主变压器(共36张PPT)

1主变压器第1页/共36页概述工作原理结构运行保护故障维修分类铭牌和参数第2页/共36页电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器在电力系统中的作用是变换电压。电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高送电的经济性，达到远距离送电的目的。而降压变压器则能把高电压变为用户所需要的各级使用电压，满足用户需要。概述第3页/共36页变压器是一种静止的电气设备，根据电磁感应原理，将一种电压等级的交流电能转变成同频率的另一种电压等级的交流电能。电磁感应:是指放在变化磁通量中的导体，会产生电动势。此电动势称为感应电动势或感生电动势，若将此导体闭合成一回路，则该电动势会驱使电子流动，形成感应电流（感生电流）。变压器原理第4页/共36页变压器是根据“磁动生电”和“动电生磁”的电磁感应原理构成的。如下图所示，其中电源侧称为一次绕组，负载侧称为二次绕组，根据电磁感应原理，当交流电压U1加到变压器一次侧绕组时，就会在一次侧产生交变电流I1，从而产生励磁作用，这个电流在铁芯中产生交变磁通Φ，它不仅能够穿过一次绕组，同时也穿过二次绕组，分别在两个绕组中产生感应电动势E1和E2。当二次侧绕组与外电路的负载R接通时，便有交流电流I2流入负载，其端电压为U2，于是就有了电能输出。变压器工作原理第5页/共36页变压器按用途一般分为电力变压器和特种变压器及仪用互感器（电压、电流互器）。电力变压器可分为:升压变压器、降压变压器、配电变压器、联络变压器等。电力变压器按冷却介质可分为油浸式和干式两种。变压器按相数可分为单相和三相变压器。变压器的分类第6页/共36页变压器基本结构是由铁芯和绕组组成的，一般可分为以下几个部分：油浸式变压器器身油箱冷却装置保护装置出线装置铁心、绕组、绝缘结构、引线、分接开关油箱本体（箱盖、箱壁、箱底）和附件（放油阀门、油样活门、接地螺栓、铭牌散热器和冷却器储油柜（油枕）、油位表、防爆管（安全气道）、吸湿器(呼吸器)、温度计、净油器、气体继电器（瓦斯继电器）高压套管、低压套管变压器的结构第7页/共36页1、铁芯（1）铁芯结构：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。铁芯由铁芯柱和铁轭两部分组成。铁芯的结构一般分为心式和壳两类。变压器的结构第8页/共36页变压器的结构上图为心式：1-铁芯柱2-上铁轭3-下铁轭4、5-高低压绕组上图为壳式铁芯：1-铁芯柱2-上铁轭3-下铁轭4-旁轭5,6-高低绕组壳式铁芯很少见，介绍从略第9页/共36页变压器的结构接地片上夹件铁轭螺杆拉螺杆芯柱绑扎铁心磁导线下夹件下夹件下夹件第10页/共36页（2）铁芯材料：材料要求导磁性能好。变压器铁芯采用硅钢片叠制而成，硅钢片的表面涂有一层绝缘漆使片与片之间绝缘。硅钢片有热轧和冷轧两种，由于冷轧硅钢片在沿着辗扎的方向磁化时有较高的导磁系数和较小的损耗，器性能优于热轧的，所以国产变压器均采用冷轧硅钢片。国产冷轧硅钢片的厚度为0.35mm、0.30mm、0.27mm等几种。片厚则产生涡流损耗大。变压器的结构第11页/共36页110kV110kV油浸式电力变压器铁芯和内部结构图110kV油浸式电力变压器铁芯结构图110kV油浸式电力变压器内部结构图第12页/共36页变压器的结构2.绕组绕组是变压器的电路部分，是建立磁场和传输电能的电路部分。一般用绝缘纸包的铝线或铜线绕制而成。3.绝缘变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。4.分接开关是对变压器进行电压调整的装置。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，使带有分接头的变压器绕组的匝数减少或增加，其他绕组的匝数没有改变，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。第13页/共36页5.油箱即油浸式变压器的外壳，变压器器身置于油箱内，油箱内灌满变压器油。6.冷却装置在变压器运行时，由绕组和铁芯中产生的损耗转化为热量，必须及时散热。以免变压器过热造成事故。所以冷装置是起散热作用的。变压器的结构第14页/共36页铁心、绕组、绝缘结构、引线、分接开关变压器理想并联运行的条件：雪溶化情况，检查接头是否发热，并及时处理冰柱。的额定电压时，一次绕组中所流过的电流。（2）油枕、套管的油位、油色正常，无渗漏油现象。变压器运行时各部件的温度不同，绕组温度最高，铁变压器的效率为输出的有功功率与输入的有功功表示，有中性点引出时则分别用符号YN、ZN和yn、zn表示。