电力变压器介绍ppt课件.ppt

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1、电力变压器,电力变压器的用途和分类,一、电力变压器的用途,变压器是传输电能而不改变其频率的静止的电能转换器。,变压器是电力系统中数量极多且地位十分重要的电气设备，变压器的总容量大约是发电机总容量的9倍以上。其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。 在电力系统中，输送同样功率的电能，电压越高，电流就越小，输电线路上的功率损耗也越小；输电线的截面积也可以减小，这样就可以减少导线的金属用量。,由于制造上的困难，发电机电压不可能很高（目前在20KV以下），所以在发电厂中要用升压变压器将发电机电压升到很高，才能将大量的电能送往远处的用电地区，如35KV、66KV、11

2、0KV、220kv、330kv、500kv等。而在用电负荷处，再用降压变压器将电压降低到适当的数值供用户电气设备使用。电力变压器在传输电能的时候，本身也有一些有功损耗，但数量不大，因而传输效率很高。中小型变压器的效率不低于95，大型变压器效率可达到98以上。,二、电力变压器的分类,1、按功能分： 电力变压器按功能分，有升压变压器和降压变压器两大类。工厂变电所都采用降压变压器。终端变电所的降压变压器，也称配电变压器。,2、按容量分： 电力变压器按容量系列分，有R8容量系列和R10容量系列两大类。 R8容量系列指容量等级是按R81.33倍数递增的，我国老的变压器容量等级采用此系列，如：100kvA

3、、135kvA、180kvA、240kvA、320kvA、420kvA、560kvA、750kvA、1000kvA等。 R10容量系列 指容量等级是按R10 1.26倍数递增的。R10系列的容量等级较密，便于合理选用，是IEC（国际电工委员会）推荐采用的。我国新的变压器容量等级采用此系列，如：100KVA、125kvA、160kvA、200kvA、250kvA、315kvA、400kvA、500kvA、630kvA、800kvA、1000kvA。,3、按相数分： 电力变压器按相数分，有单相和三相两大类。发电厂通常都采用三相电力变压器。,4、按调压方式分：电力变压器按调压方式分，有无载调压（又称

4、无励磁调压）和有载调压两大类。发电厂大多数采用无载调压变压器。,5、按绕组结构分： 电力变压器按绕组结构分，有单绕组自耦变压器、双绕组变压器、三绕组变压器。发电厂大多采用双绕组变压器。,6、按绕组绝缘及冷却方式分类： 电力变压器按绕组绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等。其中油浸式变压器，又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等。 所谓充气式变压器是指变压器的磁路（铁心）与绕组均位于一个充有绝缘气体的外壳内的变压器。以往，一般情况下是采用SF6气体，所以又称气体绝缘变压器,7、按绕组导体材质分： 电力变压器按绕组导体材质分，有铜绕组变压器和铝绕组变压器两大类。

5、,三、电力变压器的型号,特殊使用环境代号,额定电压,额定容量,特殊用途和特殊结构代号,设计序号,调压方式,导线材料,绕组数,油循环方式,冷却方式,相数,产品类别,1、产品类别代号O-自耦变压器，通用电力变压器不标H-电弧炉变压器C-感应电炉变压器Z-整流变压器K-矿用变压器Y-试验变压器,2、相数D-单相变压器S-三相变压器,3、冷却方式F-风冷式W-水冷式注：油浸自冷式和空气自冷式不标注,4、油循环方式N自然循环O强迫导向循环P强迫循环,5、绕组数S三绕组注：双绕组不标注,6、导线材料L铝绕组注：铜绕组不标注,7、调压方式Z有载调压注：无载调压不标注,8、性能水平代号（设计序号）,9、特殊用

6、途或特殊结构代号Z低噪声用；L电缆引出X现场组装式；J中性点为全绝缘；CY发电厂自用变压器,10、变压器的额定容量变压器的额定容量，单位为KVA。,11、变压器的额定电压变压器的额定电压，单位为KV。,例1：一台三相、油浸、风冷、双绕组、无励磁调压、铝导线、20000 kVA、110 kV级电力变压器产品，其性能水平符合GB/T 6451规定，该产品的型号为：,SFL720000/110,例2： 一台三相、油浸、水冷、强迫油循环、双绕组、有载调压、铜导线、360000 kVA、220 kV级低噪声用电力变压器的产品，其性能水平符合GB/T 6451规定，该产品的型号为：,SWPZ7Z36000

