单元制培训件用技三变压器检查与分析石.pptx
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1、 变压器在电力系统中起着变压器在电力系统中起着传输传输、分配分配电能电能的重要作用。的重要作用。当远距离传输大功率电能时,当远距离传输大功率电能时,可以用变压器升高电压,减小电流,以降低可以用变压器升高电压,减小电流,以降低输电线路损耗,节省输电线材;在用户处,输电线路损耗,节省输电线材;在用户处,还可以用变压器降低电压等级以满足配电和还可以用变压器降低电压等级以满足配电和安全用电的需要。安全用电的需要。此外,变压器还广泛应用于电气测量、自动控制、金属冶炼、焊接及其他方面。第第1页页/共共126页页3.变压器的基本工作原理:一次侧一次侧二次侧二次侧铁铁芯芯N1N2电源电源负载负载第第2页页/共
2、共126页页可见,只要改变线圈的匝数,就能达到改变电压的目的。可见,只要改变线圈的匝数,就能达到改变电压的目的。简述:简述:变压器利用电磁感应原理,借助具变压器利用电磁感应原理,借助具有不同匝数的原、副绕组之间的磁耦合作用,有不同匝数的原、副绕组之间的磁耦合作用,改变原、副边电压、电流,而不改变频率,从改变原、副边电压、电流,而不改变频率,从而实现交流电能传递的目的。而实现交流电能传递的目的。其中:若第第3页页/共共126页页模块模块2变压器的分类变压器的分类 1.1.按用途分按用途分:电力变压器、调压变压器、仪用变压器、矿用变压器、试验用变压器及特殊变压器(整流、电焊、脉冲变压器)2.按相数
3、分:单相变压器和三相变压器和多相变压器;3.按线圈数:双线圈变压器、三线圈变压器和自耦变压器;4、按铁心结构:心式变压器和壳式变压器;5.按冷却方式分:干式变压器,油浸式变压器(油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环冷却和强迫油循环导向冷却)和充气式变压器等(如:充SF6的中小变压器);6.按容量分:小型变压器-630KVA以下 中型变压器-800-6300KVA 大型变压器-8000-63000KVA 特大型变压器-80000KVA及以上第第4页页/共共126页页模块模块3变压器的基本结构变压器的基本结构 电力变压器主要有两类:电力变压器主要有两类:1 1、干式变压器:容量较小,防火防爆性
4、能好,、干式变压器:容量较小,防火防爆性能好,无污染、免维护。无污染、免维护。2 2、油浸式变压器:容量大、单位容量造价低,、油浸式变压器:容量大、单位容量造价低,运行维护复杂;运行维护复杂;下面以油浸式变压器为例,简介变压器的下面以油浸式变压器为例,简介变压器的基本结构。基本结构。第第5页页/共共126页页 一一.油浸式变压器的基本结构油浸式变压器的基本结构 器身器身(铁芯(铁芯绕组)绕组)铭牌铭牌安全气道安全气道储油柜储油柜气体继电器气体继电器油箱油箱高压套管高压套管低压套管低压套管分接开关分接开关第第6页页/共共126页页(一)铁心:作用:构成变压器的主磁路,兼作器身骨架。材料:0.23
5、0.35mm厚表面涂有绝缘漆膜的硅钢片迭装而成的闭合框体。结构:心式、壳式、渐开线式、成型卷片式第第7页页/共共126页页 第第8页页/共共126页页 铁心结构:心式:心式:结构简单,工艺性好,广泛采用结构简单,工艺性好,广泛采用壳式:壳式:机械强度好,但制造复杂,耗材多机械强度好,但制造复杂,耗材多心式壳式第第9页页/共共126页页 第第10页页/共共126页页(二)绕组作用 是变压器的电路部分,通过电磁感应实现交是变压器的电路部分,通过电磁感应实现交流电能的传递流电能的传递材料 一般用绝缘材料包裹的铜线或铝线绕成。一般用绝缘材料包裹的铜线或铝线绕成。线圈在铁心上排列方式:同心式同心式-为了
