矿用变压器介绍

1、2021/3/231变压器理论知识培训变压器理论知识培训2021/3/232介绍内容: 第一章第一章 变压器基本理论知识变压器基本理论知识 第二章第二章 变压器的参数及有关标准变压器的参数及有关标准第三章第三章 变压器结构及特点变压器结构及特点 2021/3/233第一章第一章 变压器基本理论知识变压器基本理论知识 一、变压器用途一、变压器用途 变压器是一种交流供电设备。矿用隔爆型变压器用于有甲烷混合气体和煤尘且有爆炸危险的矿井中,专供矿井电力运输及综合机械化采煤机电源之用。 2021/3/234二、变压器工作原理二、变压器工作原理 变压器是利用电磁感应原理,把某一电压的交流电能转换成同一频率

2、的另一电压的交流电能的一种静止的电气设备。它的结构是两个（或两个以上）互相绝缘的绕组套在一个共同的铁心上,它们之间通过磁路的耦合相互联系。2021/3/235 三、变压器分类三、变压器分类 按变压器的不同用途、不同容量、绕组按变压器的不同用途、不同容量、绕组个数、相数、调压方式、冷却介质、冷个数、相数、调压方式、冷却介质、冷却方式、铁心形式等等进行分类却方式、铁心形式等等进行分类 2021/3/236 矿用隔爆型移动变电站型号及含义矿用隔爆型移动变电站型号及含义: KB S G ZY / 矿用变压器的型号及代表符号矿用变压器的型号及代表符号干式矿用隔爆型三相一次侧额定电压 kV额定容量kVA

3、组合移动式型式型式: :矿用隔爆型移动变电站的型式为矿用隔爆型“Exd”,安全标志“MA”。Ex:防爆标志;d:防爆型式（隔爆型） :设备类别（类） ia:本质安全型2021/3/237第二章第二章 变压器的参数及有关标准变压器的参数及有关标准 一、矿用变压器的标准一、矿用变压器的标准 矿用隔爆型移动变电站、干式变压器执行标准: GB8286-2005矿用隔爆型移动变电站 GB3836-2000爆炸性气体环境用电气设备2021/3/238二、设备运行环境条件 a. a. 海拔不超过海拔不超过1000m;1000m; b. 使用环境温度为:-5+40; c. 空气相对湿度不超过95%（+25时）

4、 d. 在有甲烷混合气体和煤尘,且有爆炸危险的矿井中; e. 无强烈颠簸、震动和与垂直面的倾斜度不超过15的环境; f. 无足以腐蚀金属和破坏绝缘的气体和蒸汽环境中; g. 无滴水的地方; h. 安装类别:类; i. 污染等级:3级。 2021/3/239 三、主要技术指标及参数三、主要技术指标及参数 1、额定容量 移动变电站的额定容量是指干式变压器的额定容量,取额定电压、额定电流和相系数的乘积来表示。 额定容量有50-4000kVA 2021/3/23102、额定电压绕组主分接施加的电压或空载时感应的电压。对于三相绕组,是指线路端子间的电压。 三相变压器的线电压与相电压的关系:Y接:U 线=

5、U相 /;D接:U 线=U相 三相变压器的线电流与相电流的关系:Y接:I 线=I相;D接:I 线=I相/。2021/3/23113、绝缘水平 变压器绕组的绝缘水平由其耐受电压表示,包括耐受工频、感应、冲击全波、冲击载波、操作波电压、局部放电水平。变压器例行试验中有工频耐压试验、感应耐压试验。 工频耐压试验与海拔高度有关。（每超过500m,耐压试验电压增加6.25%）2021/3/23124、电压组合及联结组标号 变压器同一电压的绕组是按一定方式连接的。相绕组可以连结成Y联结、D联结、Z联结（曲折星形）。高压绕组用大写字母Y、D、Z表示,中压或低压绕组用y、d、z表示,中性点引出的Y联结或Z联结

6、用YN（yn）或ZN（zn）表示。2021/3/2313 6、空载损耗和空载电流 7、负载损耗和短路阻抗当变压器的初级绕组通电后当变压器的初级绕组通电后, ,线圈所产生的磁通在铁心流动线圈所产生的磁通在铁心流动, ,因因为铁心本身也是导体为铁心本身也是导体, ,在垂直于磁力线的平面上就会感应电势在垂直于磁力线的平面上就会感应电势, ,这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流这个电势在铁心的断面上形成闭合回路并产生电流, ,好象一个旋好象一个旋涡所以称为涡所以称为“涡流涡流”。这个。这个“涡流涡流”使变压器的损耗增加使变压器的损耗增加, ,并且并且使变压器的铁心发热变压器的温升增加。由使变压

