變壓器基本知識

1、1.什么是變壓器? 答:電力變壓器是用來改變交流電壓大小的電氣設備。它是根據電磁感應的原理以相同的頻率在兩個或更多的繞組之間變換交流電壓和電流而傳輸電能的靜止電氣設備。 2.變壓器可分為哪幾種? 答:按用途可分為:電力變壓器、特種變壓器。 電力變壓器的分類: (1)按變壓器的容量分:中小型變壓器、大型變壓器、特大型變壓器; (2)按繞組數量分:雙繞組變壓器、三繞組變壓器; (3)按高低壓線圈有無電的聯(lián)系分:普通變壓器、自耦變壓器; (4)按變壓器的調壓方式分:無勵磁調壓、有載調壓; (5)按相數分:單相變壓器、三相變壓器; (6)按冷卻介質分:油浸式變壓器、干式變壓器; (7)按鐵心結構分:心

2、式變壓器、殼式變壓器。 3.變壓器產品型號及字母表示什么含義?答:產品型號采用漢語拼音大寫字母或其它合適字母來表示產品的主要特征用阿拉伯數字表示產品性能水平代號或設計序號和規(guī)格代號。例: SGZB10-/ 高壓繞組電壓等級(kV) 額定容量(kVA) 性能水平代號 箔繞 調壓方式(只標有載) 干式、空氣自冷 相數(三相) 4.性能水平代號有什么意義? 答:性能水平代號數越大損耗越小水平越高。9型是指空載損耗是國家標準的90%負載損耗是國家標準的90%;10型是指空載損耗是國家標準的80%負載損耗是國家標準的85%。 5.變壓器并聯(lián)運行的目的是什么? 答:將兩臺或多臺變壓器的一次側以及二次側同極

3、性的端子之間通過同一母線分別互相連結這種運行方式叫變壓器的并聯(lián)運行。 目的:(1)增加容量; (2)提高變壓器運行的經濟性; (3)提高供電可靠性。 6.變壓器并聯(lián)運行應滿足什么條件?答:(1)變壓器的聯(lián)結組別相同; (2)變壓器的變比相同原付邊額定電壓分別相等; (3)變壓器的短路阻抗相近; (4)并聯(lián)運行的變壓器容量比一般不宜超過3:1。 在實際運行條件下(2)、(3)是允許有些偏差的。 7.什么是變壓器的額定電壓?什么叫額定電壓比? 答:繞組的額定電壓(Ur)是在處于主分接的帶分接繞組的端子間或不帶分接的繞組端子間指定施加的電壓或空載時感應出的電壓(對于三繞組是指線路端子間的電壓)。變壓

4、器的額定電壓與所連接的輸變電線路相符合。額定電壓是指線電壓且均以有效值表示。 額定電壓比是指一個繞組的額定電壓與另一個具有較低或相等額定電壓的繞組的額定電壓之比所以額定電壓比K1。 8.什么是變壓器的額定頻率? 答:變壓器額定頻率是變壓器設計所依據的運行頻率。我國為50Hz。即每秒內交流電交變的周期數用符號f表示其單位名稱為赫茲。單位符號Hz周期和頻率互為倒數關系即T=1/ff=1/T。 T-交流電每交變一次(或一周)所需的時間叫周期單位名稱為秒。 9.什么叫變壓器的額定容量? 答:額定容量(Sr)是某一個繞組的視在功率的指定值和該繞組的額定電壓一起決定其額定電流。變壓器的主要作用是傳輸電能因

5、此額定容量是它的主要數據它是表現容量的慣用值表征傳輸電能的大小。它用kVA或MVA表示。以它作為制造廠設計的保證和試驗基礎。并且對變壓器施加額定電壓時根據它來確定在標準的規(guī)定條件下不超過溫升限值的額定電流。10.什么是變壓器的額定電流? 答:變壓器的額定電流是指由變壓器的額定容量(Sr)和額定電壓(Ur)推導出的流經繞組線路端子的電流。 11.什么是變壓器的空載電流? 答:當額定頻率下的額定電壓(分接電壓)施加到一個繞組的端子其它繞組開路時流經該繞組線路端子的電流的方均根值。其較小的有功分量用以補償鐵心的損耗其較大的有功分量用以勵磁以平衡鐵心的磁壓降?？蛰d電流Io通常以額定電流的百分數表示。變

