《电力变压器培训讲义教材课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力变压器培训讲义教材课件.ppt（54页珍藏版）》请在三一办公上搜索。
1、变压器的基本知识讲义,基本知识,一、基本知识,1、什么是变压器？2、变压器在电力生产中扮演一个什么角色？3、变压器的基本工作原理是什么？,基本知识,变压器是一种静止的电器，它是借助电磁感应原理，把一种交流电的电压和电流变成另一种或几种频率相同但数值不同的电压和电流。变压器能否用来变直流？,2、我们为什么需要变压呢？,因为要将一定大功率的电能输送到远方用户去，如果用较低的电压，则电流将很大，而线路的功率损耗与电流的平方成正比。（P=I2R）这将造成巨大的能量损失。另一方面，大电流在线路上会引起很大的电压损失，使用户无法应用合格的电压，故必须采用升高电压减少电流的措施。,3、变压器的基本工作原理,
2、原理示意图,变压器的基本原理,变压器的基本原理是电磁感应原理，现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理（如上图）：当一次侧绕组上加上电压1时，流过电流1，在铁芯中就产生交变磁通1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势1，2，感应电势公式为：E=4.44fNm式中：E-感应电势有效值f-频率N-匝数m-主磁通最大值由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压1和2大小也就不同。当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流（0），这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，
3、主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流0，一部分为用来平衡2，所以这部分电流随着2变化而变化。当电流乘以匝数时，就是磁势。上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用，变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。,变压器的基本原理,1,我们得到以下公式 U1/U2=N1/N2 原副线圈的电压和匝数成正比。如果副线圈的匝数变大，就是升压变压器。副线圈的匝数变小的是降压变压器。2,理想变压器的输入的功率一定等于它输出的功率。（损耗极小）3,原副线圈的电流和匝数成反比。（仅限于只有一组原副线圈）,变压器的基本物理公式/参数,二、变压器的分类,变压器的分类其实有很多种，但我们通常会
4、按其用途、结构、相数、冷却方式等进行分类。1、按用途分类有：电力变压器 试验变压器调压变压器 特殊用途变压器仪用变压器矿用变压器,变压器的分类,2、按相数分：单相变压器三相变压器多相变压器,3、按绕组数目分：自耦变压器双绕组变压器三绕组变压器多绕组变压器,变压器的分类,4、按冷却方式分：油浸自冷式变压器（主变）油浸风冷式变压器干式变压器（厂变）充气式变压器,变压器分类,电力变压器：主要用在输配电系统中，分为升压变压器，降压变压器，配电变压器，联络变压器和厂用变压器等几种。油浸自冷式变压器：变压器绕组和铁芯全浸在变压器油中，借助于油的自然循环进行冷却，变压器油还起绝缘作用。,三、变压器的组成,变
