主變壓器(共36張PPT)

1主變壓器第1頁/共36頁概述工作原理結(jié)構(gòu)運行保護故障維修分類銘牌和參數(shù)第2頁/共36頁電力變壓器是發(fā)電廠和變電所的主要設備之一。變壓器在電力系統(tǒng)中的作用是變換電壓。電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以減少線路損耗，提高送電的經(jīng)濟性，達到遠距離送電的目的。而降壓變壓器則能把高電壓變?yōu)橛脩羲枰母骷壥褂秒妷?，滿足用戶需要。概述第3頁/共36頁變壓器是一種靜止的電氣設備，根據(jù)電磁感應原理，將一種電壓等級的交流電能轉(zhuǎn)變成同頻率的另一種電壓等級的交流電能。電磁感應:是指放在變化磁通量中的導體，會產(chǎn)生電動勢。此電動勢稱為感應電動勢或感生電動勢，若將此導體閉合成一回路，則該電動勢會驅(qū)使電子流動，形成感應電流（感生電流）。變壓器原理第4頁/共36頁變壓器是根據(jù)“磁動生電”和“動電生磁”的電磁感應原理構(gòu)成的。如下圖所示，其中電源側(cè)稱為一次繞組，負載側(cè)稱為二次繞組，根據(jù)電磁感應原理，當交流電壓U1加到變壓器一次側(cè)繞組時，就會在一次側(cè)產(chǎn)生交變電流I1，從而產(chǎn)生勵磁作用，這個電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通Φ，它不僅能夠穿過一次繞組，同時也穿過二次繞組，分別在兩個繞組中產(chǎn)生感應電動勢E1和E2。當二次側(cè)繞組與外電路的負載R接通時，便有交流電流I2流入負載，其端電壓為U2，于是就有了電能輸出。變壓器工作原理第5頁/共36頁變壓器按用途一般分為電力變壓器和特種變壓器及儀用互感器（電壓、電流互器）。電力變壓器可分為:升壓變壓器、降壓變壓器、配電變壓器、聯(lián)絡變壓器等。電力變壓器按冷卻介質(zhì)可分為油浸式和干式兩種。變壓器按相數(shù)可分為單相和三相變壓器。變壓器的分類第6頁/共36頁變壓器基本結(jié)構(gòu)是由鐵芯和繞組組成的，一般可分為以下幾個部分：油浸式變壓器器身油箱冷卻裝置保護裝置出線裝置鐵心、繞組、絕緣結(jié)構(gòu)、引線、分接開關(guān)油箱本體（箱蓋、箱壁、箱底）和附件（放油閥門、油樣活門、接地螺栓、銘牌散熱器和冷卻器儲油柜（油枕）、油位表、防爆管（安全氣道）、吸濕器(呼吸器)、溫度計、凈油器、氣體繼電器（瓦斯繼電器）高壓套管、低壓套管變壓器的結(jié)構(gòu)第7頁/共36頁1、鐵芯（1）鐵芯結(jié)構(gòu)：鐵芯在電力變壓器中是重要的組成部件之一。它由高導磁的硅鋼片疊積和鋼夾件夾緊而成，鐵心具有兩個方面的功能。在原理上，鐵心是構(gòu)成變壓器的磁路。它把一次電路的電能轉(zhuǎn)化為磁能，又把該磁能轉(zhuǎn)化為二次電路的電能，因此，鐵心是能量傳遞的媒介體。在結(jié)構(gòu)上，它是構(gòu)成變壓器的骨架。在它的鐵心柱上套上帶有絕緣的線圈，并且牢固地對它們支撐和壓緊。鐵芯由鐵芯柱和鐵軛兩部分組成。鐵芯的結(jié)構(gòu)一般分為心式和殼兩類。