干式變壓器構造[沐風書苑]

1、北京華泰變壓器有限公司 1 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 +變壓器原理及額定數(shù)據(jù) +變壓器結構 +變壓器運行和維護注意事項 +變壓器柜體電氣連鎖裝置原理 +考試題 2 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 變壓器原理 變壓器的工作原理建立在電磁感應原理的基礎上，通過電磁感應，在兩個電路之 間實現(xiàn)電能的傳遞。鐵心是閉合鐵心，原繞組接通電源后，交變電流在鐵心中產(chǎn)生一 個交變磁通，交變磁通在原副繞組中感應出交流電勢，該電勢的大小均正比于磁通的 變化率與對應繞組的匝數(shù)，一、二次側電壓之比近似等于匝數(shù)比。改變副繞組的匝數(shù)， 可達到改變輸出電壓的目的，此為變壓器的工作原理。 圖1 變壓器原理圖 3 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 變壓器銘牌數(shù)據(jù) 每臺變壓器都有一個銘牌，包括

2、以下數(shù)據(jù)(以SCB10-1000/為例)： (1) 產(chǎn)品型號：SCB10-1000/10 (2) 標準代號：GB1094.11 (3) 產(chǎn)品代號：1FBG.715.345 (4) 額定容量：1000kVA (5) 額定電壓 高壓側：10000V 低壓側：400V (6) 額定電流 高壓側：33.33 A 低壓側：1443.4 A (7) 絕緣溫升：F (8) 聯(lián)結組標號：Dyn11 (9) 相數(shù)：3相 4 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 (10) 頻率：50Hz (11) 冷卻方式：AN (12) 阻抗電壓：6% (13) 絕緣水平：LI 75 AC 35/LI-AC 3 (14) 總重：3800kg (15) 出

3、廠序號： （16）變壓器的分接檔位與電壓的對應關系，見下表。 高壓側高壓側低壓側低壓側 電壓V聯(lián) 接出線端電壓V出線端 1050011-21 A B C 400 0 a b c 1025012-21 1000012-22 975013-22 950013-23 表1 變壓器分接檔示意表 5 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 +銘牌數(shù)據(jù)的相關說明：銘牌數(shù)據(jù)的相關說明： 產(chǎn)品型號：SCB10-1000/10 SCB10-1000/10 S-三相 D-單相 C-成形 固體 G-干式 B-箔式 繞組 10-性能 損耗水 平代號 1000-額 定容量 （kVA） 10-一次 側額定 電壓(kV) 6 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 額定電壓：一次繞

4、組的額定電壓是電網(wǎng)(電源)額定電壓； 二次繞組額定電壓是在一次繞組加額定電壓，變壓器處于空載狀態(tài)時的二次 電壓。 額定電流：它是變壓器正常運行時所能承擔的電流，在三相變壓器中，額定電流均指 線電流。 額定容量：在額定工作條件下，變壓器輸出能力的保證值，即額定電壓與額定電流的 乘積。 阻抗電壓：短路試驗在原邊測出短路電壓的實際值Uk，用原邊額定電壓的百分數(shù)表示， 稱為阻抗電壓uk,即uk = Uk /U1N100%；阻抗電壓為百分數(shù)。 聯(lián)結組：在三相系統(tǒng)中，關心的是線值，三相變壓器高、低壓繞組線電動勢之間的相 位差，因其聯(lián)結方法的不同而不一樣，國際上采用時鐘表示法標志三相變壓器高、低 壓繞組線電

5、動勢的相位關系，即規(guī)定高壓繞組線電動勢為長針，永遠指向鐘面上的 “12”，低壓繞組線電動勢為短針，它指向的數(shù)字表示為三相變壓器聯(lián)結組標號的時 鐘序數(shù)，其中指向“12”，時鐘序數(shù)為0。用大寫、小寫英文字母Y或y分別表示高、低 壓繞組星形聯(lián)結；D或d分別表示高、低壓繞組三角形聯(lián)結，在英文字母后邊寫出時鐘 序數(shù)。下針對高、低壓繞組Dy聯(lián)結確定其聯(lián)結組標號為11。（見圖2） 7 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 (a) 繞組聯(lián)結圖(b) 相量圖 圖2 Dyn11聯(lián)結 8 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 變壓器相關內(nèi)容注釋：變壓器相關內(nèi)容注釋： +變壓器的空、負載損耗： u空載損耗：變壓器的空載損耗主要是鐵損耗，主要包括 渦流損耗 u負載損耗：主要

