变电所主变压器的设计及瓦斯保护

许昌职业技术学院 机电工程汽车系 薄关锋

河南省矿山起重机有限公司 姬宏

随着经济的发展，对用电质量要求也是越来越高。在设计和改进变电所时，变压器的选择设计和保护非常重要。本文，笔者从选择原则、电压等级、台数、形式、计算、瓦斯保护几方面入手，以期能在变压器设计实践中起到实际作用。

一、变压器的选取原则

总降压变电所变压器台数的确定需综合考虑负荷容量、对供电可靠性的要求、发展规划等因素。变压器台数越多，供电可靠性就越高，但设备投资必然加大，运行费用也要增加。因此，在满足可靠性要求的条件下，变压器台数越少越经济。

对三级负荷供电的变电所以及对可取的低压设备电源的一二级负荷供电时，皆选用一台主变压器。对于有大量一、二级用电负荷、或总用电负荷季节性（或昼夜）变化较大、或集中用电负荷较大的单位，应设置两台及以上电力变压器。如有大型冲击负荷，如高压电动机、电炉等动力，为减少对照明或其他负荷的影响，应增设独立变压器。对供电可靠性要求高，又无条件采用低压联络线或采用低压联络线不经济时，也应设置两台电力变压器。选用两台变压器时，其容量应满足在一台变压器故障或维修时，另一台仍能保持对一、二级用电负荷供电，但需对该台变压器负荷能力及其允许运行时间进行校核。

二、变压器电压等级的选择

变压器原、副边电压的选择与用电量的多少、用电设备的额定电压以及与高压电力网的距离的远近等因素都有关系。总的来说，高压绕组的电压等级应尽量与当地的高压电力网的电压一致，而低压侧的电压等级应根据用电设备的额定电压而定，当用电量较小（350 kVA 以下）、供电半径较小（不超过800 m）时，多选用0～4 kV的电压等级。当用电量和供电半径都较大时，则要由较高等级的电源供电。

三、变压器的台数的选择

变压器的台数的选择的要求如下。

1.选择一台的适用范围。总计算负荷不大于1 250 kVA 的三级负荷变电所；变电所另有低压联络线，或有其他备用电源，而总的计算负荷不大于1 250 kVA的含有部分一、二级负荷的变电所。

2.选择两台的适用范围。供含有大量一、二级负荷的变电所；供总的计算负荷大于1 250 kVA 的三级负荷变电；季节性负荷变化较大，从技术经济上考虑经济运行有利的。

四、变压器的型式的选择

1.油浸式。适用范围为一般正常环境的变电所，可优先选择SL7、S7、S9等系列低损耗配电变压器。

2.干式。适用于防火要求较高或环境潮湿、多尘的场所，可选择SCL等系列环氧树脂浇注式变压，它具有较好的难燃、防尘和防潮的性能。

3.密闭式。用于具有化学腐蚀性气体、蒸汽或具有导电、可燃粉尘、纤维会严重影响变压器安全运行的场所，可选用SL14等系列全密闭式变压器，它具有防震，防尘、防腐蚀性能，并可与可爆性气体隔离。

4.防雷式。适用于多雷区及土壤电阻率较高的山区，可选用Sz 和S7 等系列的防雷变压器，具有良好的防雷性能，承受单相负荷能力较强。

5.有载调压式。适用于电力系统供电电压偏低或电压波动严重而用电负荷对电压质量又要求较高的场所，可选用SL7 和SZ9等系列有载调压变压器，属低损耗配电变压器，可优先选用。

五、变压器联接组别的选择

1.D，yn11的适用范围。由单相不平衡负荷引起的中性线电流超过变压器低压绕组额定电流的25%式时；供电系统中存在着较大的“谐波源”，高次谐波电流比较突出时。

2.Y，yn 的适用范围。三相负荷基本平衡，其低压中性线电流不致超过然组额定电流的25%时；系统中谐波干扰不严重时。

六、变压器选择计算

按计算负荷，无功补偿容量在计算出变压器的损耗从而求得变压器一次侧的计算负荷，作为选择变压器容量的重要依据。当变压器规格型号尚未确定时，其有功及无功损耗可由下式估算：

根据公式（1）变压器总损耗，查变压器技术数据选择。

综上所述，电力变压器台数和容量的确定，应根据配电计算负荷、供电可靠性要求和用电单位的发展规划等因素综合考虑确定，力求经济合理，满足用电负荷的要求。

七、变压器的瓦斯保护

瓦斯保护是电力变压器内部故障的一种基本保护装置。当变压器发生内部故障时，短路电流和电弧的作用是绝缘和油受高热分解产生大量气体引起油面和油流的变化。它是装设在变压器油箱和油枕管道上的瓦斯继电器动作，实现瓦斯保护。装设瓦斯保护的变压器，要求将装瓦斯保护侧抬高1.5%～2%。

瓦斯保护分轻瓦斯和重瓦斯两种，轻瓦斯保护作用于信号，重瓦斯保护作用于跳闸。重瓦斯保护是油箱内部故障的主保护，它能反映变压器内部的各种故障。当变压器组发生少数匝间短路时，虽然故障点的故障电流很大，但在差动保护中产生的差流不大，差动保护可能拒动，此时，靠重瓦斯保护切除故障。

八、结论

瓦斯保护的主要优点是动作迅速、灵敏度高、结构简单、可靠性高、安装容易、能反映变压器油箱内的各种故障，缺点是不能反映油箱外部套管和引出线故障，因此瓦斯保护不能作为变压器的唯一保护装置，而应与其他保护装置相配合。