变压器(课堂PPT).ppt

变压器是一种静止电器变压器是一种静止电器,它通过线圈间的电磁感应它通过线圈间的电磁感应,将一种电压将一种电压等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能等级的交流电能转换成同频率的另一种电压等级的交流电能.变压器变压器11.1 变压器的基本工作原理和结构1.1 基本工作原理和分类一、基本工作原理 变压器的主要部件是铁心和套在铁心上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压，产生交链一、二次绕组的交变磁通，在两绕组中分别感应电动势。只要一、二次绕组的匝数不同，就能达到改变压的目的。21.2基本工作原理和分类二、分类 按用途分：电力变压器和特种变压器。按绕组数目分：单绕组（自耦）变压器、双绕组变压器、三绕组变压器和多绕组变压器。按相数分：单相变压器、三相变压器和多相变压器。按铁心结构分：心式变压器和壳式变压器。按调压方式分：无励磁调压变压器和有载调压变压器。按冷却介质和冷却方式分：干式变压器、油浸式变压器和充气式变压器。3电源变压器电力变压器控制变压器接触调压器三相干式变压器43.1 变压器的基本工作原理和结构3.1.2 基本结构一、铁心 变压器的主磁路，为了提高导磁性能和减少铁损，用0.35mm厚、表面涂有绝缘漆的硅钢片叠成。变压器的电路，一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质，又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子（散热器或冷却器）。将线圈的高、低压引线引到箱外，是引线对地的绝缘，担负着固定的作用。二、绕组三、油箱四、绝缘套管此外，还有储油柜、吸湿器、安全气道、净油器和气体继电器。5(1)(1)铁心铁心变压器中主要的磁路部分，变压器中主要的磁路部分，分为铁心柱与铁轭两部分。分为铁心柱与铁轭两部分。单相芯式变压器单相芯式变压器11铁心柱铁心柱 2 2铁轭铁轭33高压线圈高压线圈 4 4低压线圈低压线圈三相芯式变压器三相芯式变压器11铁心柱铁心柱 2 2铁轭铁轭33高压线圈高压线圈 4 4低压线圈低压线圈6单相壳式变压器单相壳式变压器11铁心柱铁心柱 2 2铁轭铁轭 3 3绕组绕组(2)(2)绕组绕组变压器中的电路部分。变压器中的电路部分。11低压绕组低压绕组 2 2高压绕组高压绕组交叠式绕组交叠式绕组7油浸式电力变压器油浸式电力变压器11信号式温度计信号式温度计22吸湿器吸湿器33储油柜储油柜44油位计油位计55安全气道安全气道66气体继电器气体继电器77高压套管高压套管88低压套管低压套管99分接开关分接开关1010油箱油箱1111铁心铁心1212线圈线圈1313放油阀门放油阀门8变压器的附件：呼吸器v变压器油枕内的绝缘油通过呼吸器与大气连通，装在呼吸器内的硅胶可以吸收来自空气中的水分和杂质，以保证变压器内绝缘油的良好的绝缘性。那呼吸器内的硅胶在干燥情况下是白色或浅兰色，在吸潮达到饱和状态时呈淡红色。9导电杆101112变压器的附件：气体继电器v当变压器内部出现匝间短路，绝缘损坏，接触不良，铁芯多点接地等故障时，都将产生大量的热能，使油分解出可燃性气体，向储油柜方向流动。当流速超过气体继电器的整定值时，气体继电器的档板受到冲击，使继电器跳闸，从而避免事故扩大，这种情况通常称之为重瓦斯保护动作。当气体沿油面上升，聚集在气体继电器内超过30ml时，也可使气体继电器的信号接点接通，发出警报，发生轻瓦斯保护。通过对变压器故障进行分析，找出气体继电器动作的原因，针对不同的原因可以判断出变压器发出故障的性质和部位，进行有效的修理，尽快恢复正常运行。131415v(1)变压器内部故障：v当变压器内部出现匝间短路，绝缘损坏，接触不良，铁芯多点接地等故障时，都将产生大量的热能，使油分解出可燃性气体，向储油柜方向流动。当流速超过气体继电器的整定值时，气体继电器的档板受到冲击，使继电器跳闸，从而避免事故扩大，这种情况通常称之为重瓦斯保护动作。当气体沿油面上升，聚集在气体继电器内超过30ml时，也可使气体继电器的信号接点接通，发出警报，发生轻瓦斯保护。如某台35kV、4.2MVA的主变压器，轻瓦斯保护一天连续动作两次，色谱分析为裸金属过热，经测直流电阻为分接开关故障，吊芯检查发现分接开关的动静触点错位2/3，这是引起气体继电器动作的根本原因。