储油柜通过吸湿器与大气相通。套上带有绝缘的线圈，并且牢固地对它们支撑和压紧。下面的触点表示“瓦斯保护”，动作后启动变压器保护的总出口继电器，使断路器跳闸。电压经升压变压器升压后，可以减少线路损耗，提高送电的经济性，达到远距离送电的目的。出现下列情况之一，维操人员应对变压器进行特殊巡视，增加巡视次数。（9）调压装置正常，指示正确。国产冷轧硅钢片的厚度为0.110kV油浸式电力变压器风机结构图第15页/共36页7.储油柜（油枕）位于变压器油箱的上方，通过气体继电器与油箱相通。变压器运行时产生热量，使变压器油膨胀，储油柜中变压器油上升，温度低时下降。储油柜使变压器油与空气接触面较少，减缓了变压器油的氧化过程及吸收空气中的水分的速度。8.安全气道其出口用玻璃防爆膜封住，当变压器内部发生严重故障，而气体继电器失灵时，油箱内部的气体便冲破防爆膜从安全气道喷出，保护变压器不受严重损害。变压器的结构第16页/共36页吸湿器用于清除和干燥由于变压器油温之变化而进入变压器储油柜的空气中的杂物和潮气，以保持变压器油的绝缘强度。储油柜通过吸湿器与大气相通。吸湿器内装有用氯化钙或氯化钴浸渍过的硅胶，它能吸收空气中的水分。分为白色硅胶和蓝色硅胶，当受潮到一定的程度时，白色不变色，蓝色硅胶变为粉红色。变压器的结构第17页/共36页10.气体继电器位于储油柜与箱盖的联管之间。在变压器内部发生故障（如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故等）产生气体或油箱漏油使油面降低时，接通信号或跳闸回路，使有关装置发出报警信号或变压器从电网中切除，从而保护变压器。第18页/共36页高、低压绝缘套管变压器内部的高低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的，它起着固定引线和对地绝缘的作用。温度计第19页/共36页铭牌和参数主要参数说明：1.额定容量：在变压器铭牌所规定的额定状态下，变压器二次侧的输出能力（KVA）。对于三相变压器，额定容量是三相容量之和。2.额定电压：是指变压器线电压（有效值），一次侧额定电压应与输变线路电压相符。3.额定电流：是指通过绕组线端的电流，即线电流（有效值）。等于绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的相系数（单相为1，三相为√3）。4.绕组联结组标号：变压器按高压和低压绕组联结的顺序组合起来就是绕组的联结组，绕组的联结分为星形、三角形、曲折形，对于高压绕组分别用符号Y、D、Z表示；对于低压绕组分别用符号y、d、z表示，有中性点引出时则分别用符号YN、ZN和yn、zn表示。例如：高压为D、低压为yn联结，则绕组联结组为Dyn。第20页/共36页5.空载电流：当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率的额定电压时，一次绕组中所流过的电流。6.阻抗电压和短路损耗：当变压器二次侧短路，一次侧施加电压使其电流达到额定值，此时施加的电压称为阻抗电压Uz，变压器从电源吸取的功率即为短路损耗。7.效率：变压器的效率为输出的有功功率与输入的有功功率之比的百分数。铭牌和参数第21页/共36页变压器的运行运行中的要求1）允许温度和温升变压器运行时各部件的温度不同，绕组温度最高，铁芯次之，变压器油的温度最低，为了便于监视运行中变压器各部件的温度，规定以上油温为允许温度。变压器允许温度主要决定于绕组的绝缘材料。我国电力变压器大部分采用A级绝缘材料。变压器的绝缘等级，并不是绝缘强度的概念，而是允许的温升的标准，即绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级，分A、E、B、F、H级。绝缘的温度等级分为A级E级B级F级H级。各绝缘等级具体允许温升标准如下：AEBFH最高允许温度（℃）105120130155180绕组温升限值（K）607580100125性能参考温度（℃）8095100120145第22页/共36页变压器的投运