變壓器的結(jié)構(gòu)第8頁/共36頁變壓器的結(jié)構(gòu)上圖為心式：1-鐵芯柱2-上鐵軛3-下鐵軛4、5-高低壓繞組上圖為殼式鐵芯：1-鐵芯柱2-上鐵軛3-下鐵軛4-旁軛5,6-高低繞組殼式鐵芯很少見，介紹從略第9頁/共36頁變壓器的結(jié)構(gòu)接地片上夾件鐵軛螺桿拉螺桿芯柱綁扎鐵心磁導線下夾件下夾件下夾件第10頁/共36頁（2）鐵芯材料：材料要求導磁性能好。變壓器鐵芯采用硅鋼片疊制而成，硅鋼片的表面涂有一層絕緣漆使片與片之間絕緣。硅鋼片有熱軋和冷軋兩種，由于冷軋硅鋼片在沿著輾扎的方向磁化時有較高的導磁系數(shù)和較小的損耗，器性能優(yōu)于熱軋的，所以國產(chǎn)變壓器均采用冷軋硅鋼片。國產(chǎn)冷軋硅鋼片的厚度為0.35mm、0.30mm、0.27mm等幾種。片厚則產(chǎn)生渦流損耗大。變壓器的結(jié)構(gòu)第11頁/共36頁110kV110kV油浸式電力變壓器鐵芯和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖110kV油浸式電力變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)圖110kV油浸式電力變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖第12頁/共36頁變壓器的結(jié)構(gòu)2.繞組繞組是變壓器的電路部分，是建立磁場和傳輸電能的電路部分。一般用絕緣紙包的鋁線或銅線繞制而成。3.絕緣變壓器內(nèi)部主要絕緣材料有變壓器油、絕緣紙板、電纜紙、皺紋紙等。4.分接開關(guān)是對變壓器進行電壓調(diào)整的裝置。變壓器調(diào)壓是在變壓器的某一繞組上設置分接頭，當變換分接頭時就減少或增加了一部分線匝，使帶有分接頭的變壓器繞組的匝數(shù)減少或增加，其他繞組的匝數(shù)沒有改變，從而改變了變壓器繞組的匝數(shù)比。繞組的匝數(shù)比改變了，電壓比也相應改變，輸出電壓就改變，這樣就達到了調(diào)整電壓的目的。第13頁/共36頁5.油箱即油浸式變壓器的外殼，變壓器器身置于油箱內(nèi)，油箱內(nèi)灌滿變壓器油。6.冷卻裝置在變壓器運行時，由繞組和鐵芯中產(chǎn)生的損耗轉(zhuǎn)化為熱量，必須及時散熱。以免變壓器過熱造成事故。所以冷裝置是起散熱作用的。變壓器的結(jié)構(gòu)第14頁/共36頁鐵心、繞組、絕緣結(jié)構(gòu)、引線、分接開關(guān)變壓器理想并聯(lián)運行的條件：雪溶化情況，檢查接頭是否發(fā)熱，并及時處理冰柱。的額定電壓時，一次繞組中所流過的電流。（2）油枕、套管的油位、油色正常，無滲漏油現(xiàn)象。變壓器運行時各部件的溫度不同，繞組溫度最高，鐵變壓器的效率為輸出的有功功率與輸入的有功功表示，有中性點引出時則分別用符號YN、ZN和yn、zn表示。儲油柜通過吸濕器與大氣相通。套上帶有絕緣的線圈，并且牢固地對它們支撐和壓緊。下面的觸點表示“瓦斯保護”，動作后啟動變壓器保護的總出口繼電器，使斷路器跳閘。電壓經(jīng)升壓變壓器升壓后，可以減少線路損耗，提高送電的經(jīng)濟性，達到遠距離送電的目的。出現(xiàn)下列情況之一，維操人員應對變壓器進行特殊巡視，增加巡視次數(shù)。（9）調(diào)壓裝置正常，指示正確。國產(chǎn)冷軋硅鋼片的厚度為0.110kV油浸式電力變壓器風機結(jié)構(gòu)圖第15頁/共36頁7.