5、压器的组成部件有：铁芯、绕组、调压装置、散热片、高压套管、低压套管、压力释放阀、温度计、油位计、油枕、吸湿器、气体继电器等。,变压器的组成,1、铁芯是变压器的导磁通路，为了提高磁路的导磁性质减少铁芯中的磁滞涡流损耗，铁芯一般采用高磁导率的铁磁材料（0.350.5mm)厚的硅钢片叠成。铁芯由铁轭和铁心柱两部分组成，也起固定和支撑绕组的作用。,1、变压器铁心结构,1、变压器铁心结构,变压器的组成,铁芯及其金属构件上除穿心螺杆外都必须可靠接地，但铁芯叠片只允许一点接地。（为什么？）为什么铁芯要接地？为了防止变压器在运行或实验时，由于静电感应而在铁芯和其他金属构件上产生悬浮电位造成对地放电，所以必须可
6、靠接地。那为什么只允许一点接地呢？因为如果两点以上接地时，则接地点之间可能形成回路，当主磁通穿过此闭合回路时，就会产生循环电流造成内部过热事故。,变压器的组成,2、油箱就是油浸式变压器的外壳，用以盛装变压器器身和变压器油,绕组,3、绕组是变压器的电路部分，它是由铜或铝的绝缘导线绕制而成。为了便于绝缘，低压绕组靠近铁心柱，高压绕组套在低压绕组外面。,调压装置,变压器常用改变绕组匝数的方法来调压。一般从变压器的高压绕组引出若干抽头，称为分接头，用以切换分接头的装置叫分接开关。分接开关分为无载调压和有载调压两种，前者必须在变压器停电的情况下切换；后者可以在变压器带负载情况下进行切换。分接开关安装在油
7、箱内，其控制箱在油箱外，有载调压分接开关内的变压器油是完全独立的，它也有配套的油箱、瓦斯继电器、呼吸器。,6、其他,散热片,起到散热作用,高、低压套管,用于将变压器高、低压绕组的引线引到油箱外部，它的主要作用是绝缘和固定作用，所以它必须要有足够的电气绝缘强度和机械强度。一般绝缘套管采用陶瓷材料，其结构取决于电压等级。1KV以下的采用实心磁套管，1035KV的采用空心充气或充油式套管，110KV及以上的采用电容式套管,压力释放阀,当变压器内部发生严重故障而产生大量气体时，油箱内压力迅速增加，为防止变压器发生爆炸，油箱上安装压力释放阀。,油枕,俗称储油柜，因为在变压器运行过程中，随着油温的变化，油
8、的体积会膨胀和收缩。这样我们加个油枕就能随时保证油箱内经常充满油，保证套管内的油位，也避免了绝缘油与空气大面积的接触，减少氧气和水分的渗入。油枕分为：隔膜式、胶囊式和浮子式。,6、其他,隔膜式,6、其他,胶囊式,呼吸器,变压器随着负荷和气温变化，各变压器油温不断变化，这样油枕内的油位随着整个变压器油的膨胀和收缩而发生变化，为了使潮气不能进入油枕使油劣化，将油枕用一个管子从上部连通到一个内装硅胶的干燥器（俗称呼吸器），硅胶对空气中水份具有很强的吸附作用，干燥状态状态为兰色，吸潮饱和后变为粉红色。吸潮的硅胶可以再生。,气体继电器,气体继电器又称为瓦斯继电器，是变压器的一种保护装置，安装在油箱与储油
9、柜的连接管道中，当变压器内部发生故障时（如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故、油箱漏油使油面下降较多等）产生的气体和油流，迫使气体继电器动作。轻者发出信号，以便运行人员及时处理。重者使断路器跳闸，以保护变压器。,变压器主要参数,型号口口口口口/口第一个字母表示相数：D-单相；S-三相；O-自耦变压器第二个字母表示冷却方式：F-风冷式；S-水冷式；P-强迫油循环；D-强迫油导向循环；（自然风冷不表示出来）第三相表示绕组形式：L-铝绕组；Z-有载调压；S-三绕组第四相表示设计序号第五相表示变压器的额定容量（KVA）第六相表示变压器高压绕组额定电压,我站主变压器的主要参数,我站其他变压器的主要参数,联接组
