭锁、波形对称原理等。实践表明，在过去几十年间，上述原理基本上能达到继电保护要求。然而，随着电力系统以及变压器制造技术的日益发展，利用涌流特征的各种判据在实用中均遇到了一些无法协调的矛盾。在高压电力系统中，由于TA 饱和、补偿电容或长线分布电容等因素的影响，内部故障时差流中的二次谐波分量显著增大，造成保护误闭锁和延时动作。另一方面，现代大型变压器多采用冷轧硅钢片，饱和磁密较低而剩磁可能较小，使得变压器励磁涌流中的二次谐波和间断角均明显变小。不断出现的问题推动了研究的不断深入，文献[13]提出的“虚拟三次谐波制动法”从理论上可在半周的时间使保护动作，而且采用奇次谐波鉴别使其对对称性励磁涌流的鉴别能力大大强于二次谐波制动。文献[14]提出的采样值差动原理与励磁涌流波形无关，减少了计算量，提高了保护速度。
近年来，新器件、新技术的应用为变压器保护的研究与发展提供了一个广阔的天地。数字信号处理器DSP（Digital Signal Processor）的出现，不但可以提高微机保护数据采样与计算的速度和精度，甚至可能改变往常微机保护装置的设计思想，使得复杂的算法得以在保护装置中实现。现代数学工具如：模糊控制，神经网络专家系统，小波分析等开始越来越多的融入到变压器保护的研究领域，一方面为传统的变压器保护方法提供了更有效的工具，另一方面，采用多个信息量，可提高变压器保护的“智能化”程度，改善可靠性和适应性。随着新的传感元件和测量元件的出现，故障诊断及预测充分利用各种现代数学分析手段对变压器的各个运行状态量进行监测与分析，越来越融入到变压器保护中。它实质上是传统变压器保护中电量与非电量保护的一个扩展，它的研究与发展，为变压器保护的研究与发展提供了一个新的思路。
对于变压器后备保护，以前的观点是认为其原理相对简单、应用比较成熟，因此学者更为关注其在实现技术方面的研究。但是近年来，随着越来越多的电力变压器投入使用以及电网电压等级的不断提高，实际运行中由变压器后备保护配置不合理引起的事故已不少见。目前，已经有部分学者对变压器相间后备保护配置的合理性以及变压器零序过流保护整定计算中的特殊问题进行了分析和探讨，并提出了相应的改进方法。变压器后备保护作为主保护的有益补充，为有效地保护变压器设备及电网运行安全发挥了巨大的作用，对变压器后备保护的进一步研究已经引起了人们的重视。
1.2 变压器保护的发展趋势
随着计算机技术的飞速发展，新的保护原理和方案不断被应用到计算机继电保护中。不少学者把以模糊理论、人工神经网络、专家系统等非线性科学为主导的智能技术引入到电力系统中，在电力变压器的继电保护中得到应用。
智能技术发展迅速，分支众多，除了模糊逻辑、人工神经网络、专家系统等技术被应用于继电保护中，更有吸引力的研究是将具有不同特性的智能技术结合起来应用到继电保护中，例如：模糊神经网络、小波神经网络、模糊专家系统等，这些结合使得保护的性能得到了有意义的提高。
大型电力变压器的继电保护已经从电磁型、整流型、晶体管型、集成电路型发展到了微机时代。计算机技术的飞速发展，通讯技术、计算机网络的功能日益
加强，为微机保护的进一步发展提供了广阔的空间。信号处理、人工智能等相关科学的不断进步、新的测试手段、测量技术的应用，将不断提高电力变压器的保护水平。
国内的变压器保护领域应当及时加强新原理和新技术的吸收和应用，并在实践中不断总结和发展变压器保护的实用技术，以提高防范变压器事故的能力。1.3 本文所做的工作
本文通较研究，得出一种较为合理的保护方案。完成保护的整定计算内容。具体过对220KV主变压器的保护在实际应用中所起到的重要作用的研究，阐述变压器保护的基本原理，变压器保护应用范围，各种变压器的保护应用现状和发展趋势。通过对220KV主变压器的保护方案进行比应包括以下几个方面：（1）继电保护的综述以及变压器保护在实际应用中的作用。
（2）220KV主变压器微机型保护的双重化的探讨。。
（3）电力变压器保护原理分析：包括瓦斯保护，差动保护，电流速断保护，过电流保护，零序过电流保护，过负荷保护及过励磁保护。
（4）主变压器保护装置的配置：电力变压器的保护配置与方案确定以及接线配置图。
（5）整定计算：整定计算的原则和整定计算的过程。
第2章220KV主变压器微机型保护的双重化的探讨。
由于变压器是个电元建，也是个磁元件，具有非线性特点和复杂的暂态。因此，其动作正确率还很低。随着计算机技术的发展，变压器微机型保护越来越多，性能越来越好，使提高变压器保护的运行水平成为可能。对主变压器保护的双重化是其中的一个方面，下面谈谈主变压器保护双重化在实践中遇到的一些问题。2．1 主变压器保护双重化的意义
根据《继电保护和安全自动装置技术规程》要求，不同容量及不同电压等级的电力变压器配置不同的保护。大型变压器将瓦斯保护及纵联差动保护作为主保护，各侧安装不同的复压过流、方向零序或阻抗保护作为后备保护。规程中除对330 kV及以上变压器可装设双重差动保护外，一般均按单主(一套主保护)单
后(一套后备保护)配置。《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》中提出，220 kV主变压器的微机保护必须双重化。主变压器保护微机化以前，使用分立电磁型元件组成主保护及后备保护时，一套220 kV主变压器保护需3或4面屏，实现双重化将使屏位达6～7面。采用晶体管及集成电路型的主变压器保护，继电器的性能提高，但回路组成及接线仍是脱胎于电磁型保护，一主(一套主保护)一后(一套后备保护)最少要2面屏，双重化后回路也很复杂。早期的主变压器微机型保护，由于采用的还是主保护与后备保护分开的设计方案，一套主保护加各侧后备保护、操作箱、失灵及非电量保护等，需7或8层机箱。由于高性能的计算机芯片出现，在一套装置中包含主保护、各侧全部后备保护的新一代主变压器微机型保护已开发，并得到广泛应用。该保护装置除非电量保护及开关操作箱外，全套主保护与后备保护只需1层机箱，实现双重化后，一般4或5层机箱，2面屏。由于一套保护的功能集中在一个机箱内，双套保护采用相同的输入输出设计，所以外围接线简洁，其外围回路比主保护与后备保护分开的单套配置还简单。主变压器保护的双重化理由：
计算机技术的发展，高性能计算机芯片的出现，主保护与后备保护合一的设计，在技术上使保护配置双重化成为可能；有多年来线路保护双重化的成功运行经验；对供电可靠性要求提高；双重化的保护可采用不同厂家的产品、不同原理设计，对变压器发生各类复杂故障时可靠地切除故障更有利。
2.2 双主双后主变压器保护电流回路接入方式
采用双主保护与双后备保护的主变压器保护后，如何接入电流互感器的二次回路，这将是需要考虑的问题。对于主保护与后备保护分开的保护，常常主保护与后备保护分别接一组电流互感器的次级，差动保护接独立电流互感器，后备保护接主变压器套管电流互感器的次级，如图1所示。在双母带旁路主接线方式下，旁路开关代主变压器开关时，差动保护的电流回路进行相应切换，后备保护的电流回路不用切换。
图1-1 单套主变压器保护电流互感器次级配置图
图1-1中看出，差动保护的保护范围包括主变压器的独立电流互感器至套管的引线，当旁代时则包括旁路母线。采用双主保护与双后备保护的主变压器保护一般将第一套保护接原差动保护电流互感器次级，即接独立电流互感器，旁代时需切换；第二套保护接原后备保护电流互感器次级，即接套管电流互感器，旁代时不需切换，但对降压变压器的高压侧来说，无论是差动保护还是该侧的后备保护，其保护范围不包括开关电流互感器到变压器套管的引线；对低压侧来说，其后备保护的保护范围指向非电源侧，所以引线故障将由后备保护切除。电流具体接入见图1-2。
在独立电流互感器次级足够时，可将第二套保护也接入独立电流互感器，旁代时切套管电流互感器，这可确保正常运行时两套保护均有足够的保护范围，当第一套保护因故退出时，不至于因第二套保护存在死区而影响主变压器的正常运行。但电流二次回路的切换较麻烦，因操作不当会引起差动保护误动的情况时有发生，故保护方式满足要求时，不建议过多进行电流回路的切换。因此，该回
路在设计及施工时可接好，运行时旁代只切第一套，当第一套保护因故退出时，将第二套保护的电流回路切至独立电流互感器。为避免电流回路的切换，可两套保护均使用套管电流互感器，在降压变压器的高压侧增设简单电流保护，接独立电流互感器作引线的保护，当旁代时停用该保护，启用旁路保护作引线及旁路母线的保护，这样保护配置较复杂，该电流保护或旁路保护整定时要考虑励磁涌流的影响。如何取舍取决于各地的运行习惯。
图1-2 双重化主变压器保护电流互感器次级配置图
第3章电力变压器的继电保护
图1-5中AY I .、BY I .、CY I .
