进网作业-8变压器和互感器

第八章变压器和互感器2015年5月一、变压器的分类和工作原理：1、变压器的功用：用来改变交流电压大小的电气设备。根据电磁感应的原理,把某一等级的交流、电压变换成另一等级的交流、电压。静止设备，被视作“旋转速度为零的电机”。2、变压器的分类：常用变压器：电力变压器、起动变压器、调压变压器、试验变压器、仪用互感器、专用变压器（电焊、整流、电炉）；电力变压器分类：按用途分：升压变压器、降压变压器；按相数分：单相变压器、三相变压器；第一节电力变压器按绕组分：单绕组变压器（自耦）、双绕组变压器、三绕组变压器；按绕组材料分：铜线变压器、铝线变压器；按调压方式分：无载调压变压器、有载调压变压器；按冷却介质和冷却方式分：油浸变压器：又分自然冷却、风冷却、强迫风冷却干式变压器3、变压器的工作原理：转换过程：电→磁→电变压器的变比：K=U1/U2=N1/N2I1/I2=1/K结论：一、二次电压之比与一、二次绕组匝数成正比；一、二次电流之比与一、二次绕组匝数成反比。二、变压器的结构与器身构造基本结构（5）：器身（本体）：铁芯、绕组油箱：冷却装置：散热器、冷却器保护装置：吸湿器、测温元件等出线装置：套管1、铁芯：内铁式：又称芯式，绕组包铁芯外铁式：又称壳式，铁芯包绕组铁芯材料：含硅5%厚度为0.35mm-0.5mm的冷轧硅钢片叠成。硅钢片两面涂绝缘的硅钢片漆。目的：减少涡流损耗，提高导磁系数。说明：以铁芯为基准，区分壳式、芯式2、绕组分类（2类）同心式绕组：一次、二次绕组分别绕成直径不同的圆筒形线圈，套装在铁芯柱上，高、低压绕之间用绝缘纸筒相互隔开。高压绕组一般在外；结构简单，绕制方便，广泛采用。按照绕制方法的不同，同心式绕组分为圆筒式、螺旋式、连续式和纠结式等几种。交叠式绕组：一次、二次绕组按一定的交替次序套装在铁芯柱上。绕组的高、低压绕组之间间隙较多，绝缘复杂、包扎工作量较大；优点：机械性能较高，引出线的布置和焊接比较方便，漏电抗也较小；常用于低电压、大电流的变压器(如电炉变压器、电焊变压器等)。3、变压器的绝缘绝缘等级：按绝缘材料的耐热程度分为7个等级，油浸变压器常用A级，105℃；变压器绝缘分内绝缘、外绝缘：内绝缘：指油箱内部绝缘，主要有绕组绝缘、内引线绝缘、分接开关绝缘；外绝缘：指油箱外部的绝缘，主要是一、二次绕组引出线的瓷套管。引线：连接各绕组、绕组与套管、绕组与分接开关的导线。4、无激磁调压装置：分接开关只能在不带电条件下进行切换，又称无载调压调压范围：额定电压的±5%；三档：Un±5%，一般用于6300kVA以下变压器；五档：Un±2×2.5%，一般用于8000kVA及以上、电压35kV及以上变压器无激磁调压常用连接方式：6、有载调压装置：分接开关在不切断负载电流条件下进行切换。平滑调压：电压连续调节，带滑动触点，效率低、功率小，多试验用有级调压：电压分级调节，多用于电力变压器；切换过渡电路：电抗式、电阻式分接开关触头：铜钨合金，耐电弧三、变压器油箱1、冷却方式分类：油浸自冷：靠油自身的对流带走热量；油浸风冷：在散热器上安装风扇，加快空气流速；强迫油循环风冷：增设油泵，加快油的流速；强迫油循环水冷：依靠冷却水降油温；油浸风冷：2、变压器的保护装置（1）储油柜（油枕）：作用：减少油与空气的接触面积，降低油受潮、氧化的可能性；油枕容积：占变压器总油量的8-10%。（2）吸湿器（呼吸器）：作用：吸收空气中的水分子，防止变压器油受潮；（3）隔膜密封式油枕一般用于大型变压器，变压器油与空气完全隔绝；油枕内设耐油的尼龙橡胶隔膜袋；压油袋：油枕与油温计的油分离隔开。（4）防爆管：防爆管：又称安全气道，一个长形钢质圆筒，圆筒顶端装有胶木或玻璃膜片；变压器内部发生故障时，油箱里压力会急剧升高；当达到一定限度时，变压器油和产生的气体将会冲破膜片向外喷出，因而减轻了油箱内的压力，防止油箱变形或爆炸。