7、0/220,油浸式电力变压器的结构,油浸式电力变压器,器身,油箱,冷却装置,保护装置,出线装置,铁心、绕组、绝缘结构、引线、分接开关,油箱本体（箱盖、箱壁、箱底）和附件（放油阀门、油样活门、接地螺栓、铭牌,散热器和冷却器,储油柜（油枕）、油位表、防爆管（安全气道）、吸湿器(呼吸器)、温度计、净油器、气体继电器（瓦斯继电器）,高压套管、低压套管,2.分接开关,1.高压套管,4.瓦斯继电器,3.低压套管,6.油枕,5.防爆管,8.吸湿器,7.油位表,10.铭牌,9.散热器,12.油样活门,11.接地螺栓,14.活门,13.放油阀门,16.温度计,15.绕组,18.净油器,17.铁芯,20.变压器油

8、,19.油箱,1 . 铁芯,铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。它由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成，铁心具有两个方面的功能。在原理上，铁心是构成变压器的磁路。它把一次电路的电能转化为磁能，又把该磁能转化为二次电路的电能，因此，铁心是能量传递的媒介体。在结构上，它是构成变压器的骨架。在它的铁心柱上套上带有绝缘的线圈，并且牢固地对它们支撑和压紧。,变压器铁芯涡流的形成,当成块的金属放在变化的磁场中或者在磁场中运动时，金属内将产生感应电流。这种电流在金属内自成闭合回路，犹如水的旋涡故称涡流，由于成块金属的电阻很小，所以涡流很强，使成块金属大量发热，同时电能遭到大量的浪费。,为了减少铁心的磁滞

9、和涡流损耗，铁心用厚度为0.30.5mm的硅钢片冲剪成几种不同尺寸，并在表面涂厚为0.010.13mm的绝缘漆，烘干后按一定规则叠装而成。 由于硅钢片比普通钢的电阻串大，因此利用硅钢片制成的铁心可以进一步减小涡流损耗。,铁心的结构,接地片,上夹件,拉螺杆,芯柱绑扎,下夹件,绕组,绕组是变压器最基本的组成部分，它与铁心合称电力变压器本体，是建立磁场和传输电能的电路部分。电力变压器绕组由高压绕组，低压绕组，对地绝缘层（主绝缘），高、低压绕组之间绝缘件及由燕尾垫块，撑条构成的油道，高压引线，低压引线等构成。,同心式绕组是把高压绕组与低压绕组套在同一个铁心上，一般是将低压绕组放在里边，高压绕组套在外边

10、，以便绝缘处理。但大容量输出电流很大的电力变压器，低压绕组引出线的工艺复杂，往往把低压绕组放在高压绕组的外面。同心式绕组结构简单、绕制方便，故被广泛采用。 按照绕制方法的不同，同心式绕组又可分为圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式等几种。,变压器调压是在变压器的某一绕组上设置分接头，当变换分接头时就减少或增加了一部分线匝，使带有分接头的变压器绕组的匝数减少或增加，其他绕组的匝数没有改变，从而改变了变压器绕组的匝数比。绕组的匝数比改变了，电压比也相应改变，输出电压就改变，这样就达到了调整电压的目的。,调压方式有无励磁调压和有载调压两种。无励磁调压时，不是变压器二次不带负载，而是把变压器各侧都与电网断开

11、，在变压器无励磁情况下变换绕组的分接头；有载调压时，变压器时在不中断负载的情况下进行变换绕组的分接头。,高、低压套管,升高座,压力释放阀,油枕,对于胶囊式油枕，为了使变压器油面与空气完全隔绝，其油位计间接显示油面。该油枕是通过在油枕下部的小胶囊，使之成为一个单独的油循环系统，当油枕的油面升高时，压迫小胶囊的油柱压力增大，小胶囊的体积被缩小了一些，于是在油位计反映出来的油位也高起来一些，且其高度与油枕中的油面成正比；相反，油枕中的油面降低时，压迫小胶囊的油柱压力也将减少，使小胶囊体积也相对地要增大一些，反应在油位计中的油面就要降低一些，且其高度与油枕中的油面成正比。换句话说，它使通过油枕油面的高