分别表示变压器星形侧的三个线电流，和它们对应的电流互感器二次电流为aY I .、bY I .、cY I ..由于电流互感器的二次绕组为三角形接线。3.1 电力变压器的故障类型及保护措施
3.1.1 电力变压器故障及不正常运行状态
电力变压器是电力系统中非常重要的电力设备之一，它的安全运行对于保证电力系统的正常运行和对供电的可靠性，以及电能质量起着决定性的作用，同时大容量电力变压器的造价也是十分昂贵。因此本节针对电力变压器可能发生的故障和不正常的运行状态进行分析，然后重点研究应装设的继电保护装置，以及保护装置的整定计算。
变压器的内部故障可分为油箱内故障和油箱外故障两类，油箱内故障主要包括绕组的相间短路、匝间短路、接地短路及经铁芯烧毁等。变压器油箱内的故障十分危险，由于变压器内充满了变压器油，故障时的短路电流使变压器油急剧的分解气化，可能产生大量的可燃性气体，很容易引起油箱爆炸。油箱外故障主要是套管和引出线上发生的相间短路和接地短路。电力变压器不正常和运行状态主要有外部相间短路、接地短路引起的相间过电流和零序过电流，负荷超过其额定容量引起的过负荷、油箱漏油引起的油面降低，以及过电压、过砺磁等。
3.1.2 电力变压器继电保护的配置
为了保证电力变压器的安全运行，根据《继电保护与安全自动装置的运行条例》，
针对变压器的上述故障和不正常运行状态，电力变压器应装设以下保护：
(1)瓦斯保护。800KV A及以上的油浸式变压器的400KV A以上的车间内油浸式变压器，均应装设瓦斯保护。瓦斯保护用来反映变压器油箱内部的短路故障以及油面降低，其中重瓦斯保护动作于跳开变压器各电源侧断路器轻瓦斯动作于发出信号。
(2)纵差保护或电流速断保护。6300KV A及以上并列运行的变压器，10000KV A 及以上单独运行的变压器，发电厂厂用工作变压器和工业企业中6300KV A及以上重要的变压器，应装设纵差保护。10000KV A及以下的电力变压器，应装设电流速断保护，其过电流保护的动作时限应大于0.5Ｓ．对于2000KV A以上的变压器,当电流速断保护灵敏度不能满足要求时,也应装设纵差保护。纵差保护或电流速断保护用于反映电力变压器绕组、套管及引出线发生的故障，其保护动作于跳开变压器各电源侧断路器相间短路的后备保护。相间短路的后备保护用于反映外部相间短路引起的变压器过电流，同时作为瓦斯保护和纵差保护的后备保护，其动作时限按电流保护的阶梯形原则来整定，延时动作于跳开变压器各电源侧断路器。
(3)相间短路的后备保护的形式较多，过电流保护和低电压起动的过电流保护，宜用于中、小容量的降压变压器；复合电压起动的过电流保护，宜用于升压变压器和系统联络变压器，以及过电流保护灵敏度不能满足要求的降压变压器；6300KV A及以上的升压变压器，应采用负序电流保护及单相式低电压起动的过电流保护；对大容量升压变压器或系统联络变压器，为了满足灵敏度要求，还可以采用阻抗保护。
(4)过负荷保护。对于400KV A以上的变压器，当数台并列运行或单独运行并作为其他负荷的备用电源时，应装高过负荷保护。过负荷保护通常只装设在一相其动作进限较长。延时动作于发出信号。
(5)其他保护。高压侧电压为500KV及以上的变压器，对频率降低和电压升高而引起的变压器砺磁电流升高，应装设变压器过砺磁保护。对变压器温度和油箱内压力升高，以及冷却系统故障，按变压器现行标准要求，应装设相应的保护装置。
3.2 电力变压器的瓦斯保护
在变压器油箱内常见的故障有绕组匝间或层间绝缘破坏造成的短路，或高压
绕组对地绝缘破坏引起的单相接地。变压器油箱内发生的任何一个故障时，由于短路电流和短路点电弧的作用，将使变压器油及其他绝缘材料因受热而分解产生气体，因气体比较轻，它们就要从油箱里流向油枕的上部，当故障严重时，油会迅速膨胀并有大量的气体产生，此时，回游强烈的油流和气体冲向油枕的上部。利用油箱内部的故障时的这一特点，可以构成反映气体变化的保护装置，称之为瓦斯保护。
3.2.1 气体继电器构成和动作原理
瓦斯保护是利用安装在变压器油箱与油枕之间的连接管道中的气体继电器构成的，如图3-2所示。为了不妨碍气体的流动，在安装具有气体继电器的变压器时，变压器顶盖与水平面应具有1%~1.5%的坡度，通往气体继电器的连接管具有2%~4%的坡度，安装油枕一侧方向向上倾斜。这样，当变压器发生内部故障时，可使气流容易进入油枕，并能防止气泡积聚在变压器的顶盖内。
在瓦斯保护继电器内，上部是一个密封的浮筒，下部是一块金属档板,两者都装有密封的水银接点。浮筒和档板可以围绕各自的轴旋转。在正常运行时，继电器内充满油，浮筒浸在油内，处于上浮位置，水银接点断开；档板则由于本身重量而下垂，其水银接点也是断开的。当变压器内部发生轻微故障时，气体产生的速度较缓慢，气体上升至储油柜途中首先积存于瓦斯继电器的上部空间，使油面下降，浮筒随之下降而使水银接点闭合，接通延时信号，这就是所谓的“轻瓦斯”；当变压器内部发生严重故障时，则产生强烈的瓦斯气体，油箱内压力瞬时突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击档板，档板克服弹簧的阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动，使水银触点闭合，接通跳闸回路，使断路器跳闸，这就是所谓的“重瓦斯”。重瓦斯动作，立即切断与变压器连接的所有电源，从而避免事故扩大，起到保护变压器的作用。
