電機(jī)與變壓器 課件 第2章　三相電力變壓器

電機(jī)與變壓器第二章三相電力變壓器第一節(jié)三相電力變壓器的用途第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)一、三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)型式第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)二、三相油浸式電力變壓器的結(jié)構(gòu)第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)１.鐵心第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)２.繞組３.油箱和冷卻裝置４.保護(hù)裝置（１）氣體繼電器在油箱和儲(chǔ)油柜之間的連接管中裝有氣體繼電器，當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，內(nèi)部絕緣物氣化，使氣體繼電器動(dòng)作，發(fā)出信號(hào)或使開關(guān)跳閘。（２）防爆管（安全氣道）它安裝在油箱頂部，是一個(gè)長的圓形鋼筒，上端用酚醛紙板密封，下端與油箱連通。第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)５.銘牌第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)（１）型號(hào)（２）額定電壓U1N和U2N高壓側(cè)（一次繞組）額定電壓U1N是指加在一次繞組上的正常工作電壓值。（３）額定電流Ｉ1N和Ｉ2N額定電流是指根據(jù)變壓器允許發(fā)熱的條件而規(guī)定的滿載電流值。（４）額定容量ＳN額定容量是指變壓器在額定工作狀態(tài)下，二次繞組的視在功率，其單位為kV·A。（５）阻抗電壓阻抗電壓又稱為短路電壓。第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)第二節(jié)三相電力變壓器的結(jié)構(gòu)第三節(jié)三相電力變壓器的聯(lián)結(jié)組一、三相變壓器繞組的聯(lián)結(jié)第三節(jié)三相電力變壓器的聯(lián)結(jié)組二、Ｙｙ聯(lián)結(jié)組第三節(jié)三相電力變壓器的聯(lián)結(jié)組三、Ｙｄ聯(lián)結(jié)組第三節(jié)三相電力變壓器的聯(lián)結(jié)組第三節(jié)三相電力變壓器的聯(lián)結(jié)組第四節(jié)三相電力變壓器的并聯(lián)運(yùn)行１）變電站所供負(fù)載一般來講總是在若干年內(nèi)不斷發(fā)展、不斷增加的，隨著負(fù)載的不斷增加，要求相應(yīng)地增加變壓器的臺(tái)數(shù)，因此采用并聯(lián)供電方式可以減少建站、安裝時(shí)的一次投資。２）當(dāng)變電站所供負(fù)載有較大的晝夜或季節(jié)波動(dòng)時(shí)，可以根據(jù)負(fù)載的變動(dòng)情況，隨時(shí)調(diào)整投入并聯(lián)運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)，以提高變壓器的運(yùn)行效率。３）當(dāng)某臺(tái)變壓器需要檢修（或故障）時(shí)，可以切換下來，而將備用變壓器投入并聯(lián)運(yùn)行，這樣將大大提高供電的可靠性。為了使變壓器能正常地投入并聯(lián)運(yùn)行，各并聯(lián)運(yùn)行的變壓器必須滿足以下條件：①一、二次繞組的電壓應(yīng)相等，即電壓比應(yīng)相等。②聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)必須相同。③短路阻抗（即短路電壓）應(yīng)相等。第四節(jié)三相電力變壓器的并聯(lián)運(yùn)行１.電壓比不等時(shí)的并聯(lián)運(yùn)行第四節(jié)三相電力變壓器的并聯(lián)運(yùn)行２.聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)不同時(shí)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行３.短路阻抗（短路電壓）不等時(shí)變壓器的并聯(lián)運(yùn)行第五節(jié)三相電力變壓器的使用與檢查一、國產(chǎn)三相電力變壓器的使用(1)SJL系列該系列變壓器為我國20世紀(jì)70年代以前的產(chǎn)品,容量范圍為20~6300kV·A,鐵心用0.35mm的D43熱軋硅鋼片,高壓側(cè)帶無勵(lì)磁調(diào)壓開關(guān),調(diào)壓范圍為±5%。