6、壓器額定容量越大Io越小。 12.什么是變壓器的負載損耗? 答:在一對繞組中當額定電流(分接電流)流經一個繞組的線路端子且另一繞組短路時在額定頻率及參考溫度下(F級120H級145)所吸取的有功功率此時其它繞組(如果有)應開路。負載損耗也稱短路損耗它與負載電流的平方成正比是線圈發(fā)熱的熱源。單位是瓦符號用W表示。 13、什么是變壓器的阻抗電壓? 答:雙繞組變壓器當二次繞組短路一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱阻抗電壓。符號為Uk通常阻抗電壓以額定電壓的百分數表示即Uk%=(Uk/Uh)100%。阻抗電壓大小與變壓器的成本和性能、系統(tǒng)穩(wěn)定性和供電質量有關。 14、什么是電流的熱效應如何確定電流在電

7、阻中產生的熱量? 答:電流流過電阻時電阻就會發(fā)熱將電能轉換為熱能這種現象叫做電流的熱效應。 熱量的確定用楞次定律計算即:電阻通過電流后所產生的熱量與電流的平方、電阻及通電時間成正比。 關系式為Q=0.24I2RT 式中I-電流(A)R-電阻() T-時間(S) Q-電阻產生的熱量(卡) 0.24熱功當量表示1瓦特?秒電能產生的熱量為0.24卡。 15、什么是局部放電? 答:局部放電是指引起導體之間的絕緣只發(fā)生局部橋接的一種放電即在電場作用下絕緣系統(tǒng)中有部分區(qū)域發(fā)生放電而沒有貫穿施加電壓的導體之間即尚未擊穿這種現象稱之為局部放電。 16、局部放電產生的原因是什么? 答:絕緣體各部位承受的電場是不

8、均勻的而且電介質也是不均勻的。另外在制造或使用過程中會殘留一些氣泡或其它雜質等于是在絕緣體內部或表面就會出現某些區(qū)域的電場強度高于平均電場強度某些區(qū)域的電場強度低于平均電場強度。因此某些區(qū)域就會首先發(fā)生放電而其它區(qū)域仍保持絕緣的特性這就形成了局部放電。 17、干式變壓器局部放電有幾種形式? 答:(1)繞組內部放電即層、段間絕緣介質局部放電; (2)表面局部放電; (3)電暈放電。 18、干式變壓器繞組散熱有哪幾種形式? 答:(1)輻射:即繞組以外紅外線輻射波向周圍溫度較低的空間傳播熱量; (2)對流:是發(fā)熱體通過溫度較低運動著的空氣而散熱; (3)傳導:是熱源從溫度較高處直接到溫度較低處。19

9、、干式變壓器冷卻方式有幾種? 答:干式變壓器冷卻方式主要有自冷和風冷二種。 AN-空氣自冷 AF-空氣強迫循環(huán)風冷 20、什么是繞組的聯(lián)結組標號? 答:繞組的聯(lián)結組標號是用一組字母和時鐘序數指示高壓、中壓(如果有)及低壓繞組的聯(lián)結方式且表示中壓、低壓繞組對高壓繞組相位移關系的通用標號。 變壓器常見有星形聯(lián)結(三相變壓器每個相繞組的一端或組成三相組的單相變壓器的三個具有相同額定電壓繞組的一端連接到一個公共點而另一端連接到相應的線路端子。)和三角形聯(lián)結(三相變壓器的三個相繞組或組成三相組的單相變壓器的三個具有相同額定電壓繞組相互串聯(lián)連接成一個閉合回路)分別用字母表示為Yyn0Dyn11其中Y指高壓