瓦斯继电器有浮筒式、档板式、开口杯式等不同型号。目前大多采用QJ-80型继电器，其信号回路接上开口杯，跳闸回路接下档板。所谓瓦斯保护信号动作，即指因各种原因造成继电器内上开口杯的信号回路接点闭合，光字牌灯亮。
QJ1—80型气体继电器分轻瓦斯和重瓦斯两部分。轻瓦斯部分主要是由开口杯、固定在开口杯上的永磁铁、干簧触点构成的。重瓦斯部分主要有挡板、固定在挡板的磁铁、重瓦斯干簧触点及流速整定螺杆构成。
当变压器正常工作时，气体继电器内充满了油，开口杯内也充满了油，由于开口杯在游内重力所产生的力矩比平衡重锤产生的力矩小，因此开口杯处于向上翘起状态。与开口杯固定在一起的永磁铁处于远离轻瓦斯干簧位置，所以该干簧触点处于断开状态。
当变压器内部繁盛轻微故障时，产生不少气体，逐渐集聚在气体继电器的上部，使继电器内的油面缓慢下降，当油面降到低于开口杯时，开口杯在空气中重力加上杯内油的重力所产生的力矩，大于平衡重锤所产生的力矩，于是开口杯落下来，使固定在开口杯上的永磁铁接近干簧触点。当气体积聚到一定容积时，干簧触点接通，发出轻瓦斯信号。可通过改变轻瓦斯触点动作的气体容积在250~300cm3的范围内调整。
正常情况下，重瓦斯挡板在弹簧的作用下垂直位置，固定在挡板的永久磁铁远离重瓦斯干簧触点。当变压器油箱内发生严重事故时，油气流冲击挡板的力量大于弹簧的弹力时，挡板倾斜了一个角度，使固定在挡板上的永久磁铁靠近重瓦斯的干簧触点，干簧触点接通，发出跳闸脉冲。重瓦斯动作的油流速度可利用流速整定螺杆，在0.7~1.5m/s的范围内调整。
值得注意是，变压器初次投入运行时，或由于换油等工作，油中混入少量的气体，经过一断时间后，这些气体又从油中分离出来，逐渐集聚在气体继电器的上部，迫使开口杯下降，使轻瓦斯动作。此时，可以通过气体继电器顶部放气阀
图3-3瓦斯保护原理接线图
将气体放出。在故障发生后，为了便于分析故障原因及其性质，可以通过放气阀收集气体，以便化验分析瓦斯气体的成分。
3.2.2 瓦斯保护的原理及接线
瓦斯保护的原理接线如图3-3所示。气体继电器的轻瓦斯触点KG1由开口杯控制，构成轻瓦斯保护，其动作后发出警报信号，重瓦斯触点KG2由挡板控制，构成重瓦斯保护，其动作或经信号发生器KS启动出口中间继电器KCO，KCO 的两端触点分别使断路器1QF、2QF跳闸，从而切断故障电流。
为了防止变压器内严重故障时因油速不稳定，造成重瓦斯触点时通时断的不可靠动作，必须选用带自保持电流线圈的出口中间继电器KCO。在保护动作后，借助于断路器的辅助触点1QF1和2QF1来接触出口回路的自保持。在变压器加油或换油后及气体继电器试验时，为了防止重瓦斯误动作，可以利用切片XB，使重瓦斯暂时改接到信号位置，只发信号。
瓦斯保护具有灵敏度高，动作迅速，接线简单等优点。但由于瓦斯保护不能单独作为变压器的主保护，所以通常是将瓦斯保护与纵联差动保护配合作为变压器的主保护。
3.3 电力变压器的纵差保护原理
变压器的纵联差动保护用来反映变压器绕组、引出线及套管上的各种短路保护故障，是变压器的主保护。
图3-4变压器差动保护单项原理接线图
纵联差动保护是按比较被保护的变压器两侧电流的大小和相位的原理实现的。为了实现这种比较，在变压器两侧各装设一组电流互感TA1、TA2，其二次侧按环流法连接，即若变压器两端的电流互感器一次侧的正极性端子均置于靠近母线的一侧，则将它们二次侧的同极性端子相连接，再将差动继电器的线圈按环流法接入，构成纵联差动保护，见图2-3。变压器的纵差保护与输电线的纵联差动相似，工作原理相同，但由于变压器高压侧和低压侧的额定电流不同，为了保证变压器纵差保护的正常运行，必须选择好适应变压器两侧电流互感器的变比和接线方式，保证变压器在正常运行和外部短路时两侧的二次电流不同。其保护范围为两侧电流互感TA1、TA2之间的全部区域，包括变压器的高、低压绕组、套管及引出线等。
从图3-4可见，正常运行和外部短路时，流过差动继电器的电流为2212I I I r -=，在理想的情况下，其值等于零。但实际上由于电流互感器特性、变比等因素，流过继电器的电流为不平稳电流。变压器内部故障时，流入差动继电器的电流为2212I I I r +=，即为短路点的短路电流。当该电流大于KD 的动作电流时，KD 动作。
由于变压器各侧额定电压和额定电流不同，因此，为了保护其纵联差动保护正确动作，必须适当选择各侧电流互感器的变比，使得正常运行和外部短路时，
差动回路内没有电流。如图3-4中，应使
22
112212TA TA n I n I I I === （1-1）
式中1TA n ——高压侧电流互感器的变比；
2TA n ——低压侧电流互感器的变比。
式（1-1）说明，要实现双绕组变压器的纵联差动保护，必须适当选择两侧电流互感器的变比。因此，在变压器纵联差动保护中，要实现两侧电流的正确比较，必须先考虑变压器变比的影响。
实际上，由于电流互感器的误差、变压器的接线方式及励磁涌流等因素的影响，即使满足式（1-1）条件，差动回路中仍回流过一定的不平衡电流unb I . , unb I .