（4）温度计：测量油箱内的上层油温。（5）净油器：又称温差过滤器，吸附水分、渣滓、酸和氧化物。（6）气体继电器：油位快速下降或内部短路产生气体时，发出信号或直接动作跳闸。轻瓦斯信号，重瓦斯跳闸3、出线装置：高、低压出线套管；将绕组的高、低压引线引至油箱外部；保持引线对地绝缘，固定引线。四、变压器铭牌1、变压器型号两部分：字母+数字字母：变压器的类别、结构和用途；数字：容量、电压等级举例：S9-1000/6，三相油浸自冷式铜绕组变压器，额定容量1000kVA，额定电压6kV，设计序号92、额定容量（SN）：单位：kVA；注：电源设备都是以kVA为单位对于三相变压器：三相绕组容量之和；对于三绕组（三圈）变压器：指高压绕组的容量；容量分类：小型变压器：≤1600kVA中型变压器：1600-6300kVA大型变压器：8000-63000kVA特大型变压器：＞63000kVA3、额定电压（UN）：指各绕组的额定电压；4、额定电流（IN

）：指各绕组的额定电流；5、阻抗电压（uz%）：定义：又称短路电压，表示变压器通过额定电流时在变压器自身阻抗上所产生的电压损耗(百分值)。试验求取方法:将变压器二次侧短路，在一次侧逐渐施加电压，使电流达到额定值，这时一次侧测得的电压Uz便为阻抗电压;通常以对额定电压之比的百分数表示：

uz%=（Uz/UN）×100%是变压器的一项重要参数：变压器并列运行：阻抗电压相等；用于电力系统的短路电流计算；阻抗电压大：变压器电压损耗大，变压器造价高；阻抗电压小：变压器出口短路电流大，设备承受短路电流的能力必须加大6、空载电流（I0）：定义：一次侧加额定电压，二次侧开路时，一次绕组中通过的电流；变压器的激磁电流；有关因素：变压器容量大小、磁路结构、硅钢片质量、铁芯接缝间隙；空载合闸电流：激磁涌流，最大可至额定电流的5-7倍，持续8-10秒说明：合闸过程，继电保护设备不应动作；冲击合闸试验的必要性7、空载损耗（P0)：又称铁损，主要是铁芯的磁滞损耗、涡流损耗；8、负载损耗（Pf):又称铜损，变压器绕组导线电阻引起的损耗。9、连接组别：概念：表示各绕组的连接方式；反映一、二次绕组线电压的相位关系。10、冷却方式：指油箱内外的冷却介质和循环方式五、容量规范两个系列：R8系列，前苏联标准；R10系列，IEC标准：R10：容量等级以1.26的倍数递增：30、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000六、变压器的效率效率定义：输出功率与输入功率之比的百分数结论：效率最大值一般出现在负载率0.4-0.55，半载状态；考虑无功影响，效率最大值出现在负载率为0.5-0.7（旧版教材0.5-0.6）效率最大值七、连接组别两个含义：连接方式+连接组标号连接方式：星形、三角形、曲折形，一次：Y，D，Z；二次：y，d，z连接组标号：共12种；国家标准规定Y,yn0；Y,d11；YN,d11；Y,y0；YN,y0五种为标准接线组。说明：经分析证实，三相变压器两侧相应的线电压间的相位差角总是30°的整倍数，而时钟盘面上两个相邻的数字间的夹角也正好为30°。因此，便采用钟表的长针代表高压侧线电压相量，并使它指在12点上不动，短针代表低压侧相应的线电压相量，根据短针所指的数字，表示出两侧相对应的线电压间的相位关系。这种表示法就叫做时钟表示法。