12、、低变化，导致小胶囊压力大小发生变化，从而使油面间接地、成正比地反应油枕油面高低的变化。,净油器,净油器又名热吸虹器，是用钢板焊接成圆筒形的小油罐，罐内也装有硅胶或活性氧化铝吸附剂。当油温变化而上下流动时，经过净油器达到吸取油中水分、渣滓、酸、氧化物的作用。,气体继电器,呼吸器的作用是提供变压器在温度变化时内部气体出入的通道，解除正常运行中因温度变化产生对油箱的压力。呼吸器内硅胶的作用是在变压器温度下降时对吸进的气体去潮气。油封杯的作用是延长硅胶的使用寿命，把硅胶与大气隔离开，只有进入变压器内的空气才通过硅胶。,.吸湿器,1-连接管2-螺钉3-法兰盘4-玻璃管5-硅胶6-螺杆7-底座8-底罩9

13、-变压器油,为了显示硅胶受潮情况，一般采用变色硅胶。变色硅胶原理是利用二氯化钴（CoCL2）所含结晶水数量不同而有几种不同颜色做成，二氯化钴含六个分子结晶水时，呈粉红色；含有两个分子结晶水时呈紫红色；不含结晶水时呈蓝色。,大型变压器都装有测量上层油温的带电接点的测温装置，它装在变压器油箱外，便于运行人员监视变压器油温情况。,温度计,变压器的安装,1、概述 随着电力工业的迅速发展，大容量发电厂、变电站大量出现。这使得变压器电压升高，容量增大。因此变压器安装施工技术越来越复杂，工艺要求越来越高。现将220KV变压器的现场安装施工技术及经验简介如下，以供参考。,然后将各附件开箱检查，并做好记录，看附

14、件数量是否齐全，是否完整，瓷件有无损伤，绝缘件是否油浸良好等。同时应对厂家所带的油进行采样化验，检查其是否合格。气体继电器应做动作校验。,2、变压器及附件现场接收 变压器由生产厂运到变电站现场后应立即就位，然后进行初步检查，即对变压器本体外观进行检查，看有无机械损伤，是否有无渗漏油，油漆是否完整等。对于充氮运输的变压器应检查氮气压力为0.010.03MPa。安装有冲击记录仪的变压器应检查其动作记录情况，冲击记录水平加速度不得大于3G，垂直加速度不得大于1.5G。,3、油气置换 大型变压器由于运输重量过大，一般采用充氮运输，因此需要进行油气置换。此项工作应选择在干燥晴朗的天气进行，工作人员应站在

15、排氮口上风处，以免窒息，在排出氮气的同时应使用滤油机向变压器本体内注油，直到油淹没过铁心和线圈为止。,4、本体吊罩检查 变压器本体吊罩检查应选择在晴天进行，根据变压器检修规程规定，铁心暴露在空气中的时间不应超过下列规定；（1）、空气相对湿度不超过65时为16小时；（2）、空气相对湿度为6575时为12小时；（3）、空气相对湿度大于75时，不宜进行。对于时间应由开始放油时开始计算，至注油开始或大盖及各孔板均以封上为止。 钟罩吊开后，应重点检查的项目有；绕组外观及绝缘状况；压钉压紧程度；撑条、垫块、油道是否正常；引线绝缘有无断裂，焊接是否良好，绝缘距离是否合格，支架是否牢固；,分接开关转动是否灵活