越大，差动继电器的动作电流也越大，差动保护灵敏度就越低。因此，要提高变压器纵联差动保护的灵敏度，关键问题是减小或消除不平衡电流的影响。 3.4 电力变压器相间短路的后备保护和过负荷保护
电力变压器相间短路的后备保护可根据变压器容量的大小和保护装置对灵敏度的要求，采用过电流保护、低电压起动的过电流保护、复合电压起动的过电流保护等方式。对于单侧电源的变压器保护装置安装在变压器电源侧，即作为变压器本身故障的后备保护，又反映变压器外部短路引起的过电流。
3.4.1 过电流保护
过电流保护一般用于容量较小的降压变压器上，其单相原理接线如图 所示。保护装置的动作电流应按躲过变压器可能出现的最大负荷电流IL 。max 来整定，即
I op=Kre Krel
I L.max
式中 Krel —可靠系数，一般采用1.2~1.3；
Kre —返回系数，一般采用0.85；
I L.max —变压器的最大负荷电流。
I L.max 可按下述两种情况来考虑：
(1)对并列运行的变压器，应考虑切除一台变压器以后所产生的过负荷。若各变压器的容量相等时，可按下式计算为
I L.max =1 m m
I N 。B
式中 m —并列运行的变压器的台数；
I N 。B —变压器的额定电流。
(2) 对降压变压器，应考虑负荷中电动机起动时的最大电流，即
I L.max ＝Ｋss I’ L 。max
式中Kss ——自起动系数，其值与负荷性质及用户与电源间的电气距离有关，在110KV 降压变电站，对6～ 10KV 侧，KSS=1.5～ 2.5；35KV 侧，KSS=1.5～ 2.0。
IL,max ——正常运行时的最大负荷电流。
保护装置的灵敏校验
Ksen=op I I k.min
式中Ik.min ——最小运行方式下，在灵敏度校验发生两相短路时，流过保护装置的最小短路电流。
在被保护变压器受电侧母线上短路时，要求sen K =1.5-2.0；在后备保护范围末端短路时，要求2.1 sen K
保护装置的动作时限应与下一级过电流保护配合，要比下一级保护中最大动作时限大一个时限级差 Δt
3.4.2 低电压起动的过电流保护
低电压起动的过电流保护单相原理接线如图3-6 所示。保护的起动元件包括电流继电器和低电压继电器。
电流继电器的动作电流按躲过变压器的额定电流整定。即
I op=Kre Krel
I N 。B （1-8）
故其动作电流比过电流保护的起动电流小，提高了保护的灵敏性。
低电压继电器的动作电压Uop=0.7UN.B
电流元件的灵敏系数按式（ 1-8 ）校验，电压元件的灵敏系数按下式校验，即 Ksen= max .k op
U U
式中Uk.max ——最大运行方式下，灵敏系数校验点短路时，保护安装处的最大电压。
对装设在变压器低压侧的低电压继电器，若在变压器高压侧短路，其灵敏系数不能满足要求时，可在变压器高压侧再装一套低电压继电器，两套低电压继电器的接点并联。
3.4.3 复合电压起动的过电流保护 若低电压起动的过电流保护的低电压继电器灵敏系数不满足要求，可采用复合电压起动的过电流保护。
电压起动的过电流保护的过电流保护的原理图与低电压起动的过电流保护基本相同，不同的是用一个低电压继电器和一个负序电压继电器代替了低电压起动的过电流保护中的三个低电压继电器，使得保护的灵敏度提高了很多。负序电
摘要 变压器作为联系不同电压等级网络的设备，是电力系统中非常重要的元件。变压器的安全运行关系到整个电力系统供电的可靠性。随着变压器电压等级和容量的提高，变压器本身也越来越贵重。因此变压器保护显得尤为重要，如何能够快速准确的切除变压器故障，使损失降低到最小，同时又要保证有足够的可靠性，就成了变压器保护的主要问题。 本文就此问题对当前变压器出现的各种故障及相应的保护原理进行了简要分析，并在此基础上对变压器保护装置进行了简单设计。该设计的硬件部分以ATmega16为系统的核心，通过对温度、电压及电流进行数据采集并送入信号处理电路，从而准确地得到控制系统可以识别的数字信号。 该设计的软件部分介绍了三种A VR单片机的应用软件，并对系统的主要流程作出了说明，讲述了单片机如何对处理得到的数字信号进行监视、判断处理，及时对各种保护装置发出声光报警或跳闸信号，进而更好地提高变压器运行的安全性和可靠性，确实做好变压器保护工作。 关键字：变压器保护微机保护单片机差动保护
Applications of Single chip in Transformer Protection Abstract As the equipment contacts various voltage grade networks, the transformer is one of the important elements in the electrical power system. The transformer running whether in security has relation to the reliability of whole electrical power system. With transformer voltage grade and capacity increase year after year, the transformer more and more expensive. Thus transformer protects bulk more important. In order to reduce the losses to the minimum and ensure there is sufficient reliability, how to clear the transformer faults quickly and accurately becomes the main problem of transformer protection. On this issue, the paper gives a brief analysis to the faults of transformer and the corresponding protection principle. And on the basis of this, carry out a simple design of transformer protective device. The design of hardware takes ATmega16 as the core, collecting the temperature, voltage and current and sending to signal processing circuit to obtain the digital signal that control system can identify accurately. The design of software introduces three kinds of application software and shows the main flow chart of the system, explains how the SCM to monitor and judge the digital signals had handled, send sound and light alarm or tripping signal to the protective device promptly, which serves to improve the operation of the transformer safely and reliability better, really do a good job on transformer protection. Keywords:transformer protection microcomputer-based protection SCM differential protection
编6 关于配电变压器常见问题对策研究 分院名称： 专业： 班级： 学生姓名： 校内指导教师： 企业指导教师：
目录 摘要 (4) 一、绪论 (4) 1、电压互感器的分类 (4) 2、电压互感器预防性试验项目 (4) 二、电磁型电压互感器的预防性试验 (4) （一）绝缘电阻试验 (5) 1、绝缘电阻的试验目的 (5) 2、绝缘电阻的试验设备 (5) 3、绝缘电阻的试验方法 (5) 4、绝缘电阻的试验结果 (6) 5、绝缘电阻的试验结果分析 (6) （二）介质损失角正切值测量 (6) 1、介质损失角正切值测量的试验目的 (6) 2、介质损失角正切值测量的试验设备 (6) 3、介质损失角正切值测量的试验方法及试验结果 (6) 4、介质损失角正切值测量的试验结果分析 (7) （三）直流电阻试验 (9) 1、直流电阻试验的试验目的 (9) 2、直流电阻试验的试验设备 (9) 3、直流电阻试验的试验方法及试验结果 (9) 4、直流电阻试验结果分析 (10) （四）伏安特性试验 (10) 1、伏安特性试验的试验目的 (10) 2、伏安特性试验的试验设备 (10) 3、伏安特性试验的试验方法 (10) 4、伏安特性试验的试验结果 (10) 5、伏安特性试验的试验结果分析 (10) (五) 极性和变比试验 (11) 1、极性和变比试验的试验目的 (11)