10、标号的表示方法,大写字母表示一次侧的接线方式，小写字母表示二次侧的接线方式。Y或y为星形接线，D表示三角形接线。数字采用时钟表示法。用来表示一、二次侧线电压的相位关系，一次侧线电压相量作为分针，固定指在时钟12点的位置，二次侧的线电压相量为时针。如“YN/d11”其中11就表示，当一次侧线电压相量作为分针指在时钟12点的位置时，二次侧的线电压相量在时针的11点位置，也就是二次侧线电压Uab滞后一次侧线电压UAB330度，也就是超前30度。,变压器二个绕组组合起来就形成了4种接线组别“Yy”、“Dy”、“Yd”、“Dd”；我国只采用Yy、Yd两种，由于Y连线时还带有中性线和不带中性线两种，不带中
11、性线的不增加符号表示，带中性线引出线的则用“n”代替。,我站变压器的基本运行方式,我站有主变两台，主变高压侧接入35KV室再经出线柜引出至排前变电站35KV线路，低压侧接入高压室6.3KV母线上，我厂主变采用的是主变中性点不接地的形式。厂用变压器两台，1#厂变高压侧接入6.3KV段母线上，2#厂变高压侧接入6.3KV段母线上；低压侧并入厂用配电室0.4KV母线上。励磁变5台，高压侧分别与1#、2#、3#、4#、5#发电机出线并联，低压侧分别与1#、2#、3#、4#、5#励磁系统功率屏柜上（251V）。,我厂变压器运行中的允许值,5.4.1变压器在额定冷却条件下，可按铭牌参数运行。5.4.2油浸
12、式电力变压器在运行中的允许温度按上层油温温升来检查，上层油温温升允许值为55，但最高油温不得超过95。为避免变压器老化过快，上层油温不宜经常超过85。5.4.3干式变压器线圈外表温度最高不得超过80。由于厂用变绝缘等级高，冷却风机一般不需人工启动。当温度达到80时，冷却风机能自动启动，温度下降到60时，风机自动停止运行。若达到自动启动温度时风机不能自动启动，则可手动启动风机。,5.4.4正常情况下变压器的外加电压可以较额定值高，但一般不得超过额定值的5%。不论电压分接头在任何位置，如果所加一次电压不超过其相应额定电压的5%，则变压器二次侧可带额定电流。5.4.5加在变压器各分接头的电压不得超过
13、分接头额定电压的110%，变压器高压侧运行电压绝对值按省局规定不能超过38.5KV。否则，应减少无功负荷，使电压维持在38.5KV或以下运行。变压器运行电压变动范围在额定电压5%以内，最高运行电压不得在各分接头额定电压的105%以上；最低运行电压低到分接头额定电压的95%，其电流不得超过该分接头额定电流的105%。变压器不允许随便过负荷，但在有事故情况下，变压器允许过负荷值如下表：,事故情况下变压器允许过负荷值,变压器在运行中我们巡视应该注意哪些项目？,1、检查声音是否正常，有无异常振动或炸裂声，温度是否正常；2、外壳接地是否完整、牢固；3、油枕、套管及结合部位是否严密、有无渗漏现象，油色油位
14、是否正常4、套管、瓷瓶是否清洁，有无破裂或裂纹，是否有放电痕迹5、各引线头接线是否良好，有无烧红或过热现象6、铁芯接地是否完整，变压器顶盖有无杂物7、集气盒内有无气体，温度计指示是否正确8、大雪天应检查套管、瓷瓶有无冰柱子，各导线处有无特殊熔化现象,10、大风天应检查引线的摇摆情况，变压器上有无风吹落物11、阴、雨、霜、雾天检查各带电部分有无火花和放电现象，雷雨中不得进入升压站12、对干式变压器应检查线圈有无灰尘、污垢，绝缘有无破损，各引线联结是否良好，有无过热，室内有无异味，各部分有无电晕现象，室内空气应保持干燥13、备用中的变压器停用15天时，应测量绝缘电阻和开关跳闸试验，各跳合闸电源及继