6、适应不同容量和电压等级的需要。又分为圆筒式、连续式、螺旋式和纠结式。交迭式交迭式-主要用于电焊变压器和电炉变压器。要求每相至少有两个匝数不同绕组(特例:隔离变压器)为便于线圈和铁心绝缘,低压绕组靠近铁心柱在里面,高压绕组在外面(同时也便于分接开关制作);第第11页页/共共126页页 绕组绝缘:1、主绝缘:绕组与铁芯之间、绕组与油箱之间、高低压绕组之间以及相间绝缘;2、纵绝缘:层间绝缘、匝间绝缘和段间绝缘。油箱及变压器油:钟罩式油箱:大型变压器;筒式油箱:其他变压器。变压器油的作用:一是绝缘,二是冷却。第第12页页/共共126页页 其他附属部件1、油枕(储油柜)2、安全气道(防爆管)3、瓦斯继电
7、器:轻瓦斯和重瓦斯4、绝缘套管:单一绝缘套管(纯瓷、树脂)复合绝缘套管(充油、充胶、充气)电容式套管(油纸电容式、胶纸电容式)5、调压装置:有载调压和无励磁调压第第13页页/共共126页页模块模块4变压器的冷却方式简述变压器的冷却方式简述 变压器运行时产生的各种损耗全部转变为热变压器运行时产生的各种损耗全部转变为热量,将使变压器的温度升高,加速其绝缘材料量,将使变压器的温度升高,加速其绝缘材料老化,缩短变压器的使用寿命。为保证变压器老化,缩短变压器的使用寿命。为保证变压器长期安全运行,需要对变压器实施冷却。长期安全运行,需要对变压器实施冷却。电力变压器常用冷却方式:电力变压器常用冷却方式:一、
8、一、油浸自冷式油浸自冷式(7500KVA及以下)二、二、油浸风冷式油浸风冷式(10000KVA以上)三、三、强迫油循环冷却强迫油循环冷却(50000KVA以上)四、四、强迫油循环导向冷却强迫油循环导向冷却(巨型变压器)(巨型变压器)第第14页页/共共126页页1、型号:表明变压器的基本类别和特点表明变压器的基本类别和特点.由字母和数字组成。由字母和数字组成。耦合方式耦合方式:自耦:O;一般不标相数相数:三相:S;单相:D 冷却方式冷却方式:油风:F;油自:;油水:S;迫风:FP;迫油水:SP;G:干绕组数绕组数:双:;三:S;调压方式调压方式:有载;Z;无载:;绕线材料绕线材料:铜:;铝:L额
9、定容量额定容量:KVA 高压绕组额定高压绕组额定电压电压:KV 模块模块5变压器的铭牌数据变压器的铭牌数据第第15页页/共共126页页2.额定值:额定功率额定功率:铭牌规定在额定使用条件下所输出的视在功率。铭牌规定在额定使用条件下所输出的视在功率。单位:单位:VA或或KVA国际标准容量系列为国际标准容量系列为R10系列系列即:即:=1.258925650,63,80,100,125,160,200 315,400500,630 800 1000 125016002000额定电压额定电压:指变压器长时间运行所承受的工指变压器长时间运行所承受的工作作电压。电压。单位:单位:V或或KV规定加在一次侧
10、的电压;单位:规定加在一次侧的电压;单位:V或或KV一次侧加额定电压,二次侧空载时的端电压。一次侧加额定电压,二次侧空载时的端电压。单位:单位:V或或KV额定电流额定电流:变压器额定容量下允许长期通过的电变压器额定容量下允许长期通过的电流。流。单位:单位:A或或KA(线电压)线电压)(线电流)(线电流)第第16页页/共共126页页变压器的铭牌参数变压器的铭牌参数2.额定值(续):单相变压器的关系式:单相变压器的关系式:额定频率额定频率:我国工频:我国工频:50Hz;三相变压器的关系式:三相变压器的关系式:(对于双线圈变压器一、二次侧的额定容量相等。)温升温升:变压器某部分的温度与周围冷却介质温