2、极性和变比试验的试验设备 (11) 3、极性和变比试验的试验方法 (11) 4、极性和变比试验的试验结果 (12) 5、极性和变比试验的试验结果分析 (12) (六) 互感器交流耐压试验 (12) 1、互感器交流耐压试验的试验目的 (12) 2、互感器交流耐压试验的试验方法及结果判断 (12) 三、电容式电压互感器 (12) 1、电容分压器介损正切值测量的试验接线 (12) 2、电容分压器介损正切值测量的试验结果 (13) 3、电容分压器介损正切值测量的试验结果分析 (13) 总结 (14) 致谢 (14) 参考文献 (15)
随着新增发电装机的不断增长，我国对各类变压器的需求也持续增长。近年来，国内变压器行业通过引进国外先进技术，使变压器产品品种、水平及高电压变压器容量都有了大幅提高。国内企业生产的变压器品种包括超高压变压器、换流变压器、全密封式变压器、环氧树脂干式变压器、卷铁心变压器、组合式变压器等。此外，随着新材料、新工艺的不断应用，国内各变压器制造企业还不断研制和开发出各种结构形式的变压器，以适应市场发展。 1变压器行业规模和市场结构分析 目前，我国注册的变压器生产企业1000多家，有能力生产500kV 变压器的企业不超过10家，其中包括特变电工的沈阳变压器厂、衡阳变压器厂、西安变压器厂、保定天威保变电气股份有限公司、常州 压器有限公司等；能生产220kV变压器的企业不超过30家，生产110kV级的企业则有100家左右，其中年产超过百台的企业有特变电工衡变、沈变，保变、青岛青波、华鹏等厂家；生产干式配电变压器的企业约有100家，生产能力在100万kV?A以上的企业有顺德、金乡、许继、华鹏等厂家；生产箱式变压器的企业有600~700家。
我国变压器行业规模庞大，但中小企业居多。根据截止2008年11月的统计，我国变压器行业内共有企业1589个，工业总产值超过1亿的只有130多家，员工人数超过2000人的只有16家。根据统计，销售收入最高的保定天威达到了107.9亿元，占全行业的5.86%，前10名企业的累计份额为20.6%。近年来，通过技术改造、兼并重组和扩张等方式，我国变压器类产品的生产能力大幅度提升。例如，特变 生产厂，保定天威拥有保定、秦皇岛、合肥等生产厂。三个集团变压器类产品的生产能力均接近或超过80000MV?A。与此同时，以华鹏、达驰、青岛、钱江等企业为代表的生产企业也在逐步地扩大自己的生产规模，提高自己的生产能力，年生产能力均在千万千瓦时以上。 中国投资，近年来在我国建立的变压器合资生产企业，如ABB、西门子、阿海珐、东芝、晓星等，在中国变压器市场上尤其是在高电压等级产品上占有一定的份额。 目前，在中国境内生产变压器的企业主要分为四大阵营：ABB、阿海珐、西门子、东芝等几大跨国集团公司以绝对优势形成了第一阵营，占据20%～30%的市场份额，且市场份额仍在不断扩大；保变、西变、特变等国内大型企业通过提升产品的技术水平和等级，占有
单相变压器毕业设计 Document serial number【UU89WT-UU98YT-UU8CB-UUUT-UUT108】
目录 单相变压器的设计 摘要：本次设计的课题是单相变压器，基本要求是输入电压范围在24V到60V，功率为100W的单相升压变压器。首先要了解变压器的工作原理、结构和分类，
其次是变压器的设计步骤包括额定容量的确定；铁芯尺寸的选定；绕组的匝数与导线直径；绕组（线圈）排列及铁芯尺寸的确定。 关键词：变压器基本原理设计步骤 前言 随着科学技术进步，电工电子新技术的不断发展，新型电气设备不断涌现，人们使用电的频率越来越高，人与电的关系也日益紧密，对于电性能和电气产品的了解，已成为人们必需的生活常识。 变压器是一种静止的电气设备，它是利用电磁感应原理把一种电压的交流电能转变成同频率的另一种电压的交流电能，以满足不同负载的需要。在电力系统中，变压器是一个重要的电气设备，它对电能的经济传输，灵活分配和安全使用具有重要的作用，此外，也使人们能够方便地解决输电和用电这一矛盾。 输电线路将几万伏或几十万伏高电压的电能输送到负荷区后，由于用电设备绝缘及安全的限制，必需经过降压变压器将高电压降低到适合于用电设备使用的低电压。当输送一定功率的电能时，电压越低，则电流越大，电能有可能大部分消耗在输电线路的电阻上。为此需采用高压输电，即用升压变压器把电压升高输电电压，这样能经济的传输电能。 它的种类很多，容量小的只有几伏安，大的可达到数十万千伏安；电压低的只有几伏，高的可达几十万伏。如果按变压器的用途来分类，几种应用最广泛的变压器为：电力变压器、仪用互感器和其他特殊用途的变压器；如果按相数可以分为单相和三相变压器。不管如何进行分类，其工作原理及性能都是一样的。变压器是通过电磁耦合关系传递电能的设备，用途可综述为：经济的输送电能、合
电气系毕业设计题 目大全
集成电路型方向阻抗继电器设计锅炉过热汽温模糊控制系统的设计 基于小波分析和神经网络理论的电力系统短路故障研究 谐振接地电网调谐方式的性能分析与实验测试 电力系统继电保护故障信息采集及处理系统 消弧线圈接地补偿系统优化研究 面向对象的10kV配电网拓扑算法研究 蚁群算法在配电网故障定位中的应用 中性点接地系统三相负载综合补偿 电力有源滤波器控制设计 110kV电力线路故障测距 防窃电装置的分析与设计 基于单片机的数字电能表设计 跨导运算放大器在继电保护中的应用 基于微机的三段式距离保护实验系统开发 小干扰电压稳定性实用分析方法研究 基于灰色系统理论的电力系统短期负荷预测 冲击负载引起电压波动与闪变分析 基于等波纹切比雪夫逼近准则最优化方法设计FIR滤波
电力系统智能稳定器PSS的设计 基于模糊集理论的电力系统短期负荷预测 基于labview虚拟仪器的电力系统测量技术研究 基于重复控制的冷轧机轧辊偏心补偿系统 基于模糊聚类的变压器励磁涌流与短路电流的识别基于蚁群算法的配电网报装路径优化 基于虚拟仪器的变压器保护系统设计 配网无功功率优化 复合控制型电力系统稳定器研究 电力系统鲁棒励磁控制器设计 基于标准系统方块图的OTA-C滤波器的实现 6-10KV电网线损理论计算潮流算法研究 基于DSP的逆变电源并联系统的功率检测技术研究滤除衰减非周期分量的微机保护算法研究 分布式电力系统发电机动态模型仿真研究 基于MSP430单片机的温度测控装置的设计 电力系统谐波分量计算-最小二乘法 用户供电事故自动回馈系统 电力系统谐波抑制的仿真研究
电力变压器故障检测技术的现状与发展趋势白文海 发表时间：2019-05-31T09:38:19.970Z 来源：《电力设备》2019年第1期作者：白文海[导读] 摘要：在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。 （江苏大唐国际吕四港发电有限责任公司江苏省 226246）摘要：在电能的传输和配送过程中，电力变压器是能量转换、传输的核心，是国民经济各行各业和千家万户能量来源的必经之路，是电网中最重要和最关键的设备。电力设备的安全运行是避免电网重大事故的第一道防御系统，而电力变压器是这道防御系统中最关键的设备。变压器的严重事故不但会导致自身的损坏，还会中断电力供应，给社会造成巨大的经济损失。因此，本文对电力变压器故障检测技术 的现状与发展趋势进行分析。 关键词：电力变压器；故障检测技术；现状；发展趋势作为电力系统中的关键组成部分，变压器的稳定运作对发挥电气设备的作用以及价值有着关键的影响，只有为电力变压器的正常运作营造良好的环境，才能够提高整个电力系统的稳定性。对于电力公司来说，在实践运作的过程之中需要积极地引进先进的变压器设备，严格按照各项工作落实的实质要求，采取水平较高的变压器故障检测技术，通过建立良性运作的管理机制来发挥电力变压器应有的作用，只有这样才能够从整体上促进电力系统的稳定性，实现安全供电以及正常供电。 1变压器常见故障产生原因 1.1变压器渗油 密封材料的工艺质量较差，密封结构的设计和制造工艺比较粗糙，变压器在出厂前没有试装；剪裁、下料的工艺质量差和焊工水平低导致焊接质量差，假焊现象、背面焊接不好导致焊结构不合理；采购人员不了解相关的技术参数随意采购不合标准的部件；由于专业班组管理不到位、技术不过关导致变压器安装和大修后渗油率超过2%；装配过程中密封胶垫压得过紧、法兰和箱盖紧偏、密封面不平等都会使装配程序不符合专业标准。 1.2短路故障 变压器的短路故障一般是发生在变压器的出口电路。若发生短路故障，变压器绕组可能通过额定电流数十倍的短路电流，短路电流会在绕组上产生大量的热及电动力，从而使绕组变形甚至绝缘损坏，还会使其内部的压紧装置、引线、套管和油箱发生变形、位移等损伤，更甚者还会产生火灾。 1.3绝缘故障 变压器绝缘是变压器在正常工作、运行的基本条件。电力变压器绝缘有主绝缘和绕组纵绝缘，主绝缘一般是指辐向主绝缘和绕组端部主绝缘以及引线至接地体和其相对应部分的绝缘等，绕组纵向绝缘是指满足变压器运行中沿线段间及匝间电位梯度而采取的绝缘措施。电力变压器通常采用矿物油作为绝缘和散热的媒质，采用绝缘纸及纸板来绝缘。