16、，动静触头表面光洁度及弹簧压力；检查器身各部位紧固件的紧固程度；检查有无遗留杂物。打开铁心接地片，用摇表测量夹件对铁心的绝缘电阻不应低于10M。 当日工作结束后应向变压器本体内注油，油面应没过铁心及线圈，并封堵好各部分法兰口，防止变压器本体受潮。,5、冷却器安装 在冷却器的起吊和安装过程中，起吊速度要缓慢均衡，吊钩摆动角度应小而稳，禁止冷却器与油箱或其他物品碰撞，也不允许冷却器在地面上拖动摩擦。安装完毕后，上下截门不得打开。 6、储油柜及排气管路的安装 起吊储油柜应多次调整钢丝绳，使其呈水平状态，平稳放置于变压器顶盖的支架上，用螺栓固定牢固。再依次连接好气体继电器及各个连管。气体继电器试装完毕

17、后应拆下，并用盖板封闭管口。 安装其他油管应连接正确牢固，胶垫应放置正确，紧固均匀，防止漏油。,7、套管的安装 充油套管应提前开箱检查。将套管吊到临时支架上，竖立3天以后，检查各个密封部位有无渗漏现象。安装前应用白布擦拭瓷套及内部导电铜管。起吊时应缓慢进行，防止碰坏瓷套。套管顶部将军帽应连接牢固，防止进水。充油套管油位应正常。,8、真空注油 全部附件安装完毕后才能进行真空注油，真空注油具体步骤如下；先将变压器本体中的油全部放净，在变压器顶盖上连接好真空泵，以均匀的速度抽真空，当真空度达到133Pa后，保持真空度2小时，观察油箱有无弹性变形，并检查真空系统的严密性。 用真空滤油机将油循环加热至5

18、060度，再向变压器油箱内注油，速度为每小时35吨，当油距箱顶约200mm时停止注油，并继续保持真空4小时以上。 真空注油结束后，应回装气体继电器，打开冷却器上下截门，再进行补油，补油应经储油柜注油管注入，严禁从下部补油。有载开关在真空注油时应与本体相通，注油结束后应恢复隔断状况。,9、变压器小附件的安装 包括呼吸器、压力释放器、温度计等的安装调试。 10、调试工作 应将各部分放气塞打开，排出气体；调整储油柜油面与实际油面同步，并将其放置于合适的位置；调整有载开关，其动作状况应符合规定；连接风扇控制电源，调整风扇、油泵的转向应与箭头标示方向相同，油流继电器应动作正确灵活；检查各部位无异常情况，

19、器身上无遗留杂物；各部分无漏油现象。,11、电气试验 按规程规定进行必要的电气试验、油化试验，对试验中发现的问题及时进行处理，直至各项试验完全合格为止。 12、收尾工作 清洗变压器各部分，对油漆缺失的部位进行补漆，如有必要进行整体喷漆。清扫套管瓷套，在套管上刷好相位漆。将所用的工具材料撤出现场，施工结束。,DL/T573-2010变压器检修导则,电力变压器用绝缘油,变压器的故障情况,油浸式电力变压器的故障分为内部故障和外部故障,内部故障：变压器油箱内发生的各种故障，其主要类型有：各相绕组之间发生的相间短路、绕组的线匝之间发生的匝间短路、绕组或引出线通过外壳发生的接地故障等。,外部故障：变压器油

20、箱外部绝缘套管及其引出线上发生的各种故障，其主要类型有：绝缘套管闪络或破碎而发生的解体短路，引出线之间发生相间故障等而引起变压器内部故障或绕组变形。,变压器内部故障从性质上一般又分为热故障和电故障两大类。热故障通常为变压器内部局部过热、温度升高。根据其严重程度，热故障常被分为轻度过热（低于150），低温过热（150300 ）；中温过热（300700 ）、高温过热（一般高于700 ）四种故障情况。,电故障通常指变压器内部在高电场的作用下，造成绝缘性能下降或劣化的故障。根据放电的能量密度不同，电故障又分为局部放电、火花放电和高能电弧放电三种故障类型。,1.短路故障,主要指变压器出口短路，以及内部引