11、度之差变压器某部分的温度与周围冷却介质温度之差。第第17页页/共共126页页等级YAEBFHC最高温度 90105120130155180180油浸变干式变家电常用绝缘材料的分级我国油浸电力变压器大都采用我国油浸电力变压器大都采用A A级绝缘;干式变压器采用级绝缘;干式变压器采用E E级以上绝缘。级以上绝缘。A级绝缘使用材料为浸渍处理过的有机材料。如:棉纱、丝、纸、木材、沥青等。周围环境温度为周围环境温度为40 40 ,变压器极限温度为,变压器极限温度为105 105 绕组平均温度比油温高绕组平均温度比油温高1010为防止油质劣化,规定上层油温9595 正常情况下使绝缘油不过速氧化,上层油温8
12、5 强迫油冷的,上层油温75第第18页页/共共126页页联接组别:联接组别:反映三相变压器对称运行时,表示高、反映三相变压器对称运行时,表示高、低压线圈的连接方式及高、低压侧对应低压线圈的连接方式及高、低压侧对应线电动势(或线电压)之间的相位关系线电动势(或线电压)之间的相位关系的表示式。的表示式。我国标准联接组别有:我国标准联接组别有:Yd11YNd11Yyn0YNy0Yy0常用常用:Yd11 Yd11 YNd11 Yyn0 YNd11 Yyn0 江苏江苏Dyn11Dyn11第第19页页/共共126页页铭牌上的其他参数:变压器效率变压器接线图阻抗电压:一般用百分数表示。即从运行角度运行角度考
13、虑,希望它小希望它小一些,以减少变压器输出电压的波动。从限制短路电流限制短路电流的角度考虑,则希望它大希望它大一些。中小型变压器为4%10.5%,大型变压器为12.5%17.5%。第第20页页/共共126页页干式变、非晶变、卷铁芯变干式变、非晶变、卷铁芯变简简 介介第第21页页/共共126页页一、干式变压器一、干式变压器 干式变压器是指铁芯和绕组不干式变压器是指铁芯和绕组不浸在绝缘液体中的变压器。浸在绝缘液体中的变压器。在结构上可分为以固体绝缘包在结构上可分为以固体绝缘包封绕组和不包封绕组。封绕组和不包封绕组。第第22页页/共共126页页铁心铁心 选用优质冷轧晶粒取向硅钢片,硅钢片本身的磁滞振
14、动小;设计时合理选择磁通密度,保证正常工作电压下有一定的裕度,在系统电压为1.1UN时不出现磁饱和。应用“整体铁芯”工艺,合理控制铁芯夹紧力,使整个铁芯成为一个牢固的整体,保证了铁芯具有良好的垂直度和平整度,有效地降低了噪音。第第23页页/共共126页页 线圈线圈 1、高压绕组用铜线,低压绕组用铜线或铜箔绕制,玻璃纤维毡填充包绕,真空状态下用不加填料的环氧树脂浇注,固化后形成坚固的圆筒形整体,机械强度高,局部放电小,可靠性高。2、阻燃、防爆、不污染环境。缠绕线圈的玻璃纤维等绝缘材料具有自熄特性,热值小,不会因短路产生自持性火灾,高热下树脂不会产生有毒有害气体。3、线圈不吸潮,铁心夹件有特殊的防
15、蚀保护层,可在100%相对湿度和其他恶劣环境中运行。间断运行无须去潮处理。4、线圈内外侧树脂层薄,散热性能好。第第24页页/共共126页页 温控系统温控系统温控系统由温度控制器和安装在产品热点位置的铂电阻测温传感器构成。温度控制器具有温度显示和控制的功能,对变压器的各相温度巡回显示和控制,若由于过载运行或故障引起变压器绕组温度过高,温度控制器能发出报警信号;当绕组温度超过安全值时能自动跳闸。采用强迫风冷时则由温度控制器根据绕组温度高低自动启停风机。风机风机第第25页页/共共126页页 防护外壳防护外壳防护外壳的防护登记为IP20和IP23,IP20可以防止直径大于12mm的固体异物进入壳体,I