在长时间运行中，这些化合物由于受电场，水分、温度、机械力的作用，会逐渐劣化，引起故障，并最终导致变压器寿命的终结。 2变压器故障检测技术 2.1在线监测技术 在线监测技术主要使用的是振动分析法和局部放电检测法等两种。一是，振动分析法。该分析方法指的是变压器运行时，要监测变压器的振动信号的强弱，并且分析总结出现这样监测结果的原因，进而可以对变压器的运行状态进行实时的检测，有利于及时发现故障问题，在小故障酿成大故障前，便得到解决。二是，局部放电检测法。该检测方法指的是变压器在运行过程中的机械内部出现故障，进而引发了局部的放电现象，这样会影响放电的水平和放电的速度。所以有必要针对变压器的局部放电情况，加强日常地有效地判断，检测变压器安全隐患是否存在，并对这些问题进行有针对性地解决，来确保机械的安全稳定运行。 2.2气相色谱仪技术 许多的电力企业在稳定运作的过程之中，为了有效地避免各类故障所带来的影响以及损失开始积极的采取气相色谱仪技术，通过这种技术来分析检测混合气体之中的不同组成部分。不可否认，该技术的应用能够有效的促进工作效率的提升，同时还能够真正的实现安全可靠和操作简便。另外结合相关的实践调查可以看出，气相色谱仪技术获得了广泛的应用。在进行气体检测技术应用的过程之中，许多工作人员可以通过高分子膜来实现油气的有效分离，另外高分子聚合物还能够直接透过变压器油中溶解的气体来平衡整个变压器设备，保证变压器设备的稳定运作。当然，如果情况较为特殊并且需要用到变压器，对不同的气体进行检测就可以采取纳米晶型半导体传感器，通过这种形式来促进气体的扩散，更好地实现整个设备的稳定运作。 2.3感器列阵技术 对于感器列阵技术而言，在变压器故障检测技术中该技术也起到了十分重要的作用。为此，电力检测维修工作人员需要熟练地掌握该项技术，并将该项技术科学合理地运用到检测故障的工作，可以有效提高变压器的安全运行指数，使得运行的状态不受到外界干扰。并且由于这项传感器具有以下的优点∶选择性高、敏感度高等优点，使用传感器进行在线检测，进而提高检测故障气体的浓度的速度，有利于含量的检测，可见不但可以提高检测的速度，而且还可以提升变压器故障检测技术水平，降低变压器的检测故障的出现的几率。 2.4红外光谱技术 检修人员可以利用红外光谱来进行有效的检测，该技术的运用以及精确度相对比较高，同时检测速度快，后期的维修环节较为简单，因此能够有效的保障整个电力变压器故障的及时检测，充分地发挥不同技术的作用。从目前来看，在应用红外光谱技术的过程之中，电力检修人员可以结合不同的检测仪器将定量分析与定性分析相结合，了解电力变压器产生故障的真实原因，对不同的气体属性进行有效的监测，了解检测之后气体能量的具体变化，从目前来看，红外光谱技术的应用也十分普遍。 2.5其他监测措施的运用 低压脉冲测试也可作为一项实用、有效的变压器实时状态的探测方案，经实践验证已应用在检测变压器能否通过短路试验的有效措施。另外，电路绕组间运行的漏感测试、绝缘电阻验测及油的相对性湿度检测等也可作为变压器状态的监测实用方案。 3变压器状态检修技术的发展趋势
動力系發電廠及電力系統專業 畢業設計說明書 變壓器綜合保護器 指導教師：xxx 設計學生：xxx 河北 xx 大學（水電學院） 動力系 二○○八年六月 １
發電廠及電力系統專業畢業設計說明 序言 本說明書是對變壓器綜合保護器的設計介紹。 該保護器可以對超載、短路、漏電、觸電四種情況進行保護，可以有效的保護設備及人身安全，防止事故發生，提高了農業用電的安全性及可靠性。設計結合了《單片機原理介面與應用》，《電路》，《電子技術》等專業課。在這次設計中得到了李臨生老師的大力幫助和指導以及同組同學的幫助，在此表示誠摯的謝意！但由於本人的知識和設計水準有限，設計中肯定有不足和錯誤之處，懇請各位老師多批評指正，以利於我今後的工作和學習。 一、設計題目：變壓器綜合保護器 二、設計目的：我國農村變壓器的數量十分龐大，有專供澆地水泵的， 有用於日常生活的，也有混在一起使用的。這些變壓器在農村的 各方面都起著非常重要的作用，但由於農村條件有限，用戶有時 不守規範，容易造成超載、短路、漏電、觸電事故，針對這種情 況，為了保證農村變壓器能夠長期正常運行而設計了該保護器。 本保護器安裝在變壓器低壓側，當上述四種參考數超過規定值時，可以及時切斷供電，有效的保護人身及設備安全，防止事故發生，提高農業用電的安全性和可靠性。 三、設計思路： 用穿心400安培CT測量變壓器工作電流，用高靈敏度CT測 ２
量三相接地的合成漏電流.使用89C51單片機，分別採樣判別變壓器的輸出電流和接地漏電流按照預定值，判斷是否斷電，送電或重合閘。此保護器採用獨特的複位電路以適用應現場惡劣的電磁環境，保證能夠長期可靠的運行，不發生死機現象。使用廉價的A/D轉換模式，把電流採樣數位化，觸電的判別採用鑒相方式，運用三相點合成理論，避免動作死區。 四、主要功能： 1、漏電流保護範圍0~400 mA，分2 檔可調。 2、觸電電流保護範圍15~400 mA，分2檔可調。 3、超載時延時30 s切斷，短路時立即切斷。 4、有自動重合閘功能，間隙30 s。 5、採用廉價的A/D轉化方式。 6、設計複位電路，保證電路運行時永遠不會出現死機現象。 ３
毕业设计 设计题目电力变压器保护设计系（部）电力工程系 学科专业供用电技术 班级 姓名 学号 指导教师 二〇一六年四月二十三日
工程学院毕业设计任务书
工程学院毕业设计成绩表
摘要 电力变压器是电力系统中不可缺少的重要设备，他的故障给供电可靠性和系统的正常运行带来严重的后果，同时大容量变压器也是非常贵重的元件，因此，必须根据变压器的容量和重要程度装设性能良好的、动作可靠的保护元件。 本文是笔者在阅读了大量专业资料、咨询了很多的专家和老师的前提下，按照指导老师所给的原始资料，通过系统的原理分析、精确的整定计算。做出的一套电力变压器保护方案。 关键词电力系统故障，变压器，继电保护，整定计算
ABSTRACT The transformer is the essential equipment in the electrical power system．Its breakdown might bring the serious influence to the power supply reliability and the system safely operation．At the same time the large capacity power transformer is the extremely precious equipment．Therefore．We must install the reliable relay protection installment according to the transformer capacity rankand the important degree． The article is about the relay protection of the transformer.I had consulted many experts and teachers before I finished the article．At the same time the massive specialized materials was consulted by me． It is not diffcult to understand the logical organiztion of the article for readers．And the article will bring the usful help to the comrades who is working as a electrical engineer. Keywords Power System Fault Condition, Power Transformer, Relay
电力变压器最新发展趋势及现状 电力变压器是发、输、变、配电系统中的重要设备之一，它的性能、质量直接关系到电力系统运行的可靠性和运营效益。 一、电力变压器品种 （一）配电变压器我国中小型配电变压器最初是以绝缘油为绝缘介质发展起来的；进入20世纪90年代，干式变压器在我国才有了很快的发展。 （1）油浸式配电变压器S9系列配电变压器，S11系列配电变压器，卷铁心配电变压器，非晶合金铁心变压器。为了使变压器的运行更加完全、可靠，维护更加简单，更广泛地满足用户的需要，近年来油浸式变压器采用了密封结构，使变压器油和周围空气完全隔绝，从而提高了变压器的可靠性。目前，主要密封形式有空气密封型、充氮密封型和全充油密封型。其中全充油密封型变压器的市场占有率越来越高，它在绝缘油体积发生变化时，由波纹油箱壁或膨胀式散热器的弹性变形做补偿。 （2）干式变压器干式变压器由于结构简单，维护方便，又有防火、难燃等特点，我国从20世纪50年代末即已开始生产，但近10来年才开始大批量生产。干式变压器种类很多，主要有浸渍绝缘干式变压器和环氧树脂绝缘干式变压器两类。 （二）箱式变压器箱式变压器具有占地少，能伸入负荷中心，减少线路损耗，提高供电质量，选位灵活，外形美观等特点，目前在城市10Kv、35kV电网中大量应用。我国目前所使用的箱式变压器，主要是欧式箱变和美式箱变，前者变压器作为一个单独的部件，即高压受电部分、配电变压器、低压配电部分三位一体。后者结构分为前后两部分，