儲油柜（油枕）位于變壓器油箱的上方，通過氣體繼電器與油箱相通。變壓器運行時產(chǎn)生熱量，使變壓器油膨脹，儲油柜中變壓器油上升，溫度低時下降。儲油柜使變壓器油與空氣接觸面較少，減緩了變壓器油的氧化過程及吸收空氣中的水分的速度。8.安全氣道其出口用玻璃防爆膜封住，當變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴重故障，而氣體繼電器失靈時，油箱內(nèi)部的氣體便沖破防爆膜從安全氣道噴出，保護變壓器不受嚴重損害。變壓器的結(jié)構(gòu)第16頁/共36頁吸濕器用于清除和干燥由于變壓器油溫之變化而進入變壓器儲油柜的空氣中的雜物和潮氣，以保持變壓器油的絕緣強度。儲油柜通過吸濕器與大氣相通。吸濕器內(nèi)裝有用氯化鈣或氯化鈷浸漬過的硅膠，它能吸收空氣中的水分。分為白色硅膠和藍色硅膠，當受潮到一定的程度時，白色不變色，藍色硅膠變?yōu)榉奂t色。變壓器的結(jié)構(gòu)第17頁/共36頁10.氣體繼電器位于儲油柜與箱蓋的聯(lián)管之間。在變壓器內(nèi)部發(fā)生故障（如絕緣擊穿、匝間短路、鐵芯事故等）產(chǎn)生氣體或油箱漏油使油面降低時，接通信號或跳閘回路，使有關(guān)裝置發(fā)出報警信號或變壓器從電網(wǎng)中切除，從而保護變壓器。第18頁/共36頁高、低壓絕緣套管變壓器內(nèi)部的高低壓引線是經(jīng)絕緣套管引到油箱外部的，它起著固定引線和對地絕緣的作用。溫度計第19頁/共36頁銘牌和參數(shù)主要參數(shù)說明：1.額定容量：在變壓器銘牌所規(guī)定的額定狀態(tài)下，變壓器二次側(cè)的輸出能力（KVA）。對于三相變壓器，額定容量是三相容量之和。2.額定電壓：是指變壓器線電壓（有效值），一次側(cè)額定電壓應與輸變線路電壓相符。3.額定電流：是指通過繞組線端的電流，即線電流（有效值）。等于繞組的額定容量除以該繞組的額定電壓及相應的相系數(shù)（單相為1，三相為√3）。4.繞組聯(lián)結(jié)組標號：變壓器按高壓和低壓繞組聯(lián)結(jié)的順序組合起來就是繞組的聯(lián)結(jié)組，繞組的聯(lián)結(jié)分為星形、三角形、曲折形，對于高壓繞組分別用符號Y、D、Z表示；對于低壓繞組分別用符號y、d、z表示，有中性點引出時則分別用符號YN、ZN和yn、zn表示。例如：高壓為D、低壓為yn聯(lián)結(jié)，則繞組聯(lián)結(jié)組為Dyn。第20頁/共36頁5.空載電流：當變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率的額定電壓時，一次繞組中所流過的電流。6.阻抗電壓和短路損耗：當變壓器二次側(cè)短路，一次側(cè)施加電壓使其電流達到額定值，此時施加的電壓稱為阻抗電壓Uz，變壓器從電源吸取的功率即為短路損耗。7.效率：變壓器的效率為輸出的有功功率與輸入的有功功率之比的百分數(shù)。銘牌和參數(shù)第21頁/共36頁變壓器的運行運行中的要求1）允許溫度和溫升變壓器運行時各部件的溫度不同，繞組溫度最高，鐵芯次之，變壓器油的溫度最低，為了便于監(jiān)視運行中變壓器各部件的溫度，規(guī)定以上油溫為允許溫度。變壓器允許溫度主要決定于繞組的絕緣材料。我國電力變壓器大部分采用A級絕緣材料。變壓器的絕緣等級，并不是絕緣強度的概念，而是允許的溫升的標準，即絕緣等級是指其所用絕緣材料的耐熱等級，分A、E、B、F、H級。絕緣的溫度等級分為A級E級B級F級H級。各絕緣等級具體允許溫升標準如下：AEBFH最高允許溫度（℃）105120130155180繞組溫升限值（K）607580100125性能參考溫度（℃）8095100120145第22頁/共36頁變壓器的投運