16、P23外壳除具有IP20的防护功能外,还可以防止与垂直位置成60度角范围以内淋水进入壳体。外壳由铝合金、不锈钢、冷轧板以及敷铝锌板表面喷塑外壳。易于拆卸,并可根据用户的不同要求配套各种形式的低压出线。第第26页页/共共126页页 1.干式变压器安装地点的海拔高度不干式变压器安装地点的海拔高度不超过超过1000m,环境温度不高于,环境温度不高于400C。如果。如果海拔高度超过海拔高度超过1000m,环境温度高于,环境温度高于400C,应按,应按GB6450标准和有关规定作适当的标准和有关规定作适当的定额调整。定额调整。2.一般安装在自然通风良好和清洁干一般安装在自然通风良好和清洁干燥的场所,如果
17、安装在地下室或其它通风燥的场所,如果安装在地下室或其它通风不良的地方,应考虑强制通风的问题。不良的地方,应考虑强制通风的问题。(一)干式变压器的使用条件(一)干式变压器的使用条件第第27页页/共共126页页1.具有难燃性、自熄性具有难燃性、自熄性。由于变压器事故引起火灾,造成人身由于变压器事故引起火灾,造成人身伤亡和重大经济损失事故还是不少的。为伤亡和重大经济损失事故还是不少的。为了消除火源希望变压器本身具有难燃和自了消除火源希望变压器本身具有难燃和自熄的特性。干式变压器不易发生火灾,自熄的特性。干式变压器不易发生火灾,自然就不易因火灾而爆炸,防火消防措施简然就不易因火灾而爆炸,防火消防措施简
18、单,可分散安装在负荷中心,能充分靠近单,可分散安装在负荷中心,能充分靠近用电点。用电点。(二)干式变压器的特点(二)干式变压器的特点第第28页页/共共126页页2.损耗低损耗低。变压器是电力系统中重要的电气设备,变压器是电力系统中重要的电气设备,提高变压器效率对节约电能的消耗有重大意提高变压器效率对节约电能的消耗有重大意义。干式变压器设计时选用优质冷轧晶粒取义。干式变压器设计时选用优质冷轧晶粒取向硅钢片,采用向硅钢片,采用450全斜接缝铁芯、钢带扎紧全斜接缝铁芯、钢带扎紧等一系列工艺,使铁芯损耗大幅度下降,节等一系列工艺,使铁芯损耗大幅度下降,节能效果好,运行经济。能效果好,运行经济。第第29
19、页页/共共126页页3机械强度高。机械强度高。正常运行的变压器由于二次侧突然短正常运行的变压器由于二次侧突然短路,虽然短路的瞬变过程很短,但巨大的路,虽然短路的瞬变过程很短,但巨大的冲击电流所产生的电磁力以及线圈的急剧冲击电流所产生的电磁力以及线圈的急剧发热很可能使变压器损坏,因此变压器的发热很可能使变压器损坏,因此变压器的结构必须具备承受短路电流冲击的能力。结构必须具备承受短路电流冲击的能力。干式变压器线圈由于采用环氧树脂浇注结干式变压器线圈由于采用环氧树脂浇注结构,机械强度很高,能保证在各种恶劣条构,机械强度很高,能保证在各种恶劣条件下正常运行。件下正常运行。第第30页页/共共126页页4
20、绝缘性能好绝缘性能好。由于环氧树脂具有良好的耐湿性,且由于环氧树脂具有良好的耐湿性,且绕组经过绕注后,与空气无直接接触,特性绕组经过绕注后,与空气无直接接触,特性稳定,电气绝缘性能好。通常使用干式变压稳定,电气绝缘性能好。通常使用干式变压器的地方(大楼、地铁、机场、港口)一般器的地方(大楼、地铁、机场、港口)一般不直接与架空线路相连,因此大气过电压影不直接与架空线路相连,因此大气过电压影响比油浸式变压器要小,对绝缘的影响主要响比油浸式变压器要小,对绝缘的影响主要考虑操作过电压。另外、对任何防护等级的考虑操作过电压。另外、对任何防护等级的干式变压器,都可配置风冷系统,以提高短干式变压器,都可配置