21、线或绕组间对地短路、及相与相之间发生的短路而导致的故障。,短路电流引起绝缘过热故障变压器突发短路时，其高、低压绕组可能同时通过为额定值数十倍的短路电流，它将产生很大的热量，使变压器严重发热。当变压器承受短路电流的能力不够，热稳定性差，会使变压器绝缘材料严重受损，而形成变压器击穿及损毁事故。,短路电动力引起绕组变形故障 变压器受短路冲击时，如果短路电流小，继电保护正确动作，绕组变形将是轻微的， 如果短路电流大，继电保护延时动作甚至拒动，变形将会很严重，甚至造成绕组损坏。对于轻微的变形，如果不及时检修，恢复垫块位置，紧固绕组的压钉及铁轭的拉板、拉杆，加强引线的夹紧力，在多次短路冲击后，由于累积效应

22、也会使变压器损坏。,2.放电故障,放电故障对变压器绝缘的影响 放电对绝缘有两种破坏作用：一种是由于放电质点直接轰击绝缘，使局部绝缘受到破坏并逐步扩大，使绝缘击穿。另一种是放电产生的热、臭氧、氧化氮等活性气体的化学作用，使局部绝缘受到腐蚀，介质损耗增大，最后导致热击穿。,3.绝缘故障,.固体绝缘故障 固体纸绝缘是油浸式变压器绝缘的主要部分之一，包括：绝缘纸、绝缘板、绝缘垫、绝缘卷、绝缘绑扎带等，其主要成分是化纤素，一般信纸的聚合度为13000左右，当下降至250左右，其机械强度已下降了一半以上，极度老化致使寿命终止的聚合度为150200,绝缘纸老化后，其聚合度和抗张强度将逐渐降低，并生成水、CO

23、、CO2,这些老化产物大都对电气设备有害，会使绝缘纸的击穿电压和体积电阻率降低、介质增大、抗拉强度下降，甚至腐蚀设备中的金属材料。,变压器油劣化按轻重程度可分为污染和劣化两个阶段污染是油中混入水分和杂质，这些不是油氧化的产物，污染的绝缘性能会变坏，击穿电场强度降低，介质损失角增大。劣化是油氧化后的结果，当然这种氧化并不仅的产物，污染油的绝缘性能会变坏，击穿电场强度降低，介质损失角增大。,温度的影响 电力变压器为油、纸绝缘，在不同温度下油、纸中含水量有着不同的平衡关许曲线，一般情况下，温度升高，纸内水分要向油中析出；反之，则纸要吸收油中的水分，因此温度较高时，变压器内绝缘油的微水含量较大，反之，

24、微水含量就小。 变压器的寿命取决于绝缘的老化程度，而绝缘的老化又取决于运行的温度。如油浸式变压器在额定负载下，绕组平均温升为65 ，最热点温升为78 ，若平均环境温度为20，则最热点温度为98 ，在这个温度下，变压器可运行2030年，若变压器超载运行，温度升高，促使寿命缩短。国际电工委员会认为，A级绝缘的变压器载80140 温度范围内，温度每增加6度，变压器绝缘有效寿命降低的速度就会增加一倍，这就是6度法则，说明对热的限制已比过去认可的8度法则更为严格。,湿度的影响 水分的存在将加速纸纤维素降解，因此，CO和CO2的产生与纤维素材料的含水量也有关。当湿度一定时，含水量越高，分解出的CO2越多，

25、反之，含水量越低，分解出的CO就越多。,过电压的影响 暂态过电压的影响，三相变压器正常运行产生的相、地间电压时相间电压的58，但发生单相故障时，主绝缘的电压对中性点接地系统将增加30，对中性点不接地系统将增加73，因而可能损伤绝缘 雷电过电压的影响，雷电过电压由于波头陡，引起纵绝缘（匝间、相间绝缘）上电压分布很不均匀，可能在绝缘上留下放电痕迹，从而使固体绝缘受到破坏。 操作过电压的影响，由于操作过电压的波头相当平缓，所以电压分布近似先行，操作过电压由一个绕组转移到另一个绕组上时，约与这两个绕组间的匝数成正比，从而容易造成主绝缘或相间绝缘的劣化和损坏。,短路电动力的影响 出口短路时的电动力可能会

