设备管理_变压器的相关资料

变压器是电力系统中数量极多且地位十分重要的电气设备，变压器的总容量大约是发电机总容量的9倍以上。其功能是将电力系统中的电能电压升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用。 在电力系统中，输送同样功率的电能，电压越高，电流就越小，输电线路上的功率损耗也越小；输电线的截面积也可以减小，这样就可以减少导线的金属用量。一次设备：电力是一种能量、也是一种商品电力的生产、变换、输送、分配和消费的各环节的设备都是一次设备二次设备：二次设备是指用于保护、测量、控制一次设备的各种电气元件的总称。由于制造上的困难，发电机电压不可能很高（目前在20KV以下），所以在发电厂中要用升压变压器将发电机电压升到很高，才能将大量的电能送往远处的用电地区，如35KV、66KV、110KV、220kv、330kv、500kv等。而在用电负荷处，再用降压变压器将电压降低到适当的数值供用户电气设备使用。电力变压器在传输电能的时候，本身也有一些有功损耗，但数量不大，因而传输效率很高。中小型变压器的效率不低于95，大型变压器效率可达到98以上。为了减少铁心的磁滞和涡流损耗，铁心用厚度为0.30.5mm的硅钢片冲剪成几种不同尺寸，并在表面涂厚为0.010.13mm的绝缘漆，烘干后按一定规则叠装而成。 由于硅钢片比普通钢的电阻率大，因此利用硅钢片制成的铁心可以进一步减小涡流损耗。1、按功能分： 电力变压器按功能分，有升压变压器和降压变压器两大类。工厂变电所都采用降压变压器。终端变电所的降压变压器，也称配电变压器。2、按容量分： 电力变压器按容量系列分，有R8容量系列和R10容量系列两大类。 R8容量系列指容量等级是按R81.33倍数递增的，我国老的变压器容量等级采用此系列，如：100kvA、135kvA、180kvA、240kvA、320kvA、420kvA、560kvA、750kvA、1000kvA等。 R10容量系列 指容量等级是按R10 1.26倍数递增的。R10系列的容量等级较密，便于合理选用，是IEC（国际电工委员会）推荐采用的。我国新的变压器容量等级采用此系列，如：100KVA、125kvA、160kvA、200kvA、250kvA、315kvA、400kvA、500kvA、630kvA、800kvA、1000kvA。3、按相数分：电力变压器按相数分，有单相和三相两大类。工厂变电所通常都采用三相电力变压器。4、按调压方式分：电力变压器按调压方式分，有无载调压（又称无励磁调压）和有载调压两大类。工厂变电所大多数采用无载调压变压器。5、按绕组结构分： 电力变压器按绕组结构分，有单绕组自耦变压器、双绕组变压器、三绕组变压器。工厂变电所大多采用双绕组变压器。6、按绕组绝缘及冷却方式分类： 电力变压器按绕组绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等。其中油浸式变压器，又有油浸自冷式、油浸风冷式、油浸水冷式和强迫油循环冷却式等。工厂变电所大多采用油浸自冷式变压器。 所谓充气式变压器是指变压器的磁路（铁心）与绕组均位于一个充有绝缘气体的外壳内的变压器。以往，一般情况下是采用SF6气体，所以又称气体绝缘变压器。7、按绕组导体材质分： 电力变压器按绕组导体材质分，有铜绕组变压器和铝绕组变压器两大类。工厂变电所过去大多采用铝绕组变压器，但低损耗的铜绕组变压器现在得到了越来越广泛的应用。油箱是变压器的外壳，内装铁芯和线圈并充满变压器油，使铁芯和线圈浸在油内。变压器油起绝缘和散热作用。常见油箱有两种类型：1、箱式油箱：一般用于中小型变压器。上部箱盖可以打开，充满油后与大型变压器相比较轻。当变压器需要安装检修时，将箱盖打开，吊出器身，进行检修。2、钟罩式油箱：用于大型变压器。器身较重，一般在200T以上，总重300T以上，运输比较困难。当进行检修时，不必调出笨重的器身，只要调去较轻的箱壳，即可进行检修工作。铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。