21、风冷系统,以提高短时过载能力,确保安全运行。时过载能力,确保安全运行。第第31页页/共共126页页5噪声低噪声低。变压器噪声主要由硅钢片的磁势变压器噪声主要由硅钢片的磁势伸缩引起的,它由伸缩引起的,它由2倍电源频率基频和倍电源频率基频和包括高次谐波分量叠加而成。环氧树包括高次谐波分量叠加而成。环氧树脂变压器线圈压紧,定位采用硅橡胶脂变压器线圈压紧,定位采用硅橡胶缓冲结构,线圈在噪声发生体铁芯柱缓冲结构,线圈在噪声发生体铁芯柱周围起了隔声壁的作用,从而使变压周围起了隔声壁的作用,从而使变压器的振动和噪声得到改善。器的振动和噪声得到改善。第第32页页/共共126页页1、环氧树脂干式变压器、环氧树脂
22、干式变压器环氧树脂是一种早就广泛应用的环氧树脂是一种早就广泛应用的化工原料,它不仅是一种难燃、阻燃化工原料,它不仅是一种难燃、阻燃的材料,而且具有优越的电气性能,的材料,而且具有优越的电气性能,已逐渐为电工制造业所采用。已逐渐为电工制造业所采用。用环氧树脂浇注或浸渍作包封的用环氧树脂浇注或浸渍作包封的干式变压器即称为环氧树脂干式变压干式变压器即称为环氧树脂干式变压器器。第第33页页/共共126页页2、气体气体绝缘干式变压器绝缘干式变压器 气体绝缘变压器为在密封的箱壳内充气体绝缘变压器为在密封的箱壳内充以以SF6气体代替绝缘油,利用气体代替绝缘油,利用SF6气体作为气体作为变压器的绝缘介质和冷却
23、介质变压器的绝缘介质和冷却介质。它具有防。它具有防火、防爆、无燃烧危险,绝缘性能好,与火、防爆、无燃烧危险,绝缘性能好,与油浸变压器相比重量轻,防潮性能好,对油浸变压器相比重量轻,防潮性能好,对环境无任何限制,运行可靠性高,维护简环境无任何限制,运行可靠性高,维护简单等优点,缺点是过载能力稍差。单等优点,缺点是过载能力稍差。第第34页页/共共126页页气体绝缘变压器的结构特点气体绝缘变压器的结构特点 1)气体绝缘变压器的)气体绝缘变压器的工作部分工作部分(铁芯和绕组)(铁芯和绕组)与油浸变压器基本与油浸变压器基本相同相同。2)为保证气体绝缘变压器有良好的散热性能,)为保证气体绝缘变压器有良好的
24、散热性能,气体绝缘变压器需要适当增大箱体的散热面积,气体绝缘变压器需要适当增大箱体的散热面积,一般气体绝缘变压器采用一般气体绝缘变压器采用片式散热器片式散热器进行自然进行自然风冷却。风冷却。3)气体绝缘变压器测量温度方式为)气体绝缘变压器测量温度方式为热电偶热电偶式测温装置式测温装置,同时还需要装有密度继电器和真,同时还需要装有密度继电器和真空压力表。空压力表。4)气体绝缘变压器的箱壳上还装有)气体绝缘变压器的箱壳上还装有充放气阀充放气阀门。门。第第35页页/共共126页页3、H级绝缘干式变压器级绝缘干式变压器 近年来除了常用的环氧树脂真空浇注近年来除了常用的环氧树脂真空浇注型干式变压器外,又
25、推出了一种采用型干式变压器外,又推出了一种采用H级绝级绝缘干式变压器。用作绝缘的缘干式变压器。用作绝缘的NOMEX纸具有纸具有非常稳定的化学性能,可以连续耐压非常稳定的化学性能,可以连续耐压2200C高温,在起火情况下,具有自熄能力;即高温,在起火情况下,具有自熄能力;即使完全分解,亦不会产生烟雾和有毒气体,使完全分解,亦不会产生烟雾和有毒气体,电气强度高,介电常数较小。电气强度高,介电常数较小。NOMEX:高熔点芳香族聚酰胺高熔点芳香族聚酰胺,可用于制宇航服或消防服。可用于制宇航服或消防服。第第36页页/共共126页页非晶态合金铁芯变压器非晶态合金铁芯变压器在变压器的运行费用中除维护费外,在
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