26、使变压器绕组变形、引线移位，从而改变了原有的绝缘距离，使绝缘发热，加速老化或受到损伤造成放电、拉弧及短路故障。,4.铁心故障,电力变压器正常运行时，铁心必须有一点可靠接地。若没有接地，则铁心对地的悬浮电压，会造成铁心对地断续性击穿放电，铁心一点接地后消除了形成铁心悬浮电位的可能，但铁心出现两点以上接地时，铁心间的不均匀电位就会在接地点之间形成环流，并造成铁心多点接地发热的故障。变压器的铁心接地故障会造成铁心局部过热，严重时，铁心局部温升增加，轻瓦斯动作，甚至将会造成重瓦斯动作而跳闸的事故。烧熔的局部铁心片间的短路故障，使铁损变大，严重影响变压器的性能和正常工作，以致不许更换铁心硅钢片加以修复。

27、有关资料统计表明，因铁心问题造成的故障比例，占变压器各类故障的第三位。,故障原因：1、安装过程重的疏忽。完工后未将变压器油箱顶盖上运输用的定位钉翻转或卸除。2、制造或大修过程重的疏忽。铁心夹件的支板距心柱太近，硅钢片翘凸而触及夹件支板或铁轭螺杆。3、铁心下夹件垫脚与铁轭间的纸板脱落，造成垫脚与硅钢片相碰或变压器进水纸板受潮形成短路接地。4、潜油泵轴承磨损，金属粉末沉积箱底，受电磁力影响形成导电小桥，使铁轭与垫脚或箱底接通。,5、油箱中不慎落入金属异物，如铜丝、焊条或铁心碎片等造成多点接地。6、下夹件与铁轭阶梯间的木垫受潮或表面附有大量油泥、水分、杂质使其绝缘被破坏。7、变压器的油泥污垢堵塞铁心

28、纵向散热油道，形成短路接地。8、变压器油箱和散热器等在制造过程中，由于焊渣清理不彻底，当变压器运行时，在油流的作用下，杂质往往被堆积在一起，使铁心与油箱壁短接。,故障影响铁心局部过热甚至烧坏，造成磁路短路，使铁心损耗增加。铁心局部过热，使变压器油分解，引起变压器油性能下降变压器内气体不断增加析出，可能导致气体继电器动作跳闸事故。,5.分接开关故障,无载分接开关故障电路故障：从影响到变压器气体组成变化的角度，可以看到无载分接开关的故障形式常表现在接触不良、触头锈蚀电阻增大发热、开关绝缘支架上的紧固螺栓接地断裂造成悬浮放电等。机械故障：无载分接开关的故障反应在开关弹簧压力不足、滚轮压力不足、滚轮压

29、力不匀、接触不良以致有效接触面积减小。此外，开关接触处存在的油污使接触电阻增大，在运行时将引起分接头接触面烧伤。,无载分接开关故障结构组合：分接开关编号错误、乱档，各级变比不成规律，导致三相电压不平衡，产生环流而增加损耗，引起变压器故障。绝缘故障：分接开关上分接头的相间绝缘距离不够，绝缘材料上堆积油泥受潮，当发生过电压时，也将使分接开关相间发生短路故障。,6.变压器渗漏故障,变压器渗漏的原因：变压器的焊点多、焊缝长：油浸式电力变压器是以钢板焊接壳体为基础的多种焊接连接件的集合体。一台31500KVA变压器采用橡胶密封件的连接点约为27处，焊缝总长近20m左右，因此渗漏途径可能较多。密封件材质低劣：密封件材质低劣和缺损是变压器连接部位渗漏的主要原因。,变压器渗漏的类型空气渗漏空气渗漏是一种看不见的渗漏，如套管头部、储油柜的隔膜、安全气道的玻璃以及焊缝沙眼等部位的进出空气都是看不见的。但是由于渗漏造成绕组绝缘受潮和油加速老化的影响很大。油渗漏主要是指套管中油或有载调压分接开关室的油向变压器本体渗漏。充油套管正常油位高于变压器本体油位，若套管下部密封部位封不严，在油压差的作用下会造成套管中缺油现象，影响设备安全运行。,