15、电器保护应投入，并同运行变压器一样进行定期巡回检查14、检查保护定值和保护压板是否正常15、每六个月进行一次油样化验16、晚上高峰负荷时熄灯检查,变压器的正常运行、操作和检查,主变一般都是以高压侧充电为原则，如需从低压侧充电，须采用零起升压的办法。新安装或大修后的变压器，在投入运行前应作冲击合闸试验，一般新装的变压器进行5次，大修后的变压器须作三次冲击合闸试验方可投入进行。目的：校核励磁涌流所产生的电动力对变压器的机械强度是否有影响，同时也校核在励磁涌流作用下，继电保护装置是否误动。,变压器的保护,电力变压器装有的保护一般分为主保护和后备保护。电力变压器一般都装设哪些保护呢？1、防御变压器油箱
16、内部各种短路故障和油面降低的瓦斯保护；2、防御变压器绕组和引出线多相短路，大接地电流系统侧绕组和引出线的单相接地短路及绕组匝间短路的差动保护或电流速断保护；3、防御变压器外部相间短路并作为瓦斯保护和差动保护后备的过电流保护；4、防御大接地电流系统中中变压器外部接地短路的零序电流保护5、防御变压器对称过负荷的过负荷保护6、防御变压器过励磁的过励磁保护,引起变压器轻瓦斯保护动作的原因？,1、因滤油、加油或冷却系统不严密以致空气进入变压器2、因温度下降或漏油致使油面缓慢下降3、因变压器故障产生少量气体4、由于发生穿越性短路故障而引起,引起变压器差动保护动作的原因？,1、变压器套管或引出线故障2、变压
17、器内部故障3、直流回路两点接地或二次侧碰接引起的保护误动作4、差动保护的电流互感器开路或短路引起的保护误动作5、差动保护本身元件损坏，误整定等原因引起的保护误动作,8、变压器异常运行和事故处理,1、声音不正常变压器一接上电源，就有嗡嗡的响声，这和高压磁通的存在及铁芯硅钢片叠成、电压增高、电流大小有关。正常运行时，变压器的铁芯声音是均匀的，当有其他杂音时，就应认真查找原因，进行相应处理，其原因大概有以下几点：（1）过电压引起异音（如中性点不接地系统单相接地、铁磁共振等）（2）过电流引起异音（如过负荷、大功率负荷启动、穿越性短路等）（3）夹紧铁芯的螺钉松动引起异音,（4）铁芯故障引起异音（如铁芯接
18、地线断开时会产生如放电的劈裂声，铁芯着火造成不正常的声音）（5）匝间短路引起异音。因短路处严重局部过热，使油局部沸腾发出像水开了的声音（6）分接开关故障引起的异音。因分接开关接触不良，局部发热，也会引起像匝间短路所引起的那种声音（7）外界气候影响造成的放电声。如大雾天、雪天造成套管处电晕放电或辉光放电，夜间可见蓝色小火花（8）变压器外壳与其他物体撞击引起的异音。这是因为变压器内部铁芯的振动引起其他部件的振动，使接触处相互撞击造成的。,2、变压器上层油温明显升高,变压器在运行中能被运行人员直接监视的温度是上层油温，通过监督上层油温来控制绕组最高点温度，以免其绝缘水平下降、老化。在正常负荷和正常冷
19、却条件下，变压器油温较平时高出10度以上或变压器负荷不变，油温不断上升，如检查结果证明冷却装置良好、测温仪无问题，则认为变压器已发生内部故障（如铁芯起火及绕组匝间短路等）。此时，应立即将变压器停运，以防止变压器事故扩大。,3、变压器油色不正常,变压器油分为新鲜油和运行油两种，在变压器起绝缘和冷却作用。新鲜油通常是亮黄色和天蓝色透明的；运行油由于油在老化时形成的沥青和污物的影响，颜色会变暗，严重时可能呈棕色。碳末对油的颜色也有很大的影响。运行人员在巡视变压器时，发现油位计中油的颜色发生变化时，应联系取油样，进行分析化验。若运行中变压器油色骤然恶化，油内出现碳质并有其他不正常现象时，应立即停电进行