前部分为接线柜，后部分为变压器油箱，绕组、铁心、高压负荷开关、插入式熔断器、后备限流熔断器等元器件均放置在油箱体内。目前有些厂家，已将卷铁心变压器移置到箱式变压器中，使箱式变压器体积和质量都有所减小，实现了高效、节能和低噪声级。 （三）高压、超高压电力变压器目前，我国已具备了110kV、 220kV、330kV和500kV高压、超高压变压器生产能力。超高压变压器的绝缘介质仍以绝缘油为主，根据电网发展的需要，变压器的生产技术正在不断提高。SF6气体绝缘高压、超高压变压器正在研究开发。 二、制造水平总体讲，我国电力变压器技术处于国际20世纪90年代初的水平，少量的处于世界20世纪90年代末的水平，与国外先进国家相比，还存在一定的差距。 1、铁心材料20世纪70年代，武汉钢铁公司在引进消化吸收日本冷轧硅钢片制造技术生产冷轧硅钢片的基础上，于20世纪90年代又引进了日本高导磁晶粒向冷轧硅钢片（HI-B）制造技术，制造出了节能效果更好的电力变压器铁心材料。但是由于产品数量不能满足需求及生产工艺两方面的问题，仍然要从日本、俄罗斯以及西欧等国进口部分冷轧硅钢片。在研制配电变压器铁心用非晶合金材料方面，我国于20世纪90年代初曾由原机械部、原冶金部、原电力部、国家计委、国家经贸委、原国家科委组成了专门工作组，对非晶合金铁心材料和非晶合金铁心变压器的设计和制造工艺开展了深入研究，研制的非晶合金铁心材料基本达到原计划指标的要求，并于1994年试制出电压10kV、容量160～500kVA的配电变压器，经电力用户试用表明，基本达到实用化的要求。 但对非晶合金材料制造工艺仍需进一步改进，才能达到批量生产的要求。1998年，上海置信公司引进了美国GE公司的制造技术，用美国非晶合金材料生产了非晶合金铁心变压器，目前已能生产电压10kV、容量50
配电变压器行业现状及未来发 展趋势分析 目录 CONTENTS 第一篇：我国将实施配电变压器能效提升计划----------------------------------- 2 第二篇：未来五年印度输配电变压器年增10.5% ------------------------------------------------------ 3 第三篇：2014 年中国配电变压器制造企业排名--------------------------------- 5 2014 年中国配电变压器制造企业排名------------------------------------------ 5 1 青岛变压器集团有限公司------------------------------------------------ 5 2 江苏华鹏变压器有限公司------------------------------------------------ 5 3 中电电气集团有限公司-------------------------------------------------- 6 4 顺特电气有限公司------------------------------------------------------ 6 5 江苏南瑞帕威尔电气有限公司-------------------------------------------- 6 6 杭州钱江电气集团股份有限公司------------------------------------------ 6 7 浙江正泰电器股份有限公司---------------------------------------------- 6 8 上海置信电气股份有限公司---------------------------------------------- 6 9 山东达驰电气有限公司-------------------------------------------------- 6 10 海南金盘电气有限公司------------------------------------------------- 6 第四篇：中国配电变压器行业分析报告 ---------------------------------------- 6 本文所有数据出自于《2015-2020 年中国配电变压器行业市场需求预测与投资战略规划分析报 告》
摘要 XF 110KV变电所是地区重要变电所，是电力系统110KV电压等级的重要部分。其设计分为电气一次部分和电气二次部分设计。 一次部分由说明书，计算书与电气工程图组成，说明书和计算书包括变电所总体分析;负荷分析与主变选择;电气主接线设计;短路电流计算;电气设备选择;配电装置选择;变电所总平设计及防雷保护设计。 二次部分由说明书，计算书与电气工程图组成。说明书和计算书包括整体概述;线路保护的整定计算;主变压器的保护整定计算;电容器的保护整定计算;母线保护和所用变保护设计。 计算书和电气工程图为附录部分。其中一次部分电气AutoCAD制图六张；二次部分为四张手工制图。 本变电所设计为毕业设计课题，以巩固大学所学知识。通过本次设计，使我对电气工程及其自动化专业的主干课程有一个较为全面，系统的掌握，增强了理论联系实际的能力，提高了工程意识，锻炼了我独立分析和解决电力工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定了必要的基础。 关键词: Ⅰ、变电所Ⅱ、变压器Ⅲ、继电保护
Abstract XF county 110KV substation is an important station in this distract, which is one of the extremely necessary parts of the 110KV network in electric power system. The design of the substation can be separated in two parts: primary part and secondary part of the electric design. The first part consists of specifications, computation book and Electrical engineering drawings about the design. The specifications has several parts which are General analysis of the station, Load analysis, The selection of the main transformer, Layout of configuration, Computation of short circuit; Select of electric devices, Power distribution devices, General design of substation plane and the design of thunderbolt protection. The second part also consists of specifications, computation book and electrical drawings about the design。Specifications and computation book include following section: General, The evaluation and calculate of line protection, Transformer protection, capacitor protection, Bus protection and Self-using transformer protection. Computation book, Electrical engineering drawings and catalogue of drawings are attached in the end。There are nine drawings total, in which four are prepared by hand, others are prepared by computer in which installed the software electrical AutoCAD. From other view, it also can be classified as first part and second part. This is a design of substation for graduation design test. It can strengthen our specified knowledge. Key-words: Ⅰsubstation Ⅱtransformer Ⅲ Relay protection