7、器的铁心发热变压器的温升增加。由“涡流涡流”所产生的所产生的损耗我们称为损耗我们称为“铁损铁损”, ,即即空载损耗。另外要绕制变压器需要。另外要绕制变压器需要用大量的铜线用大量的铜线, ,这些铜导线存在着电阻这些铜导线存在着电阻, ,电流流过时这电阻会消电流流过时这电阻会消耗一定的功率耗一定的功率, ,这部分损耗往往变成热量而消耗这部分损耗往往变成热量而消耗, ,我们称这种损我们称这种损耗为耗为“铜损铜损”, ,即即负载损耗。所以变压器的温升主要由铁损和。所以变压器的温升主要由铁损和铜损产生的。铜损产生的。由于变压器存在着铁损与铜损由于变压器存在着铁损与铜损, ,所以它的输出功率永远小于输入所

8、以它的输出功率永远小于输入功率功率, ,为此我们引入了一个效率的参数来对此进行描述为此我们引入了一个效率的参数来对此进行描述, ,=输出输出功率功率/ /输入功率。输入功率。变压器容量的选择变压器容量的选择, ,一般高出负载的一般高出负载的20%20%以上。以上。 2021/3/2314 8、冷却方式及标志 干式变压器的绕组和隔爆外壳的冷却介质均为空气,其循环种类为自然循环;冷却方式的标志为“ANAN”。 9、温升 温升是变压器温度与外部冷却介质温度之差。单位用K表示。温升与变压器绝缘材料的耐热等级有关。常用的绝缘耐热等级有A、E、B、F、H、C等。 矿用隔爆型移动变电站的绝缘耐热等级是H级

9、绝缘系统最高温度 温升限值 K 180 125K （H级） 220 150K （C级） 温升与海拔高度有关（超过1000m,每500m温升降低5K）2021/3/2315第三章第三章 变压器结构变压器结构 变压器主要由器身、壳体、附件组成。器身由铁心、绕组、绝缘材料等组成。随着变压器技术的发展,其结构越来越复杂。变压器的品种繁多,结构形式也是千变万化的。 2021/3/23162021/3/23172021/3/2318 一、铁心一、铁心 是变压器的主磁路,是变压器器身的骨架,对变压器电磁性能和机械强度是极为重要的部件。 铁心由硅钢片、夹件、绝缘材料等组成。 铁芯采用优质冷轧硅钢片,45度全斜

10、接缝,无孔绑扎,以降低空载损耗和空载电流;表面涂以耐高温专用铁芯漆,加热固化,具有空载损耗低、防腐耐潮、机械强度高等特点。 2021/3/2319 材质 供变压器制造用的硅钢片,几乎全是冷轧晶粒取向硅钢片。这种硅钢片导磁性较强,损耗较低,允许采用较高的磁通密度,为改善变压器性能创造了条件。 铁芯的原材料使用的是日本进口的23ZH100或武汉钢铁集团生产的30Q120、30Q130硅钢片。2021/3/2320二、绕组二、绕组 绕组是变压器的电路部分,它与外界的电网直接相联,是变压器中最重要的部件,常把绕组比做变压器的“心脏”。 高压线圈采用C级绝缘的Nomex纸包无氧铜导线绕制,低压线圈采用C

11、级绝缘的Nomex纸包无氧铜导线或铜箔绕制,经过真空压力浸漆,提高了线圈的机械强度;器身经过多次特殊绝缘处理,具有良好的防潮性能。2021/3/2321绕组结构分类变压器绕组结构:圆筒式、饼式结构。圆筒式结构的优缺点:散热气道是垂直的,其冷却效果要优于水平气道。圆筒式绕组的层间电容远大于对地电容,所以在冲击电压作用下,有良好的冲击分布。圆筒式绕组的绝缘件较复杂,端部支撑的稳定性差,机械强度不如饼式绕组。 饼式结构的分类:常用的饼式绕组包括连续式、螺旋式、纠结式等。 连续式结构的特点:该绕组端部支撑表面大,在轴向上的压紧力的控制要比圆筒式绕组容易,短路时轴向力变化不大,其轴向机械强度比圆筒式绕组

12、大,且工艺性好。 2021/3/23222021/3/2323 变压器的绝缘耐热等级是H级,最高耐温不超过180。产品选用的绝缘材料是美国杜邦公司生产的C级绝缘的Nomex纸（诺曼克纸或杜邦纸）,C级绝缘材料耐温220,所以产品过载及抗短路能力强,可在高温下持续满负荷运行。 2021/3/2324 Nomex纸主要用在绕组铜导线的匝绝缘和绕组的层间绝缘上。 铜材生产厂家主要是洛阳铜材厂。 2021/3/2325三、防爆外壳三、防爆外壳 干式变压器箱壳有两种: 一种为长圆形全波纹,两边开盖式结构,机械强度高,散热面积大,散热效果好。 该结构已获得国家实用新型专利。 一种为长方形,箱体两侧为矩形波