20、检查处理。,4、变压器油位不正常,运行中的变压器出现油面过高或有油从油枕中溢出时，应首先检查变压器的负荷和温度是否正常，如果负荷和温度均正常，则可以判断是因呼吸器或油标管堵塞造成的假油面。此时经当值调度员同意后，将瓦斯保护改投信号，然后疏通呼吸器等进行处理。变压器缺油的原因有以下几种：（1）变压器长期渗油或大量漏油（2）气温过低，油枕的储油量不足（3）油枕的容量小不能满足运行要求（4）修试变压器时，放油后没有及时补油,5、变压器自动跳闸,变压器自动跳闸后，应做如下检查和处理：（1）变压器自动跳闸后，运行人员应进行系统性的处理，即投入备用变压器，调整运行方式和负荷分配，维持运行系统及其设备处于正
21、常情况（2）检查何种保护动作及动作是否正确（3）了解系统有无故障及故障性质（4）属下列情况可不经外部检查试送电一次：人员误碰、误操作及保护误动作；仅低压过流或限时过流保护动作，同时跳闸变压器的下一级设备故障而其保护未动作，且故障点已隔离（5）如属差动、气体保护或速断过流保护等保护动作，故障时又有冲击，则需对变压器及其系统进行详细检查停电并测定绝缘。在未查明原因或处理好以前，禁止将变压器投入运行,6、气体保护动作,变压器的气体保护跳闸时，应做如下检查和处理：（1）收集气体继电器的气体做色谱分析，如无气体，应检查二次回路和气体继电器的接线柱及引线绝缘是否良好（2）检查油位、油温、油色有无变化（3）
22、检查防爆管是否破裂喷油（4）检查变压器外壳有无变形，焊缝是否开裂喷油（5）如果经检查未发现任何异常，而确认因二次回路故障引起误动作时，可在差动保护及过电流保护投入的情况下将气体保护改接信号或退出，试送电一次，并加强监视（6）在气体保护的动作原因未查明前，不得合闸送电（7）如气体继电器内有气体或上述项有问题时，应停电检查和进行相应处理，检查试验合格后再投入运行,7、变压器过流保护动作,变压器过流保护动作跳闸时，应做如下检查和处理：（1）检查母线及母线上的设备是否有短路及杂物等（2）检查变压器及各侧设备是否有短路（3）检查中、低压侧保护是否动作，各线路的保护有无动作（4）确认母线无电时，应拉开该母
23、线所带的线路（5）如为母线故障，应考虑切换母线或转移负荷的处理（6）经检查确是越级跳闸时，应与当值调度员联系后，试送电一次。（7）试送电良好时，逐路查出故障线路（8）若因短路引起，则应在排除故障因素后方能送电,8、差动保护动作,变压器差动保护动作跳闸后，应做如下检查和处理：（1）检查变压器本体有无异常，检查差动保护范围内的绝缘子是否有闪络、损坏，引线是否有短路（2）如果差动保护范围内的设备无明显故障，应检查继电保护及二次回路是否有故障，直流回路是否有两点接地（3）经以上检查无异常时，应在切除负荷时立即试送电一次，不成功时不准再送（4）如果是继电器、二次回路、直流两点接地造成的误动，应将差动保护
24、退出运行，将变压器送电后，再处理。处理好后投到信号位置（5）差动保护及气体保护同时动作使变压器跳闸时，未经内部检查和试验，不得将变压器投入运行。,9、变压器着火,变压器着火时。首先应将与之连接的断路器、隔离开关拉开，将冷却系统停止运行并断开其电源。处理变压器着火特别是初起的小火，必须迅速果断，分秒必争，将火扑灭。扑灭变压器着火时，最好使用二氧化碳、四氯化碳泡沫、干粉灭火器及沙子灭火。如果流出的油也着了火，则可用泡沫灭火器灭火，必要时应报火警。如果变压器油溢出，并在变压器箱盖上着火，则应打开变压器下部的油阀放油，使油面低于着火处，并向变压器的外壳浇水，使油冷却而不易燃烧。如果变压器外壳炸裂并着火时，必须将变压器内所有的油都放到储油坑或储油槽中。如果是变压器内部故障引起着火时，则不能放油，以防变压器发生严重爆炸。,