v (2)辅助设备异常：v呼吸系统不畅通。变压器的呼吸系统包括气囊呼吸器，防暴简呼吸器(有的变压器两者合一)等，呼吸系统不畅或堵塞往往会造成轻、重瓦斯保护动作，并大多伴有喷油或跑油现象。动作原因动作原因16v冷却系统漏气。当冷却系统密封不严进入了空气或新投入运行的变压器未经真空脱气时，都会引起气体继电器的动作。冷却器入口阀门关闭。冷却器入口阀门关闭造成堵塞，相当于潜油泵向变压器注入空气，造成气体继电器频繁动作。v散热器上部进油阀门关闭。散热器上部进入油阀门关闭，也会引起气体继电器的频繁动作。v潜油泵缺陷对油中气体产生很大影响，其因为是潜油泵本身烧损，使油热分解，产生大量可燃性气体。v变压器进气。运行经验表明，轻瓦斯保护动作绝大多数是由于变压器进入空气所致。造成进气的原因很多，主要有：密封垫老化和破损，法兰结合面变形，油循环系统进气，潜油泵滤网堵塞，焊接处砂眼进气等。v 变压器内出现负压区。变压器在运行中有的部位的阀门可能被误关闭。油枕下部与油箱连通管上的蝶阀或气体继电器与油枕连通管之间的蝶阀被误关闭。也可能是安装时，油枕上盖关得很紧而吸湿器下端的密封胶圈又未取下等。由于上述原因，当气温下降时，变压器主体内油的体积缩小，而缺油又不能及时补充过来，致使油箱顶部或气体继电器内出现负压区，有时在气体继电器中还会形成油气上、下浮动。油中逸出的气体向负压区流动最终导致气体继电器动作。17vv油枕油室中有气体。大型变压器通常装胶囊隔膜式油枕，胶囊将油枕分为气室和油室两部分。若油室中有气体，当运行时油面升高就会产生假油面，严重时会从呼吸器喷油或防爆膜破裂。此时变压器油箱内的压力经呼吸器法兰突然释放，在气体继电器管路产生油流，同时升高座等死区的气体被压缩而积累的能量也突然释放，使油流的速度加快，导致瓦斯保护动作。v净油器的气体进入变压器。在检修后安装净油器时，由于排气不彻底，净油器入口胶垫密封不好等原因，使空气进入变压器导致瓦斯保护动作。另外，停用净油器时也可能引起轻瓦斯保护动作。v(3)放气操作不当：v当气温很高，变压器负荷又大时，或虽然气温不很高，负荷突然增大时，油位计油位会异常升高(压力表指示数增大)，此时应及时进行放气。但放气时，必须是缓慢地打开放气阀。如果快速大开阀门，油枕内空间压力会骤然降低，使油箱的油迅速涌向油枕，导致重瓦斯保护动作，引起跳闸。18变压器的附件：分接开关v一般小型变压器，多属于无载调压，共有3个档位，通过改变分接开关的触点位置改变变压器的匝数，从而改变输出电压。输出电压低时，把分接开关位置由档调整到档。当输出电压高时，把分接开关位置由档调整到档。v调整好档位后，用直流电桥测各相绕组直流电阻，看各相之间电阻是否平衡。若各相之间电阻差大于2，可能是档位的动静触头接触不好或没有调好档位位置，必须重新调整。192012312312311123111234123412341234Kab1234021223.1 变压器的基本工作原理和结构3.1.3 型号与额定值一、型号 型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容，表示方法为如OSFPSZ-250000/220表明自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜线有载调压，额定容量250000kVA，高压额定电压220kV电力变压器。23变压器铭牌241.3 型号与额定值二、额定值三者关系：此外，额定值还有额定频率、效率、温升等。指长期运行时所能承受的工作电压指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率。指在额定容量下，允许长期通过的额定电流。在三相变压器中指的是线电流251.3 变压器的安装v安装前对变压器进行外观检查。核对变压器的产品型号、容量、电压、联结组别、短路阻抗等与设计是否相符。v安装前对变压器进行外观检查。查看变压器在运输过程中有无损伤；有无渗漏油痕迹，油位油色是否正常；零、附件是否损伤和位移；紧固件是否松动；绝缘有否破损等。261.1 室内变压器的安装v油浸电力变压器室应采用一级耐火等级建筑，对不易取得钢材和水泥的地区，可以采用独立的三级耐火等级建筑。容量在100kVA以上的油浸电力变压器应安装在单独的变压器室内。室门用非燃材料制成（木门应包铁皮）向外开启，室内应有良好的通风，且室内温度勿超过45。