《供配电技术》课件2.3 电力变压器

省级职业教育专业教学资源库成果教材新时代职业教育课证融通新形态一体化教材供配电技术主编

申九菊

乔志杰

赵晓东项目2变配电所及高低压配电装置的选择2.3电力变压器2.3.1变配电所常用的电力变压器电力变压器（文字符号为TM）是供配电系统中实现电能输送、电压转换，满足不同电压等级负荷要求的核心器件，使用最多的是三相油浸式电力变压器和三相环氧树脂浇注绝缘的干式电力变压器。电力变压器按调压方式分为无载调压和有载调压两类；按绕组绝缘方式及冷却方式分为油浸式、干式和充气式等，工厂变配电所中大多采用油浸自冷式电力变压器；按功能分为普通式、全封闭式、防雷式，工厂变配电所中大多采用普通式电力变压器。如图所示为三相油浸式电力变压器。2.3.1变配电所常用的电力变压器1.铁芯和绕组变压器是用导磁性能很好的硅钢片叠压组成的闭合磁路，变压器的一次绕组和二次绕组是用铜或铝线绕成圆筒形的多层线圈，放在铁芯柱上，导体外面采用绝缘处理。2.油箱油箱由箱体、箱盖、散热装置、放油阀组成，主要作用是把变压器连成一个整体进行散热。3.吸湿器吸湿器由铁管和玻璃容器组成，内装有干燥剂（如硅胶）。4.油枕当变压器油的体积随着油的温度膨胀或缩小时，油枕有储油及补油的作用，从而保证油箱内充满油。同时由于装了油枕，使得变压器缩小了与空气的接触面，减缓了油的劣化速度。油枕的侧面还装有一个油位计（油标管），从油位计中可以查看油位的变化。2.3.1变配电所常用的电力变压器5.高、低压套管高、低压套管为瓷质绝缘管，内装有导体，适用于变压器一、二次绕组接入、引出端的固定和绝缘。6.气体继电器气体继电器只在800kVA及以上的油浸式变压器才安装，适用于在变压器内部发生故障时进行瓦斯保护。7.防爆管防爆管的作用是防止油箱发生爆炸。当油箱内部发生严重的短路故障时，变压器油箱内的油急剧分解成大量的瓦斯气体，使油箱内部压力剧增。这时，防爆管的出口处玻璃会自行破裂，释放压力，并使油喷出。8.分接开关分接开关通过改变变压器的绕组匝数来调节变压器的输出电压。2.3.2电力变压器的联结组别1.Yyn0联结和Dyn11联结的电力变压器Yyn0联结的电力变压器示意图如图所示。其一次线电压与对应的二次线电压之间的相位关系，如同钟表在零点时分针与时针的相互关系。图中一、二次绕组一端标“·”（黑点）的端子，为对应的“同名端”，或称“同极性端”。Dyn11联结的电力变压器示意图如图所示。其一次线电压与对应的二次线电压之间的相位关系，如同钟表在11点时分针与时针的相互关系。2.3.2电力变压器的联结组别采用Dyn11联结的电力变压器较采用Yyn0联结的电力变压器相比有下列优点。（1）Dyn11联结的电力变压器较Yyn0联结的电力变压器更有利于抑制高次谐波电流。（2）Dyn11联结的电力变压器有利于低压侧单相接地短路故障的保护和切除。（3）Dyn11联结的电力变压器的中性线电流允许达到相电流的75%以上，其承受单相不平衡负荷的能力优于Yyn0联结的电力变压器。2.3.2电力变压器的联结组别2.Yzn11联结的防雷变压器Yzn11联结的防雷变压器的接线图和相量图如图所示。其结构特点是每一铁芯柱上的二次绕组都分为两个匝数相等的绕组，并且采用曲折形（Z形）联结。2.3.3电力变压器的容量和过负荷能力1.电力变压器的额定容量和实际容量电力变压器的额定容量，是指它在规定的环境温度条件下，室外安装时，在规定的使用年限内所能连续输出的最大视在功率（kVA）。《电力变压器》（GB/T1094—2013）规定，变压器正常使用的最高年平均气温为+20℃。若变压器安装地点的年平均气温θo.av≠20℃，则每升高1℃，变压器的容量就减少1%。因此变压器的实际容量ST应按下式计算电力变压器全型号的表示和含义如图所示。2.3.3电力变压器的容量和过负荷能力气象部门提供的环境温度是室外温度，对于电力变压器来说，由于变压器运行发热时的影响，一般室内温度比室外温度按升高8℃考虑。因此室内变压器的实际容量S′T应按下式计算例2-1

某用户变电所的变压器室有一台1000kVA的油浸式电力变压器，已知当地的年平均气温为16℃，试求该变压器的实际容量。解

根据式得因此该变压器的实际容量为960kVA。2.3.3电力变压器的容量和过负荷能力2.电力变压器的过负荷能力（1）正常过负荷能力。变压器在正常运行时带额定负荷可连续运行20年。由于昼夜负荷变化和季节性负荷差异而允许的变压器过负荷，称为正常过负荷。这种过负荷系数的总数，对室外变压器不超过30%，对室内变压器不超过20%。变压器的正常过负荷时间是指在不影响其寿命、不损坏变压器各部分绝缘的情况下允许过负荷的持续时间。自然冷却或吹风冷却油浸式电力变压器的过负荷允许时间如表所示。2.3.3电力变压器的容量和过负荷能力（2）事故过负荷能力。当供配电系统或工厂变配电所发生事故时，为了保证对重要设备持续供电，故允许变压器能在短时间内过负荷，这种过负荷称为事故过负荷。电力变压器允许的事故过负荷百分值及过负荷时间如表所示。若过负荷百分值和过负荷时间超过允许值，则应按规定减少电力变压器的负荷。2.3.4电力变压器的并列运行条件1.并列运行变压器的电压比必须相同2.并列运行变压器的阻抗电压必须相同3.并列运行变压器的联结组别必须相同4.并列运行变压器的容量应尽量相同或相近2.3.5电力变压器的选择1.电力变压器台数的确定变配电所变压器台数的确定对投资的影响很大。当选择变压器的台数时，应遵循供电可靠性、经济性、接线简单、考虑发展、留有发展余地的原则。电力变压器台数的确定主要考虑以下3点。（1）对于无特殊供电要求的三级负荷，应尽量装设一台变压器，但对于一些负荷较集中的变配电所也可采用两台变压器，以降低单台变压器的容量。（2）对于有大量一、二级负荷（关于一、二级负荷的内容将在项目4详细讲解）的变配电所，适合采用两台变压器，以便当一台变压器发生故障或维修时，另一台变压器能对一、二级负荷继续供电，提高供