举例：常见的两种基本连接组说明：一、二次绕组的相电压、线电压相位相同我厂采用Y，yn0说明：二次绕组线电压落后于一次绕组线电压330°学习要求：1、看到连接组别，知道一二次绕组连接方式和相位关系；2、拔高：会画向量图，会分析组别补充内容，变压器的运行与维护一、变压器的并列运行1、将几台变压器的一、二次绕组分别接在一、二次侧的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。2、并联运行的优点：提高供电的可靠性；提高供电的经济性3、并联运行条件（4）：1、各变压器一、二次侧的额定电压分别相等，即变比相同；2、各变压器的连接组别相同；3、各变压器的短路阻抗（短路电压）的标称值相等（允许±10%误差）；4、各变压器的容量比一般不宜超过3:1二、几个运行要求：对于Y，yn0连接的变压器，中性线上的电流不应超过低压绕组额定电流的25%；变压器的运行电压不应超过额定电压的±5%；对于油浸自冷变压器，其上层油温不应超过85℃，强迫油循环水冷却变压器的上层油温不应超过75℃。第二节特种变压器一、自耦变压器又称单绕组变压器，一部分绕组是一、二次共用。自耦变压器的电压比：优点：用材少，成本低、体积小、重量轻，便于运输和安装，且损耗小、工作效率较高。缺点：由于一、二次绕组直接相通，如相线与地线接反，人体触及二次任何一端时都有危险。说明：安全变压器不能使用自耦变压器。二、调压变压器采用滑动触头的自耦变压器；容量一般为几十伏安到几个千伏安；多用于实验室，或电气试验；滑块：石墨电刷三、干式变压器绕组和铁芯都不浸在绝缘液体（变压器油），一般用于防火要求较高场所，如地下交通、公共建筑等；常见种类：开启式：器身直接与空气接触，1000kVA以上一般需加风机散热；封闭式：器身密闭，不接触空气，或加六氟化硫等气体；浇注式：用环氧树脂浇注，特点：难燃性、自熄性损耗低机械强度高绝缘性能好噪音低四、防灾型变压器（略）五、矿用变压器（略）六、电焊变压器一种特殊的降压变压器；外特性较软，即电流增大时，输出电压陡降；要保证：空载时有足够大的引弧电压（60-75V）；焊接时，电压迅速降低；允许二次短路，短路时电流不能过大。第三节仪用互感器一、互感器分类：电压互感器：将高电压变为标准的低电压100V或100/又称：压变，符号：PT，或TV电流互感器：将大电流变为标准的小电流5A或1A又称：流变，符号：CT，或TA互感器的作用：电气测量；继电保护；隔离高电压，保证人身安全；将电压、电流转换统一的标准值，有利于仪表、继电器的标准化二、电压互感器1、工作原理：相当于一台降压变压器；2、型号举例：1)JDJ-10:10kV单相双绕组油浸式电压互感器;2)JSJW-10:三相三绕组五铁芯柱油浸式电压互感器;3)JDZ-10:10kV单相双绕组浇注式绝缘的电压互感器。3、准确度等级：0.5、1、3级，精密测量用0.2级4、使用注意事项：电压选择、容量选择，不得超过线圈的额定容量；一、二次绕组均应装设熔断器，提供短路保护；二次侧有一端必须接地（人身安全和仪器安全，防止TV绝缘击穿后高压串入二次系统）；5、常用的几种接线方式：学习不做要求，最好看懂。三、电流互感器1、工作原理：一次绕组匝数少、导线粗，二次绕组匝数多、导线细；正常工作时，二次绕组接近于短路状态；二次电流大小与负载阻抗无关，取决于主电路负载电流（一次电流）；2、准确度等级0.2级：精密测量；0.5级：电能计量：1级：电流表；3级：继电保护3、型号举例：1）LQJ-10：10kV线圈式树脂浇注绝缘电流互感器。2）LZX-10：10kV浇注绝缘小体积柜用电流互感器。3）LFZ2-10：10kV复匝贯穿式树脂浇注绝缘电流互感器。4、使用注意事项：二次绕组不应开路（二次绕组上感生出很高电动势，威胁人身及仪器安全；二次回路一般接有仪表，若不使用仪表时，则应通过接线板使其短路并直接接地）；二次回路中不应装设熔断器；负荷不要超过TA的额定容量。串接仪表不宜超过3-