變壓器理想并聯(lián)運行的條件：（1）變壓器的聯(lián)結(jié)組標號相同。（2）變壓器電壓比相同。（3）變壓器的阻抗電壓Uz%相等。變壓器的運行第23頁/共36頁變壓器的保護瓦斯保護差動保護后備保護差動速斷保護、比率差動保護、二次(五次)諧波制動比率差動保護一般分為輕瓦斯和重瓦斯兩類定時限過流保護、反時限過流保護、零序過流保護、過負荷保護、匝間保護、阻抗保護等第24頁/共36頁瓦斯保護分類輕瓦斯：變壓器內(nèi)部過熱,或局部放電,使變壓器油油溫上升，產(chǎn)生一定的氣體,匯集于繼電器內(nèi),達到了一定量后觸動繼電器，發(fā)出信號。重瓦斯：變壓器內(nèi)發(fā)生嚴重短路后，將對變壓器油產(chǎn)生沖擊，使一定油流沖向繼電器的檔板,動作于跳閘。瓦斯保護是變壓器的主要保護，它可以反映油箱內(nèi)的一切故障。包括：油箱內(nèi)的多相短路、繞組匝間短路、繞組與鐵芯或與外殼間的短路、鐵芯故障、油面下降或漏油、分接開關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良等。瓦斯保護動作迅速、靈敏可靠而且結(jié)構(gòu)簡單。但是它不能反映油箱外部電路（如引出線上）的故障，所以不能作為保護變壓器內(nèi)部故障的唯一保護裝置。另外，瓦斯保護也易在一些外界因素（如地震）的干擾下誤動作。第25頁/共36頁繞組的額定容量除以該繞組的額定電壓及相應的相系數(shù)（單相為1，達到額定值，此時施加的電壓稱為阻抗電壓Uz，變壓110KV變壓器在地鐵供電的應用壓繞組分別用符號Y、D、Z表示；變壓器是根據(jù)“磁動生電”和“動電生磁”的電磁感應原理構(gòu)成的。高壓為D、低壓為yn聯(lián)結(jié)，則繞組聯(lián)結(jié)組為Dyn。繞組的額定容量除以該繞組的額定電壓及相應的相系數(shù)（單相為1，變壓器是根據(jù)“磁動生電”和“動電生磁”的電磁感應原理構(gòu)成的。變壓器內(nèi)部主要絕緣材料有變壓器油、絕緣紙板、電如下圖所示，其中電源側(cè)稱為一次繞組，負載側(cè)稱為二次繞組，根據(jù)電磁感應原理，當交流電壓U1加到變壓器一次側(cè)繞組時，就會在一次側(cè)產(chǎn)生交變電流I1，從而產(chǎn)生勵磁作用，這個電流在鐵芯中產(chǎn)生交變磁通Φ，它不僅能夠穿過一次繞組，同時也穿過二次繞組，分別在兩個繞組中產(chǎn)生感應電動勢E1和E2。變壓器按相數(shù)可分為單相和三相變壓器。上圖為殼式鐵芯：1-鐵芯柱2-上鐵軛3-下鐵軛4-旁軛5,6-高低繞組殼式鐵芯很少見，介紹從略定時限過流保護、反時限過流保護、零序過流保護、過負荷保護、匝間保護、阻抗保護等瓦斯保護動作原理瓦斯保護是反應變壓器油箱內(nèi)部氣體的數(shù)量和流動的速度而動作的保護，保護變壓器油箱內(nèi)部各種短路故障，特別是對繞組的相間和匝間短路。