10、為星形聯(lián)結D指高壓為三角形聯(lián)結yn指低壓為星形聯(lián)結并有中性點引出011為組別數。 21、三相變壓器接線Yyn0和Dyn11有什么區(qū)別? 答:(1)當變壓器二次側負載不對稱時Dyn11接線比Yyn0接線零位偏移小; (2)采用Dyn11接線方式可提高變壓器過電流繼電保護裝置的靈敏度簡化保護接線; (3)采用Dyn11接線方式可提高低壓干線保護裝置的靈敏度有利于保證各級保護裝置的選擇性和擴大饋電半徑; (4)Dyn11接線的變壓器其二次零線電流不作限制。這是Dyn11接線的一個極大優(yōu)點而Yyn0接線二次零線電流不準超過25%。(5)D接法比Y接法一次線圈的相電壓高3倍而電流小3倍因此線徑細而匝數多

11、。 22、三相聯(lián)結的相、線電壓、電流的關系是怎樣? 答:(1)Y形聯(lián)結相電流等于線電流即Ia=IL;線電壓等于3倍的相電壓即UL=3Ua; (2)D形聯(lián)結線電流等于3倍的相電流即IL=3Ia;線電壓等于相電壓即Ua=UL。 23、變壓器的分接范圍有哪些? 答:一般分接范圍有5%、22.5%、41.5%、42.5%等。 24、繞組在變壓器中起什么作用? 答:變壓器繞組構成設備的內部電路、它與外界的電網直接相連是變壓器中最重要的部件常把繞組比做變壓器的心臟。繞組匝數的改變可以改變電壓當繞組與鐵心套裝在一起時既繞組成變壓器本身又構成電磁感應系統(tǒng)可得到所需的電壓和電流。 25、線圈的分接頭有什么作用?

12、 答:變壓器調整電壓的方法是在其某一側線圈上設置分接以切除或增加一部分線匝改變匝數從而達到改變電壓比的有級調整電壓的方法。在分接抽頭中主分接的工作能力就是額定電壓、額定電流和額定容量其它分接的工作能力就是其它分接的繞組分接電壓、電流和容量。 26、為什么在高壓繞組上抽分接頭? 答:因為高壓繞組通常套在最外面引出分接頭比較方便還有高壓側電流小引出的分接引線和分接開關的載流部分截面小開關接觸部分比較容易解決。 27、線圈為什么常常采用多根導線并繞?答:導線內通過電流后除了電阻損耗外還有渦流損耗。對于電阻損耗線圈用單根或多根導線繞制只要截面積相同都是一樣的而渦流損耗與導線厚度有關厚度增加一倍渦流損耗

13、增加四倍如果過于寬則橫向漏磁場引起的渦流損耗也猛增。所以電流大時采用多根并繞渦流損耗大為降低所以得采用多根導線并繞。另外導線太厚時繞制也困難也需要采用多根導線并繞。 28、什么是絕緣材料的電擊穿?影響電擊穿的因素有哪些? 答:當電壓用在絕緣體上便產生了大量的自由電子和離子由于自由電子或離子的加速運動產生了大量的動能動能達到一定值時首先發(fā)生了游離放電這種現象便叫絕緣材料的電擊穿。 影響電擊穿的因素有: (1)電壓越高越容易造成電擊穿; (2)電壓作用時間越長越容易產生電擊穿。 29、什么是絕緣材料的熱擊穿?影響熱擊穿的因素有哪些? 答:由于絕緣材料溫度的增加介質損耗不斷增大產生了材料的漏泄電流使

14、材料的溫度更為增高。當絕緣材料增加的熱量大于散發(fā)的熱量時則使材料老化從而造成了材料炭化這種現象便叫絕緣材料的熱擊穿。 影響熱擊穿的因素有:材料周圍的溫度過高散熱條件不好絕緣體過厚材料導熱性能不好作用的電壓頻率過高。 30、絕緣老化產生的過程及原因? 答:絕緣老化主要原因是由損耗而產生的熱發(fā)展過程為氧化熱分解導致機械強度降低吸取性增強等。 原因:(1)電老化。電老化可分為局部放電老化產生原因為氣隙、龜裂、剝離、氣泡等發(fā)展過程為氧化、穿孔導線絕緣厚度減少絕緣擊穿;電老化另一原因是樹脂放電因為帶電體凸起及絕緣中混有異物。 (2)應力老化。主要原因是熱應力熱周圍作用振動應力發(fā)展過程為龜裂、剝離等產生氣