(2)SJL1系列油浸式變壓器該系列變壓器為SJL系列的改進(jìn)產(chǎn)品,其容量范圍不變,由于鐵心采用0.35mm厚的D330冷軋硅鋼片,空載損耗比SJL系列降低了30%~50%,且質(zhì)量也較前者輕。(3)S7(SL7)系列油浸式變壓器20世紀(jì)80年代起,我國研制并生產(chǎn)出高效節(jié)能低損耗電力變壓器,鐵心采用優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片,45°全斜接縫,高強(qiáng)度漆包線,在結(jié)構(gòu)上采用先進(jìn)的全斜無沖孔粘帶綁扎鐵心及片式散熱器等,且工藝水平也得到進(jìn)一步改善與提高。(4)S9、S10系列油浸式變壓器20世紀(jì)90年代中期起,我國又開始生產(chǎn)S9系列高效節(jié)能低損耗電力變壓器,鐵心采用優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片,45°全斜接縫,在鐵心夾緊、繞組及器身的固定方面采取了一些有效措施,提高了產(chǎn)品的可靠性;由于采用條型分接開關(guān),不僅降低了油箱的高度,而且使變壓器的總損耗比S7系列又降低了約23%,因而成為S7系列變壓器的替代產(chǎn)品。第五節(jié)三相電力變壓器的使用與檢查(5)S11、S13系列油浸式變壓器它們分別為三相平面及三相立體三角形卷制條型變壓器,即鐵心不是像一般三相電力變壓器一樣用疊片結(jié)構(gòu),而是采用冷軋晶粒取向硅鋼片卷制而成,因此鐵心制造工藝較簡單,接縫間隙小,進(jìn)一步降低了變壓器損耗,被稱為最新一代配電變壓器,現(xiàn)已開始批量生產(chǎn)。(6)SC(B)9、SC(B)10系列樹脂澆注干式變壓器20世紀(jì)末期,由于高層建筑的發(fā)展和某些工業(yè)企業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)的需要,對(duì)變壓器的安全、可靠運(yùn)行提出了越來越高的要求,取消易燃、易爆的變壓器油,改用環(huán)氧樹脂澆注的干式變壓器越來越被人們關(guān)注。(7)箱式變壓器最早系從美國引進(jìn)，故又稱為美國箱式變壓器，它將高壓進(jìn)線柜和低壓出線柜附于變壓器本身內(nèi)，外露的僅為變壓器油箱及散熱裝置，高、低壓引出線用電纜引入與引出，所以變壓器的整體安全性好，可直接放置在地面上。(8)SH11系列非晶合金油浸式變壓器變壓器鐵心已不再用傳統(tǒng)的硅鋼片制作，而是采用鐵基、鐵鎳基、鈷基等非晶帶材料制作。第五節(jié)三相電力變壓器的使用與檢查二、三相電力變壓器的檢查１.使用中的常規(guī)檢查１）檢查瓷套管是否清潔，有無裂紋與放電痕跡，螺紋有無損壞及其他異?，F(xiàn)象，如果出現(xiàn)異常應(yīng)盡快停電更換。２）檢查各密封處有無滲油和漏油現(xiàn)象，嚴(yán)重的應(yīng)及時(shí)處理。３）檢查儲(chǔ)油柜的油位高度及油色是否正常，若發(fā)現(xiàn)油面過低應(yīng)加油。４）檢查箱頂油面溫度計(jì)的溫度與室溫之差是否低于５５℃。５）定期進(jìn)行油樣化驗(yàn)及觀察硅膠是否吸潮變色，需要時(shí)進(jìn)行更換。６）注意變壓器的聲響與原來相比是否正常。７）察看防爆管的玻璃膜是否完整，或壓力釋放閥的膜盤是否頂開。８）檢查油箱接地情況。第五節(jié)三相電力變壓器的使用與檢查９）觀察瓷管引出排及電纜頭接頭處有無發(fā)熱變色、火花放電及異狀，如有此現(xiàn)象，應(yīng)立即停電檢查，找出原因后修復(fù)。１０）察看高、低壓側(cè)電壓及電流是否正常。１１）冷卻裝置是否正常，油循環(huán)是否破壞。２.三相電力變壓器的故障檢查（１）觀察法變壓器的故障如過載、短路、接觸不良、打火等通常都反映在發(fā)熱上，變壓器油溫上升，有氣體、油沖出，有焦味，有爆裂聲、打火聲等，可以觀察變壓器上的保護(hù)裝置是否動(dòng)作；防爆膜是否沖破；噴出油的顏色是否變黑或有焦味（變黑、有焦味說明故障嚴(yán)重）；上層油溫是否超過８５℃；液面是否正常；各連接部位是否漏油；箱內(nèi)有無不正常聲音。（２）測試法對(duì)于觀察無法進(jìn)一步判斷的問題，必須用儀表測試才能作出正確的判斷。１）繞組絕緣電阻的測量。２）繞組的直流電阻測量。第五節(jié)三相電力變壓器的使用與檢查3)測量各分接頭上的電壓比,高壓側(cè)應(yīng)接電壓互感器測量,要求各相繞組相同分接頭位置上測出的電壓比應(yīng)與銘牌值相符,相差不應(yīng)超過1%。