它由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成，铁心具有两个方面的功能。在原理上，铁心是构成变压器的磁路。它把一次电路的电能转化为磁能，又把该磁能转化为二次电路的电能，因此，铁心是能量传递的媒介体。在结构上，它是构成变压器的骨架。在它的铁心柱上套上带有绝缘的线圈，并且牢固地对它们支撑和压紧。铁心的绝缘与变压器其他绝缘一样，占有重要的地位。铁心绝缘不良，将影响变压器的安全运行。铁心的绝缘有两种，即铁心片间的绝缘以及铁芯片与结构件的绝缘。铁心片间的绝缘是把心柱和铁轭的截面分成许多细条形的小截面，使磁通垂直通过这些小截面时，感应出的涡流很小，产生的涡流损耗也就很小。铁心片间无绝缘时，磁通垂直通过的截面很大，感应的涡流大，截面厚度增加1倍，涡流损耗将增大至4倍。铁心片间绝缘过小时，片间电导率增大，穿过片间绝缘的泄漏电流增大，将增加附加的介质损耗。变压器铁芯多点接地的故障特征铁芯局部过热，使铁芯损耗增加，甚至烧坏；过热造成的温升，使变压器油分解，产生的气体溶解于油中，引起变压器油性能下降，油中总烃大大超标；油中气体不断增加并析出(电弧放电故障时，气体析出量较之更高、更快)，可能导致气体继电器动作发信号，甚至使变压器跳闸。 2.绕组同心式绕组是把高压绕组与低压绕组套在同一个铁心上，一般是将低压绕组放在里边，高压绕组套在外边，以便绝缘处理。但大容量输出电流很大的电力变压器，低压绕组引出线的工艺复杂，往往把低压绕组放在高压绕组的外面。同心式绕组结构简单、绕制方便，故被广泛采用。 按照绕制方法的不同，同心式绕组又可分为圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式等几种。交叠式绕组又叫交错式绕组，在同一铁心上，高压绕组、低压绕组交替排列、绝缘较复杂、包扎工作量较大。它的优点是力学性能较好，引出线的布置和焊接比较方便、漏电抗较小，一般用于电压为35KV及以下的电炉变压器中。 变压器高低压绕组的排列方式，是由多种因素决定的。但就大多数变压器来讲，是把低压绕级布置在高压绕组的里边。这主要是从绝缘方面考虑的。理论上，不管高压绕组或低压绕组怎样布置，都能起变压作用。但因为变压器的铁芯是接地的，由于低压绕组靠近铁芯，从绝缘角度容易做到。如果将高压绕组靠近铁芯，则由于高压绕组电压很高，要达到绝缘要求，就需要很多多的绝缘材料和较大的绝缘距离。这样不但增大了绕组的体积，而且浪费了绝缘材料。 再者，由于变压器的电压调节是靠改变高压绕组的抽头，即改变其匝数来实现的，因此把高压绕组安置在低压绕组的外边，引线也较容易。 3.分接开关变压器调压是在变压器的某一绕组上设置分接头，当变换分接头时就减少或增加了一部分线匝，从而改变了变压器绕组的匝数比。绕组的匝数比改变了，电压比也相应改变，输出电压就改变，这样就达到了调整电压的目的。 在一般情况下是在高压绕组上抽出适当的分接头，因为高压绕组常套在外面，引出分接头方便；另外高压侧电流小，引出的分接引线和分接开关的载流部分截面积小，开关接触部分也容易解决。调压方式有无励磁调压和有载调压两种。无励磁调压时，不是变压器二次不带负载，而是把变压器各侧都与电网断开，在变压器无励磁情况下变换绕组的分接头；有载调压时，变压器时在不中断负载的情况下进行变换绕组的分接头。变压器无励磁分接开关的额定电压范围较窄，调节级数较少。额定调压范围以变压器额定电压的百分数表示为5或22.5。根据使用要求，在调压范围和级数不变的情况下，允许增加负分接级数，减少正分接级数。无励磁调压变压器在额定电压5范围内改变分接位置运行时，其额定容量不变。如为7和10%分接时，其容量按制造厂的规定；如无制造厂规定，则容量应相应降低2.5和5。 变压器油枕的作用：当变压器油的体积随着油的温度膨胀或减小时，油枕起着调节油量，保证变压器油箱内经常充满油的作用。一是油面降低时露出铁芯和线圈部分影响散热和绝缘；二是随着油面波动空气从箱盖缝里排出和吸进，而由于上层油温很高，使油很快地氧化和受潮。油枕的油面比油箱的油面要小，这样，可以减少油和空气的接触面，防止油被过速地氧化和受潮。