电力变压器基本原理与结构

高电压技术所二〇一〇年五月1电力变压器基本原理与结构第1页，共72页。2变压器基本知识变压器保护变压器结构汇报内容第2页，共72页。3汇报内容2变压器基本知识变压器结构13变压器保护第3页，共72页。E1=4.44fN1BmSE2=4.44fN2BmS1、变压器基本工作原理第4页，共72页。电压比1、变压器基本工作原理电流比第5页，共72页。Φm：主磁通ΦL1：漏磁通1）性质上：Φm与I0成非线性关系；ΦL1与I0成线性关系；2）数量上：Φm占99%以上，ΦL1仅占1%以下；3）作用上：Φm起传递能量的作用，ΦL1起漏抗压降作用。2、变压器空载特性第6页，共72页。2、变压器空载特性第7页，共72页。一次侧接交流电源，二次侧接负载，二次侧中便有负载电流流过，这种情况称为负载运行。3、变压器的负载运行第8页，共72页。

负载运行时的电磁关系3、变压器的负载运行第9页，共72页。1）变压器使用对象来分类，可归纳以下几类：电力变压器配变变压器换流变压器试验变压器用于不同工业的专用变压器，例如：电炉变压器、整流变压器、牵引变压器、启动变压器、矿用变压器等等。用于电子工业的变压器。4、变压器分类第10页，共72页。2）从冷却和绝缘介质的不同可归纳以下几类：油浸式变压器气体绝缘变压器干式变压器4、变压器分类第11页，共72页。3）变压器两大基本结构形式：壳式变压器芯式变压器4、变压器分类区别主要在磁路即铁心分布上:壳式变压器铁心的轭包围住线圈，好象形成一个外壳，因此而得名。芯式变压器铁心大部分在线圈之中，只一部分在线圈之外构成铁轭作为磁回路。无论壳式变压器还是芯式变压器其电磁原理是完全相同的。第12页，共72页。4、变压器分类第13页，共72页。14汇报内容2变压器基本知识变压器结构13变压器保护第14页，共72页。铁心在变压器中构成一个闭合的磁路．又是安装线圈的骨架．对变压器电磁性能和机械强度是极为重要的部件。1、变压器铁心结构第15页，共72页。1、变压器铁心结构第16页，共72页。1、变压器铁心结构第17页，共72页。1、变压器铁心结构第18页，共72页。1、变压器铁心结构第19页，共72页。2、变压器线圈第20页，共72页。1）圆筒式线圈2、变压器线圈第21页，共72页。2）箔式绕组2、变压器线圈顾名思义就是使用铜箔或铝箔之间用绝缘材料加以间隔开。第22页，共72页。3）饼式线圈2、变压器线圈第23页，共72页。2、变压器线圈连续式线圈第24页，共72页。4）纠结式线圈

2、变压器线圈第25页，共72页。

单螺旋线圈5）螺旋式线圈2、变压器线圈第26页，共72页。6）内屏蔽式（插入电容式）2、变压器线圈第27页，共72页。2、变压器线圈内屏连续式线圈第28页，共72页。2、变压器线圈纠结连续式（内屏）线圈第29页，共72页。2、变压器线圈第30页，共72页。3、变压器绝缘结构变压器内部稍不均匀电场极不均匀电场第31页，共72页。内绝缘线圈主绝缘同相绕组之间异相绕组之间绕组对油箱绕组对铁心柱，绕组对旁柱之间。绕组端部对铁轭纵绝缘绕组线匝之间绕组饼间绕组层间引线主绝缘引线对地引线对异相线圈纵绝缘一个绕组的不同引线之间开关主绝缘开关对地开关上不同绕组引线触头之间纵绝缘同相绕组不同引线触头之间外绝缘套管套管对各部接地之间异相套管之间3、变压器绝缘结构第32页，共72页。1）变压器主绝缘结构3、变压器绝缘结构绕组之间，绕组对油箱，绕组对铁心柱，异相绕组之间绝缘结构基本上属于比较均匀电场，因此采用把大油距分割成小油距的油隔板结构。第33页，共72页。2）变压器绕组纵绝缘结构