4)測定額定電壓下的空載電流I0,I0應(yīng)在IN的5%左右。技能訓(xùn)練３三相變壓器的極性和聯(lián)結(jié)組的接線一、訓(xùn)練目的１）學(xué)會(huì)用實(shí)驗(yàn)方法測定三相變壓器一、二次繞組極性的方法。２）練習(xí)三相變壓器各種聯(lián)結(jié)組的接線及三相自耦調(diào)壓器的使用。二、訓(xùn)練器材１）三相變壓器，５００～１０００Ｖ·Ａ，１臺(tái)。２）指針式萬用表，５００型或ＭＦ—３０型，１只。３）絕緣電阻表，５００Ｖ，１只。４）交流電壓表，０～４５０Ｖ，１只。５）單相調(diào)壓器，１ｋＶ·Ａ，０～２５０Ｖ，１臺(tái)。６）單相膠殼刀開關(guān)，１只。７）三相調(diào)壓器，３ｋＶ·Ａ，０～４５０Ｖ，１臺(tái)。８）三相刀開關(guān)，１只。技能訓(xùn)練３三相變壓器的極性和聯(lián)結(jié)組的接線９）燈泡，２２０Ｖ、６０Ｗ，３個(gè)。三、訓(xùn)練內(nèi)容及步驟１.三相變壓器一、二次繞組的測定２.三相變壓器一、二次繞組絕緣電阻的核查（１）一次繞組對(duì)地絕緣電阻將３個(gè)一次繞組串聯(lián)，用絕緣電阻表測量一次繞組對(duì)地絕緣電阻值為_____ＭΩ。（２）二次繞組對(duì)地絕緣電阻測量二次繞組對(duì)地絕緣電阻值為_____ＭΩ。（３）一、二次繞組間的絕緣電阻將３個(gè)一次繞組串聯(lián)為一組，將３個(gè)二次繞組串聯(lián)為另一組，測量一、二次繞組間的絕緣電阻值為_____ＭΩ。３.三個(gè)一次繞組極性的測定４.每相一、二次繞組極性的測定技能訓(xùn)練３三相變壓器的極性和聯(lián)結(jié)組的接線技能訓(xùn)練３三相變壓器的極性和聯(lián)結(jié)組的接線５.Ｙ，ｙ０聯(lián)結(jié)組的接法６.Ｙ，ｄ１１聯(lián)結(jié)組的接法７.三相調(diào)壓器的使用１）按圖２-１８所示原理電路圖接線。２）檢查接線無誤后，將三相調(diào)壓器手柄旋到輸出電壓為零的位置，閉合三相電源刀開關(guān)ＱＳ１及ＱＳ２。３）調(diào)節(jié)三相調(diào)壓器的輸出手柄，使輸出的相電壓ＵＰ＝２２０Ｖ。４）用電壓表分別測量負(fù)載對(duì)稱（三個(gè)燈泡均為６０Ｗ）時(shí)加在各個(gè)燈泡上的電壓技能訓(xùn)練３三相變壓器的極性和聯(lián)結(jié)組的接線ＵＵＮ′、ＵＶＮ′、ＵＷＮ′以及中性點(diǎn)間的電壓ＵＮＮ′，并觀察各燈泡的發(fā)光亮度。５）調(diào)節(jié)三相自耦調(diào)壓器手柄，使加在每相白熾燈上的電壓為５０Ｖ、１１０Ｖ、１５０Ｖ、１８０Ｖ、２２０Ｖ、２４０Ｖ，分別觀察不同輸出電壓時(shí)白熾燈的發(fā)光情況（不亮、微亮、較暗、正常、強(qiáng)光），填入表２-５中。四、注意事項(xiàng)１）三相變壓器的三個(gè)一次繞組及三個(gè)二次繞組必須判別清楚，絕對(duì)不能弄錯(cuò)。２）加在三相變壓器一次繞組上的電壓（電源電壓）絕對(duì)不能超過額定電壓。３）三相變壓器一、二次繞組的同極性端判定必須正確，若判定不正確，則在進(jìn)行Ｙ，ｄ１１聯(lián)結(jié)技能訓(xùn)練３三相變壓器的極性和聯(lián)結(jié)組的接線組實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于二次繞組為三角形聯(lián)結(jié)，自成閉合回路，回路中將有很大的短路電流而導(dǎo)致變壓器燒損，為防止意外事故發(fā)生，可在閉合回路中的某一段電路用熔絲代替導(dǎo)線進(jìn)行連接，這樣萬一接錯(cuò)，則熔絲熔斷，可防止燒損變壓器。４）用絕緣電阻表測對(duì)地絕緣電阻時(shí)必須注意：將絕緣電阻表接線柱“Ｌ”接被測繞組的導(dǎo)電部分，接線柱“Ｅ”接被測變壓器的鐵心部分。５）使用自耦調(diào)壓器時(shí)，必須嚴(yán)格按照正確使用方法進(jìn)行，每次通電前和使用完斷電前，應(yīng)將手柄置于“０”位上。６）在使用自耦變壓器時(shí)必須注意，當(dāng)ｕ１ｕ２兩端電壓超過２２０Ｖ后，應(yīng)很快將手柄旋動(dòng)使電壓為２４０Ｖ左右，并立即觀察白熾燈發(fā)光亮度，然后即將手柄迅速退回到“０”位，以免在２４０Ｖ處停留時(shí)間過長，燒損白熾燈。７）通電試驗(yàn)前應(yīng)由教師檢查線路無誤后方可進(jìn)行。８）注意人身及設(shè)備的安全。本章小結(jié)１.目前世界各國使用的電能均為由各類發(fā)電站發(fā)出的三相交流電能，該三相