6、是銅損耗，為原、副繞組內(nèi)電流所引起的歐姆電阻損耗，其實際值與用戶的負荷量 有關。 u變壓器空載合閘：變壓器穩(wěn)態(tài)運行時，空載勵磁電流時額定電流的2%-10%，但在空載接通瞬間，電 流的幅值卻很大，往往比額定電流還要大好幾倍。在變壓器空載接通電源的過渡過程中，自由分量 磁通的大小與合閘的出相角有關?？蛰d合閘電流的沖擊對變壓器本身并沒有直接的危害。 u勵磁涌流：變壓器在投入運行的合閘瞬間，被施電壓側的繞組中將會有過渡電流產(chǎn)生，即激磁涌流。 u突發(fā)短路：三相變壓器的短路故障：一相接地、兩相接地、三相短路。最嚴重的情況發(fā)生在 =0(即在端電壓經(jīng)過零值時發(fā)生突然短路)時，此時最大短路電流為額定電流的25-

7、30倍，運行時 應注意。短路時高壓繞組是張力，低壓繞組是壓力。 附加損耗 磁滯損耗 圖3 最嚴重情況下的突發(fā)短路電流 Imax 圖4 變壓器突發(fā)短路時繞組受到的機械力 9 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 10 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 鐵心鐵心 結構結構 + 鐵心采用45全斜接縫結構，鐵心柱與鐵 軛接縫處采用5級步進單片疊積結構，可改善 接縫處的磁場分布。 + 鐵心柱自動疊積成型，有效減小鐵心片 的毛刺高度、保證鐵心片的幾何尺寸精度。 + 采用槽鋼夾件, 夾件剛度高，鐵心外觀 好,有很好的機械強度。上下鐵軛采用四根穿 芯螺桿固定加緊力均勻，變壓器線圈套裝完 成后與鐵心成為一個整體，結構穩(wěn)定性好。 + 變壓器鐵芯表面涂刷具有防銹、防

8、潮、 防止鐵心表面結露功能的環(huán)氧樹脂基涂料； 金屬構件及全部標準緊固件均有表面防銹層 處理方案。 11 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 高、低壓線高、低壓線 圈結構圈結構 高壓線圈環(huán)氧樹脂澆注采用靜態(tài)混 料技術，繞制完的高壓線圈經(jīng)過預熱后 轉入環(huán)氧樹脂真空澆注設備的澆注艙中 進行真空干燥以除去絕緣材料中的水分 和氣體。環(huán)氧樹脂、固化劑等化工材料 分別獨立地進行真空脫氣處理。計算機 控制軟件按照工藝要求設定的配比、重 量和速度，將各種材料通過計量泵壓入 靜態(tài)混料器，充分混合后注入帶模具的 線圈中，最后將澆注完畢的線圈加溫固 化。 變壓器低壓線圈采用箔繞樹脂 封端結構，并以予浸環(huán)氧樹脂F(xiàn)級絕 緣的DMD復合箔作為層間絕

9、緣。熱固 化后完全成為一個剛體，有利于高、 低壓線圈之間磁勢平衡，提高變壓 器的動穩(wěn)定性；可以有效地減小低 壓閥側線圈中的渦流損耗。 12 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 變壓器附件結構變壓器附件結構 +溫控儀溫控儀 溫度傳感器能實時監(jiān)測三相繞組及鐵心溫度，具有繞組 超溫報警、繞組超高溫跳閘，鐵心超高溫報警，外殼開門 監(jiān)視等功能，并能通過遠程通信接口將信息上送到變電所 綜合自動化系統(tǒng)，裝置失電或裝置故障信號有硬接點信號 輸出。 柜柜 體體 根據(jù)用戶要求，北京地鐵柜體的 防護等級為IP20的外殼。外殼為拼裝 式，現(xiàn)場可方便組裝/拆卸，外殼柜 體材質(zhì)為冷軋鋼板。鋼板表面噴塑， 結構緊湊，造型美觀，外殼的前后板 壁上有門