15、隙發(fā)展成電老化。 (3)環(huán)境老化。主要原因是運行現場潮氣、塵埃以及有害氣體等發(fā)展過程為污損吸潮產生爬電降低絕緣水平。 31、絕緣材料的使用壽命中6度定則含義是什么? 答:變壓器絕緣材料的經濟使用壽命一般確定為20年變壓器絕緣的使用壽命(單位為年)和長期運行溫度的關系可用下式表示即: A=20298/62-t/6 式中t-絕緣運行溫度()不超過140。 溫度每升高或降低6絕緣老化壽命降低一半或提高一倍這種規(guī)律為6度定則。 32、冷軋硅鋼片的化學成分及其性能是什么? 答:冷軋硅鋼片的化學成分大致為3%5%的硅、0.06%的碳、0.15%的錳、0.03%的磷、0.25%的硫和5.18.5%的鋁其余為

16、鐵。這些元素在硅鋼片中的作用是: (1)碳(C)會增大鋼板的磁滯損耗。 (2)硅(Si)可以減弱碳的不良作用即減少磁滯損耗同時又可提高磁導率和電阻率延長長期使用帶來的磁性變壞的老化作用。 (3)硫(S)會使硅鋼片產生熱脆增加磁滯損耗降低磁感應強度。(4)錳(Mn)能促使鋼中產生相變使脫碳和脫硫進行不利因而導致磁感的降低。 鋼中存在的雜質元素都是非磁性或弱磁性物質它們的存在造成晶格歪扭、錯位、空位和內應力因而磁化困難。 33、硅鋼片的種類有那些? 答:(1)按硅鋼片可分為四類:低硅鋼(含硅0.81.8%)中硅鋼(含硅1.82.8%)較高硅鋼(含硅2.83.8%)及高硅鋼(含硅3.84.8%)。

17、(2)按軋制方法可分為熱軋硅鋼片和冷軋硅鋼片。 (3)按晶粒取向可分為定向電磁硅鋼板和無定向電磁硅鋼板。 34、如何判斷硅鋼片的性能? 答:硅鋼片性能好取決于在它不同磁場密度的磁感應值和單位鐵損。在同一磁場強度下(即單位長度的安匝數)磁感應越高硅鋼片的性能越好在同樣頻率下同樣磁通密度時的單位鐵損值(瓦/公斤)愈小硅鋼片性能越好。 35、在變壓器中主絕緣、縱絕緣各指哪些? 答:繞組對其本身以外的其他部分的絕緣是主絕緣包括對油箱的絕緣對鐵心的夾件和壓板的絕緣對同一相的其他繞組的絕緣以及對不同相繞組的絕緣端絕緣也屬于主絕緣的范疇。繞組本身的絕緣是縱絕緣包括匝間絕緣、層間絕緣、段間絕緣以及線段與電板之

18、間的絕緣。 36、有載調壓有什么特點? 答:變壓器調壓方式通常是分為無勵磁調壓和有載調壓。當二次不帶負載一次與電網斷開時的調壓是無勵磁調壓有載調壓變壓器配裝有載分解接開關在變壓器帶負載的情況下通過操作機構可變換分接開關的分接位置在配裝電壓器控制器后還可以實現自動調壓使變壓器的輸出電壓穩(wěn)定在一個范圍內。 37、油浸式中變壓器油有什么作用?答:(1)絕緣作用。變壓器油作為絕緣質使繞組與繞組之間、層間以及繞組與接地的鐵心和油箱之間有良好的絕緣從而提高了設備的絕緣強度 (2)散熱作用。變壓器油有較大的比熱容同時是充油設備具有良好的熱循環(huán)回路能將運行中變壓器的鐵心和繞組等散發(fā)出來的熱量傳遞給冷卻裝置起到有效的散熱作用。 (3)熄弧作用。在有載調壓變壓器中有載開關內的絕緣油有熄弧的作用。 38、油浸式變壓器中全密封變壓器有什么特點? 答:全密封變壓器由于隔絕了油與空氣接觸的途