13、纹,上开盖式结构,机械强度高,散热面积大,使隔爆外壳的冷却效果更好。 防爆壳体的钢板Q235A,厚4mm,完全能够承受GB3836标准中水压试验要求（1Mpa,持续1min）和防爆要求。2021/3/2326 因为是全波纹结构,防爆壳体波纹深60 mm,上下总计120mm。其它厂家是结构是长方形,箱体两侧为瓦楞形波纹,上开盖式结构,上盖和底部均为一块弧形的钢板。所以有时同等容量下本厂的壳体要高于其它的厂家一部分。2021/3/2327四、移动变电站配套的高低压开关四、移动变电站配套的高低压开关 移动变电站配套的高低压开关电压等级移动变电站配套的高低压开关电压等级有有: :高压侧高压侧: :10

14、kV10kV、6kV;6kV;低压侧低压侧: :3.3kV3.3kV、1140V/66V1140V/66V。 移动变电站配套的高低压开关组合主要移动变电站配套的高低压开关组合主要有有: : 1 1、高压真空配电开关、低压保护箱、高压真空配电开关、低压保护箱 2 2、高压负荷开关、低压馈电开关、高压负荷开关、低压馈电开关 3 3、高压真空配电开关、低压馈电开关、高压真空配电开关、低压馈电开关2021/3/2328 五、变压器主要原材料名称及厂家序号 原材料 规格型号 生产厂家 1 硅钢片 23ZH100 日本新日铁 30Q120/30Q130 武汉钢铁集团 2 Nomex纸包铜导线 T2 洛阳铜

15、材厂 3 铜箔 T2 4 Nomex纸 410 美国杜邦公司 5 铜排 T2 洛阳铜材厂 6 H级绝缘漆 TJ-1151 株洲时代绝缘 材料厂2021/3/2329 六、变压器主要特点六、变压器主要特点 1 1、变压器防爆外壳为长圆形全波纹、变压器防爆外壳为长圆形全波纹, ,两边开盖式结构两边开盖式结构, ,机械强度高机械强度高, ,散热面积大散热面积大, ,散热效果好。散热效果好。 2 2、铁芯采用优质冷轧硅钢片、铁芯采用优质冷轧硅钢片, ,表面涂以耐高温专用铁表面涂以耐高温专用铁芯漆芯漆, ,加热固化加热固化, ,具有空载损耗低、噪音低、防腐耐潮、具有空载损耗低、噪音低、防腐耐潮、机械强度

16、高等优点。机械强度高等优点。 3 3、高低压线圈采用、高低压线圈采用C C级绝缘的级绝缘的NomexNomex纸包无氧铜导线纸包无氧铜导线绕制绕制, ,采用真空压力浸漆工艺采用真空压力浸漆工艺, ,提高了线圈的机械强度提高了线圈的机械强度; ;器身经过多次特殊绝缘处理器身经过多次特殊绝缘处理, ,具有良好的防潮性能。具有良好的防潮性能。 采用采用C C级绝缘材料级绝缘材料, ,热稳定性好热稳定性好, ,过载及抗短路能力强过载及抗短路能力强, ,可在高温下持续满负荷运行。可在高温下持续满负荷运行。 4 4、配套的高低压开关保护功能齐全、配套的高低压开关保护功能齐全, ,操作、维护简便。操作、维护

17、简便。 2021/3/2330 七、与其它厂家产品的主要差异七、与其它厂家产品的主要差异 1 1、防爆外壳、防爆外壳 本厂本厂: :防爆外壳为长圆形全波纹防爆外壳为长圆形全波纹, ,两边开盖式结构。两边开盖式结构。 其它厂家其它厂家: :防爆外壳是长方形防爆外壳是长方形, ,箱体两侧为瓦楞形波纹箱体两侧为瓦楞形波纹, ,上开盖式结构上开盖式结构, ,上盖和底部均为一块弧形的钢板。上盖和底部均为一块弧形的钢板。 2 2、绕组、绕组 本厂本厂: :绕组采用圆筒式结构绕组采用圆筒式结构, ,变压器运行时受力均匀变压器运行时受力均匀, ,机械强度高。机械强度高。 绝缘筒和绝缘端圈采用成型端圈绝缘筒和绝

18、缘端圈采用成型端圈, ,机械强度高。机械强度高。 其它厂家其它厂家: :绕组采用椭圆形结构。绝缘筒和绝缘端圈绕组采用椭圆形结构。绝缘筒和绝缘端圈采用采用0.5mm0.5mm厚的绝缘板卷制而成。厚的绝缘板卷制而成。 3 3、铁心、铁心: : 本厂本厂: :在铁心的两边上下共增加了在铁心的两边上下共增加了4 4个拉带装置个拉带装置, ,目的目的在运输过程中防止设备由于冲撞造成铁心移位而发生在运输过程中防止设备由于冲撞造成铁心移位而发生铁心与绕组间短路。铁心与绕组间短路。 2021/3/2331 八、变压器并联运行条件八、变压器并联运行条件 各变压器具有同样的一次侧额定电压和二次侧额定电压,既各变压器的变比