10、，便于用戶維護。殼內(nèi)設有 高低壓電纜支架，電纜頭置于殼內(nèi)。 13 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 +變壓器運行 +變壓器在運行過程中，應經(jīng)常對其進行監(jiān)視和檢查，若發(fā)現(xiàn)有異?，F(xiàn)象或有礙于變壓 器正常運行的情況發(fā)生，應立即停電處理。情況嚴重時應盡快與我們聯(lián)系。 +監(jiān)視變壓器運行時的聲音及溫度。 +監(jiān)視、檢查變壓器的線圈、鐵心及封線的外觀，查看線圈有無損傷、變色的現(xiàn)象發(fā)生； 灰塵堆積的程度以及線圈上各類標志損壞，臟污的情況。 +監(jiān)視測溫裝置等各個部件的狀況。 +在運行過程中，一定要防止水滴滴落在變壓器上，并應避免日光直接照射線圈。 +在運行過程中，防止人手及身體摸觸線圈樹脂層的表面。 14 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 澆注線圈樹脂層表面的

11、對地電壓基本上等于線圈內(nèi)部帶電導體的對地電壓值。見下式： 式中， Vs線圈樹脂層表面的對地電壓 (V) Vo線圈內(nèi)部帶電導體的對地電壓 (V) ta 線圈樹脂層表面對地距離 (mm) te 線圈樹脂層厚度 (mm) a 空氣的介電常數(shù) a 1.0 e 樹脂的介電常數(shù) e 5.0 對于10kV 級，三相星接的線圈 Vo = 10000 / =5774V 若ta = 180 mm te = 2.5 mm 則 Vs= 5758 V 雖然線圈樹脂層的絕緣電阻相當大，當人摸、觸時可將充電電流限制到很小的數(shù)值， 但仍會受到強烈的電沖擊，導致其他的危險情況出現(xiàn)。 為了防止發(fā)生意外的觸點事故，出廠變壓器線圈表

12、面均有粘貼有標示危險的標志，現(xiàn) 場的操作人員應注意。 VV t tt so ea aeea () 3 15 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 +變壓器的負載能力 變壓器在運行過程中，是允許短時間超銘牌額定值負載的，其前提條件是不得損害 其正常的使用壽命。 變壓器的使用壽命用下式表示： L = 式中， L 變壓器的使用壽命 wh變壓器繞組的熱點溫度 (C) a 與絕緣材料相關的系數(shù)，a=0.1 b 與絕緣材料相關的系數(shù)，對于干式變壓器 b=0.0578 干式變壓器在標準規(guī)定的溫度下運行，予期有30年的使用壽命。變壓器的壽命與其 繞組的熱點溫度是密切相關的；繞組熱點溫度相對于標準規(guī)定的額定值每升高或降低 12 K，變壓器

13、的壽命損失將增加一半或減少一倍。這一法則是確定變壓器超銘牌額定 值負載能力的重要根據(jù)。在這一法則的制約下，為了保證干式變壓器的正常使用壽命， 變壓器短時超銘牌額定值負載運行時，必須注意以下因素： a. 環(huán)境溫度 b. 過負載前的起始負載率（負載率為相對于銘牌額定值負載電流的百分率） c. 變壓器的熱時間常數(shù)。 ae b wh 16 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 +變壓器的維護 干式變壓器在運行一段時間后，應停電進行以下必要的檢查和保養(yǎng)： a. 檢查線圈、鐵心、封線、分接端子及各部位的緊固件，查看有無損傷、變形、 變色、松動、過熱痕跡及腐蝕等現(xiàn)象產(chǎn)生，若有不正常的情況，應查明原因，采取必 要的政策。 b. 清除變壓

14、器上的灰塵。凡手能觸及到的部位都應用干布檫拭，但不得使用揮發(fā) 性的清潔劑。鐵心、線圈內(nèi)部難以擦拭到的部位用吹風機將灰塵吹凈。壓縮空氣的流 動方向與變壓器運行時冷卻空氣的流動方向相反。 檢查、保養(yǎng)完畢，變壓器再次投入運行前，認真檢查有無金屬或非金屬異物掉落， 遺留在線圈、鐵心內(nèi)及絕緣件上。還應進行絕緣電阻測試。 變壓器的溫控器在出現(xiàn)誤報警、誤跳閘的情況時，運行人員應參考溫控器使用說明 書檢查報警和跳閘的設定溫度是否正確。若設置溫度正確，則立即通知變壓器專業(yè)人 員進行處理。 17 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 電源回路 電磁鎖回路 開門報警回路 變壓器門體電磁鎖與變壓器10kV進線斷路器閉鎖，當進線斷路器分閘 后，對應電變壓器門才可打開；變壓器門打開的情況下，進線10kV斷 路器不能合閘。 18 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 合閘聯(lián)鎖回路 開門跳閘回路 備用回路 19 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 20 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 1、變壓器在