由于短路點電弧的作用，將使變壓器和其他絕緣材料分解，產(chǎn)生氣體。氣體從油箱經(jīng)連通管流向油枕，利用氣體數(shù)量及流速構(gòu)成瓦斯保護。圖上面的觸點表示“輕瓦斯保護”，動作后經(jīng)延時發(fā)出報警信號。下面的觸點表示“瓦斯保護”，動作后啟動變壓器保護的總出口繼電器，使斷路器跳閘。當油箱內(nèi)部發(fā)生嚴重事故時，由于油流不穩(wěn)定，可能造成彈簧觸點的抖動，此時為使斷路器能可靠跳閘，應選用具有電流自保持線圈的出口中間繼電器KM，動作后由斷路器的輔助觸點來解除出口回路的自保持。此外，為防止變壓器換油或進行試驗時引起重瓦斯保護誤動作跳閘，可利用切換片XB將跳閘回路切換到信號回路。第26頁/共36頁差動保護第27頁/共36頁后備保護第28頁/共36頁110KV變壓器在地鐵供電的應用

城市電網(wǎng)區(qū)域變電所以高壓110kv向主變電所供電，經(jīng)110kvGIS開關(guān)柜送至主變壓器高壓側(cè)，降壓為35kv送至高壓配電室，并沿線結(jié)合牽引變電所、降壓變電所形成35kv中壓環(huán)網(wǎng)。再由環(huán)網(wǎng)供沿線設置的牽引變電所降壓整流為直流1500v,為列車供電;降壓變電所降壓為380/220v對動力照明供電。110KV變壓器在地鐵供電的應用第29頁/共36頁日常巡視每天每班應至少一次，夜間巡視每周應至少一次。巡視檢查項目:（1）變壓器的響聲。正常時為均勻的嗡嗡聲。（2）油枕、套管的油位、油色正常，無滲漏油現(xiàn)象。（3）檢查變壓器上層油溫，正常一般應在85℃以下。（4）呼吸器的硅膠是否變色。（5）套管應無破損，裂紋及放電痕跡。（6）套管各引線接頭接觸良好，無發(fā)熱現(xiàn)象。（7）瓦斯繼電器充滿油，無氣體。（8）變壓器測量表計應指示正確，無異常現(xiàn)象。（9）調(diào)壓裝置正常，指示正確。（10）主變端子箱是否密封嚴密，是否干燥、干凈。后備保護主變壓器日常巡檢第30頁/共36頁出現(xiàn)下列情況之一，維操人員應對變壓器進行特殊巡視，增加巡視次數(shù)。（1）根據(jù)現(xiàn)場具體情況（塵土、污穢、大霧、結(jié)冰等），應增加檢查次數(shù)。大風天氣：檢查引線及有無搭掛雜物。大霧天氣：檢查瓷套管有無放電現(xiàn)象。下雪天氣：根據(jù)積雪溶化情況，檢查接頭是否發(fā)熱，并及時處理冰柱。（2）雷雨后，檢查套管有無放電現(xiàn)象，檢查避雷器及保護間隙的動作情況。（3）在氣候激變時（冷、熱）應對變壓器的油面進行額外的檢查。（5）過負荷時，應增加巡視次數(shù)。重點監(jiān)視負荷、油溫和油位的變化、引線接頭接觸良好無發(fā)熱現(xiàn)象及冷卻系統(tǒng)運行情況。（6）大短路故障后，重點檢查有關(guān)設備接點有無異狀。主變壓器的特殊巡視第31頁/共36頁概述工作原理結(jié)構(gòu)運行保護故障維修分類銘牌和參數(shù)第32頁/共36頁變壓器是根據(jù)“磁動生電”和“動電生磁”的電磁感應原理構(gòu)成的。如下圖所示，其中電源側(cè)稱為一次繞組，負載側(cè)稱為二次繞組，根據(jù)電磁感應原理，當交流電壓U1加到變壓器一次側(cè)繞組時，就會在一次側(cè)產(chǎn)生交變電流I1，從