3、变压器绝缘结构第34页，共72页。3）变压器端部绝缘结构3、变压器绝缘结构采用端部加静电板的办法。端部增加角环。延长爬电距离。变压器引线绝缘加包一定厚度绝缘层。加大引线直径，电极表面光滑无毛刺。超高压变压器采用出线装置。第35页，共72页。出线端加装隔板3、变压器绝缘结构第36页，共72页。3、变压器绝缘结构第37页，共72页。3、变压器绝缘结构第38页，共72页。端部出线3、变压器绝缘结构第39页，共72页。出线装置3、变压器绝缘结构第40页，共72页。线圈绝缘纸筒3、变压器绝缘结构第41页，共72页。绝缘压板3、变压器绝缘结构第42页，共72页。端部静电环端部角环3、变压器绝缘结构第43页，共72页。引线夹木3、变压器绝缘结构第44页，共72页。主要是套管对地和套管之间空间距离和套管沿面爬距。4）变压器外绝缘结构3、变压器绝缘结构第45页，共72页。3、变压器绝缘结构油油套管油气套管油纸电容式第46页，共72页。3、变压器绝缘结构第47页，共72页。4、散热方式自冷方式风冷方式强油风冷方式强油水冷方式第48页，共72页。4、散热方式第49页，共72页。4、散热方式对强油冷却方式应注意几个问题(1)油泵与风扇失去供电电源时，变压器就不能运行，即使空载也不能运行。因此应有两个独立电源供冷却器使用。(2)潜油泵不能有定子与转子扫膛现象，一旦扫膛，金属异物进入绕组会引起击穿事故。油路设计时不能使潜油泵产生负压，有负压时勿吸入空气，影响绝缘强度。(3)强油冷却的油面温升较低，不能以油面温度来判断绕组温升。尤其强油水冷，绕组温升接近规定限值时，油面温升很低。(4)超高压变压器采甩强油冷却时还应防止油流放电现象。在绕组内油路设计时，应防止油的紊流，限制油流速度，选用合适电阻率的油，绝缘件表面要光滑，铁心上应有足够体积使油释放电荷。防止油流带电发展到油流放电。在启动冷却器时可逐个启动到应投入的冷却器数。(5)选用大容量冷却器时应注意油流不能短路，要使冷却后的油能进入绕组。第50页，共72页。5、调压装置无励磁分接开关有载分接开关第51页，共72页。M型V型5、调压装置有载分接开关第52页，共72页。K1K2K4RRK3第53页，共72页。5、调压装置三相自耦式变压器高压有载开关第54页，共72页。6、其他1）压力释放阀2）油枕（胶囊式、隔膜式、波纹式）3）气体继电器4）温度计第55页，共72页。1）压力释放阀6、其他压力释放阀第56页，共72页。2)变压器油枕6、其他供变压器冷热膨胀呼吸使用第57页，共72页。6、其他油枕波纹式（外油式）第58页，共72页。6、其他油枕波纹式（内油式）第59页，共72页。6、其他敞开式第60页，共72页。6、其他隔膜式第61页，共72页。6、其他第62页，共72页。6、其他胶囊式第63页，共72页。A、罩

B、项针

C、气塞D、磁铁E、开口杯F、重锤

G、探针

H、支架

K、弹簧

L、挡板

M、磁铁

N、螺杆

P、干簧接点（跳闸用）Q、调节杆R、干簧节点（信号用）S、套管

T、嘴子

3）气体继电器6、其他第64页，共72页。4）温度计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。6、其他顶层温度计第65页，共72页。66汇报内容2变压器基本知识变压器结构13变压器保护第66页，共72页。671、变压器的故障油箱内的故障油箱外的故障第67页，共72页。682变压器保护配置1）电量保护（1）纵差保护（2）相间短路的后备保护（3）零序保护（4）过负荷保护2）非电量保护(1)气体保护（2）冷却器故障保护（3）变压器温度保护第68页，共72页。692变压器保护配置主变差动与瓦斯保护的作用有哪些区别?(1)差动保护为变压器的主保护;瓦斯保护为变压器内部故障时的主保护。(2)差动保护的保护范围为主变各侧差动电流互感器之间的一次电气部分，包括：a：主变引出线及变压器线圈发生多相短路。b：单相严重的匝间短路。c：在大电流接地系统中线圈及引出线上的接地故障。(3)瓦斯保护范围a：变压器内部多相短路。b：匝间短路,匝间与铁芯或外皮短路。c：铁芯故障(发热烧损)。d：油面下降或漏油。e：分接开关接触不良或导线焊接不良。(4)差动保护可装在变压器、发电机、分段母线、线路上，而瓦斯保护为变压器独有的保护。第69页，共72页。70（1）在变压器的加油、滤油、换油、冷却系统不严密或换硅胶过程中有空气进入变压器油箱。（2）由于温度下降或漏油致使油面低于气体继电器轻瓦斯浮筒以下。（3）变压器的轻微故障，产生少量气体。（4）变压器发生穿越性短路故障。（5）气体继电器或二次回路故障。2变压器保护配置变压器的轻瓦斯保护动作的原因：第70页，共72页。71谢谢第71页，共72页。内容梗概高电压技术所。1）性质上：Φm与I0成非线性关系。ΦL1与I0成线性关系。2）数量上：Φm占99%以上，ΦL1仅占1%以下。3）作用上：Φm起传递能量的作用，ΦL1起漏抗压降作用。一次侧接交流电源，二次侧接负载，二次侧中便有负载电流流过，这种情况称为负载运行。用于不同工业的专用变压器，例如：电炉变压器、整流变压器、牵引变压器、启动变压器、矿用变压器等等。壳式变压器铁心的轭包围住线圈，好象形成一个外壳，因此而得名。芯式变压器铁心大部分在线圈之中，只一部分在线圈之外构成铁轭作为磁回路。无论壳式变压器还是芯式变压器其电磁原理是完全相同的。铁心在变压器中构成一个闭合的