毕业设计(LLC变压器部分) 一．变压器设计计算 1.输入输出参数 输入电压：400VDC（PFC输出电压） 输出电压：55VDC 输出电流：10A 开关频率：70KHz 2.变压器设计计算 1）变压器磁芯选择 变压器尺寸选择要满足在工作频率想，温升在允许范围内、输出功率的要求。选择磁芯使用AP（面积乘积）计算方法，设原边匝数Np，副边Ns，Np匝上以电压V1工作时，根据法拉第定律： V1=Kf*fs*Np*Bw*Ae 式中fs---开关工作频率（Hz） Bw---工作磁通密度（T） Ae---磁芯有效面积（m2）Kf---波形系数，有效值与平均值之比，方波时为4 整理得： N P=V1/K f f s B W A e 铁芯窗口面积Aw乘上使用系数K0为有效面积，该面积为原边绕组N P占据的窗口面积N P Ap，与副边绕组Ns占据的窗口面积NsAs，之和，即 K0A W= N P Ap，+ NsAs， 式中K0---窗口使用系数（K0小于1）； Ap，---原边绕组每匝所占用面积； Aw---铁芯窗口面积； As，---副边绕组每匝所占用面积。 每匝所占用面积与流过该匝的电流值Ⅰ和电流密度J有关，如下式所示： Ap，=Ⅰ1/J As，=Ⅰ2/J 根据上面整理得： K0 Aw= V1/K f f s B W A e*(Ⅰ1/J)+ V2/K f f s B W A e*(Ⅰ2/J) 即 A w A e=(V1Ⅰ1+ V2Ⅰ1)/ K0 K f f s B W J （表达式1） A w A e 即变压器窗口面积和铁芯截面的乘积。V1Ⅰ1+ V2Ⅰ1为原边和副边功率。上式表明 工作磁密Bw、开关工作频率f s、窗口面积使用系数K0、波形系数K f和电流密度J都影响到面积的乘积。电流密度直接影响到变压器的温升，亦影响到A w A e，可表示为： J=K j(A w A e)X A 式中K j---电流密度比例系数； X---常数，由所用磁芯决定。 上面的表达式1又可表示为： A w A e=P T/ K0 K f f s B W K j(A w A e)X 整理得：AP=（P T104/ K0 K f f s B W K j）1/1+X
变压器产业及技术现状和发展趋势 随着新增发电装机的不断增长，我国对各类变压器的需求也持续增长。近年来，国内变压器行业通过引进国外先进技术，使变压器产品品种、水平及高电压变压器容量都有了大幅提高。国内企业生产的变压器品种包括超高压变压器、换流变压器、全密封式变压器、环氧树脂干式变压器、卷铁心变压器、组合式变压器等。此外，随着新材料、新工艺的不断应用，国内各变压器制造企业还不断研制和开发出各种结构形式的变压器，以适应市场发展。 1 变压器行业规模和市场结构分析 目前，我国注册的变压器生产企业1000多家（包括电力变压器、电子变压器、互感器和整流器等相关企业），有能力生产500kV变压器的企业不超过10家，其中包括特变电工的沈阳变压器厂、衡阳变压器厂、西安变压器厂、保定天威保变电气股份有限公司、常州东芝变压器有限公司、重庆ABB变压器有限公司、上海阿尔斯通变压器有限公司等；能生产220kV变压器的企业不超过30家，生产110kV级的企业则有100家左右，其中年产超过百台的企业有特变电工衡变、沈变，保变、青岛青波、华鹏等厂家；生产干式配电变压器的企业约有100家，生产能力在100万kV?A以上的企业有顺德、金乡、许继、华鹏等厂家；生产箱式变压器的企业有600~700家。 我国变压器行业规模庞大，但中小企业居多。根据截止2008年11月的统计，我国变压器行业内共有企业1589个，工业总产值超过1亿的只有130多家，员工人数超过2000人的只有16家。根据统计，销售收入最高的保定天威达到了107.9亿元，占全行业的5.86%，前10名企业的累计份额为20.6%。近年来，通过技术改造、兼并重组和扩张等方式，我国变压器类产品的生产能力大幅度提升。例如，特变电工拥有沈阳、衡阳、新疆、天津生产厂，西电公司拥有西安、常州生产厂，保定天威拥有保定、秦皇岛、合肥等生产厂。三个集团变压器类产品的生产能力均接近或超过80000MV?A。与此同时，以华鹏、达驰、青岛、钱江等企业为代表的生产企业也在逐步地扩大自己的生产规模，提高自己的生产能力，年生产能力均在千万千瓦时以上。 中国电力事业的蓬勃发展吸引了国际上的电工装备跨国公司在中国投资，近年来在我国建立的变压器合资生产企业，如ABB、西门子、阿海珐、东芝、晓星等，在中国变压器市场上尤其是在高电压等级产品上占有一定的份额。 目前，在中国境内生产变压器的企业主要分为四大阵营：ABB、阿海珐、西门子、东芝等几大跨国集团公司以绝对优势形成了第一阵营，占据20%～30%的市场份额，且市场份额仍在不断扩大；保变、西变、特变等国内大型企业通过提升产品的技术水平和等级，占有30%～40%的市场份额；以江苏华鹏变压器有限公司、顺特电气有限公司、青岛青波变压器股份有限公司、常州变压器厂、山东达驰电气股份有限公司、杭州钱江电气集团有限公司等为代表的制造厂商形成了第三阵营；不少民营企业由于经营机制灵活，没有非生产性的负担，也形成了一定的市场份额，形成第四阵营。 随着行业的竞争越来越激烈，我国变压器企业一方面面临研发设计、品牌塑造、高新技术专业人才引进、跨国营销体系的建立等方面的挑战，这些都需要有创新的眼光和创新的能力作支撑；另一方面，面对外资企业进入本土市场，国内变压器大企业竞相兼并重组，小企业则陷入价格战中，生存状况不佳。因此，我国变压器企业必须严格规范企业管理，满足国际化经营对企业的新要求；同时，尽快突破高端技术，拓展新市场。 2 我国变压器产品发展现状 （1）电力变压器。目前，已在系统运行的代表性产品包括：1150 k V、1200MV?A，735～765kV、800MV?A，400～500kV、3φ750MV?A或1φ550MV?A，220kV、3φ1300MV?A电力变压器；
苏州工业职业技术学院 Suzhou Institute Of Industrral Techno'llogy 5KVA 单相变压器的设计分析 学生姓名: 专业班级: 数控11C1 学 号: 111021130 2014 年4月22日 部: 精密制造工程系 指导教师: 屠春娟、居正龙 王利杰
本人所呈交的5KVA单相变压器的设计分析,是我在指导教师的指导和查阅相关著作下独立进行分析研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体, 均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名: 日期:
【摘要】 变压器调压装置、电源电压波动、线路电压损失等变化都可造成用户电压不稳定，影响用电设备正常工作，此时需调整输出电压以保证用户电压保持稳定。高压输电可以使电能集中，从而减小电能在传输的时候的损耗，但是高压电对普通家庭用电器以及电路有致命的伤害，所以变压器就应运而生了。单相变压器由于损耗小、容量小、重量轻等优势可以方便的深入负荷中心，而具有极强的适用性。本课题主要以单相变压器为研究对象，首先，介绍了单相变压器的应用和结构；其次，介绍了单相变压器的主要设计思路，包括客户要求、用途分析、材料分析、结构分析；然后，介绍了单相变压器各个参数的计算，包括铁芯、线圈、直流电阻、负载损耗（115度）、温升及散热能力、阻抗电压等的计算；最后，介绍了单相变压器的机械结构设计过程及装配过程。 【关键词】：变压器；计算；设计；装配;
2 15 16 17 目录 引言 ......................... 一、 变压器的介绍 ............. （一） 变压器的应用........... （二） 单相变压器的原 理........ （三） 单相变压器的结 构........ 二、 设计思路 ............... （一） ..................... 客 户要求 ..................... （二） ..................... 用途分析 ..................... （三） ..................... 材料分析 ..................... （四） ..................... 结构分析 ..................... 、单相变压器参数的计算.... 铁芯确定 .................... 线圈确定 .............. 直流电阻计算 ........... 负载损耗计算（115度） 温升及散热能力计算.... 阻抗电压计算 ............ （四） （五） （六） 四、机械结构设计过程 ......... （一） 线包草图绘制 .......... （二） 生成实体 .............. （三） 装配 .................. 总结 ......................... 参考文献 ..................... 谢辞 ......................... 10 11 12 12 13 13