三是油枕的油在平时几乎不参加油箱内的循环，它的温度要比油箱内的上层油温的低的多，油的氧化过程也慢的多，因此有了油枕，可以防止油的过速氧化。对于胶囊式油枕，为了使变压器油面与空气完全隔绝，其油位计间接显示油面。该油枕是通过在油枕下部的小胶囊，使之成为一个单独的油循环系统，当油枕的油面升高时，压迫小胶囊的油柱压力增大，小胶囊的体积被缩小了一些，于是在油位计反映出来的油位也高起来一些，且其高度与油枕中的油面成正比；相反，油枕中的油面降低时，压迫小胶囊的油柱压力也将减少，使小胶囊体积也相对地要增大一些，反应在油位计中的油面就要降低一些，换句话说，它使通过油枕油面的高、低变化，导致小胶囊压力大小发生变化，从而使油面间接地、成正比地反应油枕油面高低的变化。 对于隔膜式油枕，可安装磁力式油表，油表连杆机构的滚轮在薄膜上不受任何阻力，能自由、灵活地伸长与缩短。磁力表上部有接线盒，内部有开关，当油枕的油面出现最高或最低位置时，开关自动闭合，发出报警信号。 瓦斯继电器的作用：当变压器内部发生绝缘击穿、线匝短路及铁芯烧毁等故障时，给运行人员发出信号或切断电源以保护变压器。可按下面气体的颜色来判断故障：1、灰黑色，易燃。通常是因绝缘油炭化造成的，也可能是接触不良或局部过热导致。2、灰白色，可燃。有异常臭味，可能是变压器内纸质烧毁所致，有可能造成绝缘损坏。3、黄色，不易燃。因木质制件烧毁所致。4、无色，不可燃。无味，多为空气。6.吸湿器吸湿器又名呼吸器，常用吸湿器为吊式吸湿器结构。吸湿器内装有吸附剂硅胶，油枕内的绝缘油通过吸湿器与大气连通，内部吸附剂吸收空气中的水分和杂质，以保持绝缘油的良好性能。 为了显示硅胶受潮情况，一般采用变色硅胶。变色硅胶原理是利用二氯化钴（CoCL2）所含结晶水数量不同而有几种不同颜色做成，二氯化钴含六个分子结晶水时，呈粉红色；含有两个分子结晶水时呈紫红色；不含结晶水时呈蓝色。变色硅胶的配制方法是把二氯化钴配成质量分数为5的溶液，然后选用一定数量的硅胶在120160烘箱干燥56小时，冷却后放入配好质量分数为5的二氧化钴溶液中，浸泡1015分钟，待吸饱二氯化钴后成粉红色，再经120160烘干变成蓝色便可使用。安装在隔膜式储油柜上的呼吸器在罩内可不注油，以保证储油柜呼吸畅通。净油器又名热吸虹器，是用钢板焊接成圆筒形的小油罐，罐内也装有硅胶或活性氧化铝吸附剂。当油温变化而上下流动时，经过净油器达到吸取油中水分、渣滓、酸、氧化物的作用。 3150KVA及以上变压器均有这种净化装置。 净油器安装再变压器上部时净化效率高，装在下部时易于更换，安装位置视情况而定。8.防爆管防爆管又名安全气道，装在油箱的上盖上，由一个喇叭形管子与大气相通，管口用薄膜玻璃板或酚醛纸板封住。为防止正常情况下防爆管内油面升高使管内气压上升而造成防爆薄膜松动或破损及引起气体继电器误动作，在防爆管与储油柜之间连接一小管，已使两处压力相等。防爆管的作用使当变压器内部发生故障时，将油里分解出来的气体及时排出，以防止变压器内部压力骤然增高而引起油箱爆炸或变形。容量为800KVA以上的油浸式变压器均装有防爆管，且其保护膜的爆破压力应低于50662.5Pa。变压器压力释放阀的作用相当于早期变压器的防爆筒起安全阀的作用。当变压器发生故障或穿越性的短路未及时切除，电弧或过流产生的热量使变压器油发生分解，产生大量高压气体，使油箱承受巨大的压力，严重是可能使油箱变形甚至破裂，并将可燃性油喷洒满地。压力释放阀在这种情况下动作排除故障产生的高压气体和油，以减轻和解除油箱所承受的压力，保证油箱的安全。对主变压器（日立公司），其动作压力整定在101磅平方英寸，并在2ms内全部开放。主、辅油箱各有一个压力释放阀。9.散热器油浸式变压器冷却装置包括散热器和冷却器，不带强油循环的称为散热器，带强油循环的称为冷却器。散热器分为片式散热器和扁管散热器片式散热器是用板料厚度为1mm的波形冲片，靠上下集油盒或油管焊接组成。20KVA以下的油浸式电力变压器，平顶油箱的散热面已足够，50200KVA的油浸式电力变压器可采用固定式散热器；2006300KVA油浸式电力变压器，可采用可拆式片式散热器，散热器通过法兰盘固定再油箱壁上。