若室温过高，可使用机械通风。通风装置应设网格不大于10毫米 x 10毫米的铁丝网或百叶窗并有防止小动物以及雨、雪侵入的措施。27室内变压器的安装v变压器采用自然通风时，变压器室地面应高出室外地面1.1m。v变压器防爆筒前方不得有可燃物。v民用建筑的第一层内可设置油浸电力变压器室，但不应设在经常有积水的场所和厕所、浴室的下面。这时，一个变压器室内只能设一台油浸电力变压器，且其容量不应超过400kVA。28室内变压器的安装v油浸电力变压器的安装应略倾斜1%-1.5%的坡度（油枕一方略高），以便油箱内产生的气体能顺利进入气体继电器。v变压器油量超过600kg时应设专门的贮油坑，坑内应能容纳100%的油，坑内铺以25cm以上的鹅卵石，一旦起火，可将油放入坑内并能将油排放致安全处，防止爆炸和扩散。29室内变压器的安装v配电变压器的低压绕组中性点、外壳及避雷器三者公用接地必须完好。v电气连线连接完好，铜、铝导体连接采用铜铝过渡线夹或线鼻子。v低压出线母线支架高度不应小于2.3m.303.9.2 室外变压器的安装v室外变压器的安装有地上安装、台上安装、柱上安装三种方式。容量在315kVA以上的不宜柱上安装。v室内安装的有关要求也适用室外安装。v高低压过引线已采用绝缘导线。v柱上安装的变压器距地面高度不应小于2.5m；裸导体距地面高度不应小于3.5m。v变压器台高度不应低于0.5m,围栏高度不应低于1.7m，且有“止步，高压危险！”警示标志。313.10.1 变压器的运行变压器的运行v1、变压器运行中的巡视检查、变压器运行中的巡视检查 v(1)检查变压器上层油温是否超过允许范围。由于每台变压器负荷大小、冷却条件及季节不同，运行中的变压器不能仅以上层油温不超过85为依据，还应根据以往运行经验及在上述情况下与上次的油温比较。如油温突然增高，则应检查冷却装置是否正常，油循环是否破坏等。v(2)检查油质，应为透明、微带黄色。油面应符合周围温度的标准线，如油面过低应检查变压器是否漏油等。油面过高应检查冷却装置的使用情况，是否有内部故障。32v(3)变压器的声音应正常。正常运行时一般有均匀的嗡嗡电磁声。如声音有所改变，应细心检查，并迅速汇报值班调度员并请检修单位处理。v(4)应检查套管是否清洁，有无裂纹和放电痕迹，冷却装置应正常等。v(5)天气变化时，应进行特殊检查。大风时，检查引线有无剧烈摆动，变压器顶盖、套管引线处应无杂物；大雪天，各部触点在落雪后，不应立即熔化或有放电现象；大雾天，各部有无火花放电现象等等。3.10 变压器的运行及维护3.10.1 变压器的运行变压器的运行33v2、变压器运行参数、变压器运行参数v新投入的变压器带负荷前空载运行24h；v高压侧电压不得超过5%；v低压最大不平衡电流不得超过25%；v由于变压器采用的多是A级绝缘，其最高工作温度是105。所以绕组温升不得超过65，上层油温不宜超过85，最高不得超过95；v变压器不宜长时间过负荷运行，但特殊情况下允许过负荷，但过载时间必须与温度和过载量相适应。参考下表：3.10 变压器的运行及维护3.10.1 变压器的运行变压器的运行34v变压器的检修：分小修和大修v1、小修项目：不吊芯消除日常巡视中发现的缺陷；测定绕组绝缘电阻（使用2500V摇表）；清扫瓷套管和外壳，检查螺丝有无松动；检查有无渗漏油，油位是否合适；检查气体继电器及控制线是否完好；检查呼吸器是否完好，硅胶是否饱和；检查各侧引线是否完好有无法热及损伤等。3.10 变压器的运行及维护3.10.2 变压器的检修变压器的检修35v2、大修项目：吊芯清除线圈表面油污和沉积物，观察绕组绝缘老化程度；检查铁芯有无松动，压紧螺栓的绝缘是否良好；检查分接开关有无烧伤，接触、定位连接是否良好；清除连通管、防爆管、散热器等处油垢，检查有无堵塞；检查气体继电器；检查油循环装置和滤油装置；重新油漆变压器外壳；按规定进行有关的测量和试验。3.10 变压器的运行及维护3.10.2 变压器的检修变压器的检修36v2、变压器的事故处理变压器的事故处理v变压器在运行中常见的故障是绕组、套管和电压分接开关的故障，而铁芯、油箱及其它附件的故障较少。v为了正确的处理事故，应掌握下列情况：系统运行方式，负荷状态，负荷种类；变压器上层油温，温升与电压情况；事故发生时天气情况；变压器周围有无检修及其它工作；运行人员有无操作；系统有无操作；何种保护动作，事故现象情况等。3.10 变压器的运行及维护3.10.3 变压器的变压器的故障和事故处理37