变压器理想并联运行的条件：（1）变压器的联结组标号相同。（2）变压器电压比相同。（3）变压器的阻抗电压Uz%相等。变压器的运行第23页/共36页变压器的保护瓦斯保护差动保护后备保护差动速断保护、比率差动保护、二次(五次)谐波制动比率差动保护一般分为轻瓦斯和重瓦斯两类定时限过流保护、反时限过流保护、零序过流保护、过负荷保护、匝间保护、阻抗保护等第24页/共36页瓦斯保护分类轻瓦斯：变压器内部过热,或局部放电,使变压器油油温上升，产生一定的气体,汇集于继电器内,达到了一定量后触动继电器，发出信号。重瓦斯：变压器内发生严重短路后，将对变压器油产生冲击，使一定油流冲向继电器的档板,动作于跳闸。瓦斯保护是变压器的主要保护，它可以反映油箱内的一切故障。包括：油箱内的多相短路、绕组匝间短路、绕组与铁芯或与外壳间的短路、铁芯故障、油面下降或漏油、分接开关接触不良或导线焊接不良等。瓦斯保护动作迅速、灵敏可靠而且结构简单。但是它不能反映油箱外部电路（如引出线上）的故障，所以不能作为保护变压器内部故障的唯一保护装置。另外，瓦斯保护也易在一些外界因素（如地震）的干扰下误动作。第25页/共36页绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的相系数（单相为1，达到额定值，此时施加的电压称为阻抗电压Uz，变压110KV变压器在地铁供电的应用压绕组分别用符号Y、D、Z表示；变压器是根据“磁动生电”和“动电生磁”的电磁感应原理构成的。高压为D、低压为yn联结，则绕组联结组为Dyn。绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的相系数（单相为1，变压器是根据“磁动生电”和“动电生磁”的电磁感应原理构成的。变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电如下图所示，其中电源侧称为一次绕组，负载侧称为二次绕组，根据电磁感应原理，当交流电压U1加到变压器一次侧绕组时，就会在一次侧产生交变电流I1，从而产生励磁作用，这个电流在铁芯中产生交变磁通Φ，它不仅能够穿过一次绕组，同时也穿过二次绕组，分别在两个绕组中产生感应电动势E1和E2。变压器按相数可分为单相和三相变压器。上图为壳式铁芯：1-铁芯柱2-上铁轭3-下铁轭4-旁轭5,6-高低绕组壳式铁芯很少见，介绍从略定时限过流保护、反时限过流保护、零序过流保护、过负荷保护、匝间保护、阻抗保护等瓦斯保护动作原理瓦斯保护是反应变压器油箱内部气体的数量和流动的速度而动作的保护，保护变压器油箱内部各种短路故障，特别是对绕组的相间和匝间短路。由于短路点电弧的作用，将使变压器和其他绝缘材料分解，产生气体。气体从油箱经连通管流向油枕，利用气体数量及流速构成瓦斯保护。图上面的触点表示“轻瓦斯保护”，动作后经延时发出报警信号。下面的触点表示“瓦斯保护”，动作后启动变压器保护的总出口继电器，使断路器跳闸。当油箱内部发生严重事故时，由于油流不稳定，可能造成弹簧触点的抖动，此时为使断路器能可靠跳闸，应选用具有电流自保持线圈的出口中间继电器KM，动作后由断路器的辅助触点来解除出口回路的自保持。此外，为防止变压器换油或进行试验时引起重瓦斯保护误动作跳闸，可利用切换片XB将跳闸回路切换到信号回路。第26页/共36页差动保护第27页/共36页后备保护第28页/共36页110KV变压器在地铁供电的应用

城市电网区域变电所以高压110kv向主变电所供电，经110kvGIS开关柜送至主变压器高压侧，降压为35kv送至高压配电室，并沿线结合牵引变电所、降压变电所形成35kv中压环网。再由环网供沿线设置的牵引变电所降压整流为直流1500v,为列车供电;降压变电所降压为380/220v对动力照明供电。110KV变压器在地铁供电的应用第29页/共36页日常巡视每天每班应至少一次，夜间巡视每周应至少一次。巡视检查项目:（1）变压器的响声。正常时为均匀的嗡嗡声。（2）油枕、套管的油位、油色正常，无渗漏油现象。（3）检查变压器上层油温，正常一般应在85℃以下。（4）呼吸器的硅胶是否变色。（5）套管应无破损，裂纹及放电痕迹。（6）套管各引线接头接触良好，无发热现象。（7）瓦斯继电器充满油，无气体。（8）变压器测量表计应指示正确，无异常现象。（9）调压装置正常，指示正确。（10）主变端子箱是否密封严密，是否干燥、干净。后备保护主变压器日常巡检第30页/共36页出现下列情况之一，维操人员应对变压器进行特殊巡视，增加巡视次数。（1）根据现场具体情况（尘土、污秽、大雾、结冰等），应增加检查次数。大风天气：检查引线及有无搭挂杂物。大雾天气：检查瓷套管有无放电现象。下雪天气：根据积雪溶化情况，检查接头是否发热，并及时处理冰柱。（2）雷雨后，检查套管有无放电现象，检查避雷器及保护间隙的动作情况。（3）在气候激变时（冷、热）应对变压器的油面进行额外的检查。（5）过负荷时，应增加巡视次数。重点监视负荷、油温和油位的变化、引线接头接触良好无发热现象及冷却系统运行情况。（6）大短路故障后，重点检查有关设备接点有无异状。主变压器的特殊巡视第31页/共36页概述工作原理结构运行保护故障维修分类铭牌和参数第32页/共36页变压器是根据“磁动生电”和“动电生磁”的电磁感应原理构成的。如下图所示，其中电源侧称为一次绕组，负载侧称为二次绕组，根据电磁感应原理，当交流电压U1加到变压器一次侧绕组时，就会在一次侧产生交变电流I1，从