扁管散热器分为自冷式和风冷式两种，自冷式的只在集油盒单面焊接扁管，风冷式扁管散热器有88管、100管、120管三种。扁管在集油盒两侧焊接，为了加强冷却，每只散热器下安装两台电风扇，不吹风时，散热能力为额定散热量的60左右。 10.冷却器当变压器上层油温与下部油温产生温差时，通过冷却器形成油温对流，经冷却器冷却后流回油箱，起到降低变压器温度的作用。冷却器有强油风冷却器、新型大容量风冷却器、强油水冷却器大型变压器都装有测量上层油温的带电接点的测温装置，它装在变压器油箱外，便于运行人员监视变压器油温情况。用于测量变压器上层油温的测温装置有电触点压力式温度计和遥测温度计。电触点压力式温度计除了可以测量变压器的实时温度外，还带有电触点，若温度到达或超过上、下限给定值时，其触点闭合，发出报警信号。遥测温度计：也称电阻温度计，它是利用电桥原理构成的，只要有两个部件组成，一是动圈式温度指示仪表；二是热电阻检测元件。热电阻是装在变压器的箱盖上，温度指示仪表装在控制室，两者之间通过电缆或光缆连接起来，所以可以实现遥测测温。12.高、低压套管绝缘套管是油浸式电力变压器箱外的主要绝缘装置，变压器绕组的引出线必须穿过绝缘套管，使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘，同时起到固定引出线的作用。 电气预埋电气设备及装置一般通过螺栓或焊接等方式固定在底盘或支架上，而底盘或支架需要直接固定在基础、墙、柱、梁与物体上。在基础、墙、柱、梁与构件上必须预先埋设好设备的固定件，这一工作过程称为电气预埋。在图纸上，预埋方法一般用文字符号加以说明，预埋件一般在有关的土建图和电气工程图上作相互的标注。电气工程采用的预埋方法有：预埋构件法。在混凝土上预先埋设一定形状的钢构件或木构件。留孔埋设法。安装于混凝土基础上的电气设备，按设计要求留出预留孔洞，安装时将地脚螺栓悬挂于设备底座上，再进行第二次灌浆；如果在墙上，则先留住方孔，然后再预埋构件。打孔埋设法。土建施工时不留孔洞，安装时再打孔预埋。露筋法。将表面混凝土凿去，露出里面的钢筋，然后焊上固定设备的构件。膨胀螺钉法。在需要固定设备的位置钻一小孔，轻轻打入膨胀螺钉，设备便可在膨胀螺钉上固定。射钉法。利用射钉枪将专用射钉射入砖、混凝土或钢板内，然后将照明灯具、管线、电线电缆等固定在这些射钉上。电力变压器本体的安装 对于装有气体继电器的变压器，轨道安装时，安装单位必须配合土建单位将轨道调整到沿气体继电器气流方向有1%-1.5%的升高坡高；而对于不装气体继电器的油浸式变压器或干式变压器等，安装时应尽量保持水平。质量监控的重点：1、在安装施工过程中，要保证设备的绝缘不受潮湿和不受污染。一但受潮必须进行干燥处理。2、电力变压器的各部和整体密封性能，安装完毕后应做整体密封试验。3、干燥变压器要严格控制温度。 假如电力变压器正常情况下使用寿命20年，则温度不能超过90度，如超过此限值，则每超过8度寿命减半。器身检查 1,检查铁心一般在干燥清洁的室内进行，如条件不允许而需要在室外检查时，最好在晴天无风砂时进行。否则应搭篷布，以防临时雨雪或尘落入。但雨雪天或雾天不宜在室外进行吊心检查。 2,冬天检查铁心时，周围空气温度不低于0。变压器铁心温度不应低于周围空气温度。如铁心温度低于周围空气温度时，可用电炉在变压器底部加热，使铁心温度高于周围空气温度10 ，以免检查铁心时线圈受潮。3,铁心在空气中停放的时间，干燥天气（相对温度不大于65%不应超过16小时，潮湿天气（相对温度不大于75%）不应超过12小时。计算时间从开始放油时算起，到注油时为止。4,雨天或雾天不宜吊心检查，如特殊情况时应在室内进行，而室内的温度应比室外温度高10 ，室内的相对湿度也不应超过75%，变压器运到室内后应停放24小时以上。安全措施变压器干燥时，防火是一个重要问题，应特别注意。在检修、干燥变压器的地方，不得进行电、气焊，在变压器附近不要放置易燃物品，室内应准备一定的灭火器（如四氯化碳灭火器）及砂箱等，干燥时，值班人员应严格检查电线有否过热，如遇发生着火应立即切断干燥电源。 注油设备及油管