《风电变压器交流》课件

风电变压器交流风电变压器是风力发电系统中不可或缺的一部分，负责将风力发电机产生的高压交流电转换为适合输送的电压。课程目标了解风电变压器掌握风电变压器的结构、工作原理和主要参数。掌握风电变压器的调试了解风电变压器的安装和调试方法。掌握风电变压器的维护掌握风电变压器的常见故障分析和处理方法。什么是风电变压器风力发电机组与变压器风电变压器是风力发电机组的重要组成部分，它负责将风力发电机组产生的高压交流电变换成低压交流电，供给电网使用。连接风力发电机组和电网风电变压器通常位于风力发电机组的底部，通过电缆连接到风力发电机组和电网。它可以有效地将风力发电机组产生的电能传输到电网，并为电网提供稳定的电压和电流。变压器内部结构风电变压器内部包含多个绕组和磁芯，通过电磁感应原理，将高压交流电转换为低压交流电。它还包含多种保护装置，以保证变压器的安全运行。风电变压器的组成铁芯铁芯是风电变压器的核心部件，由硅钢片叠成，用于磁路闭合，引导磁力线。绕组绕组由导线绕制而成，是变压器能量转换的核心部件。它分为高压绕组和低压绕组，分别与风力发电机和电网连接。绝缘绝缘材料用于隔离高压绕组和低压绕组，防止短路，确保安全运行。常见的绝缘材料有纸张、油纸、树脂等。冷却系统冷却系统用于散热，保持变压器运行温度，防止过热损坏。常见的冷却方式有自然风冷和强制油循环冷却。风电变压器的工作原理电压变换将风力发电机产生的高压交流电降低到输电网络的电压等级，实现能量传输。隔离保护将风力发电机与输电网络隔离，防止风力发电机故障影响输电网络，确保系统稳定运行。有载调压通过有载调压开关调节输出电压，保证输电网络电压稳定，提升电力质量。安全保护安装过流、过压、短路等保护装置，确保风电变压器安全可靠运行。风电变压器的主要参数1电压变换比决定了风电场输出电压和电网电压之间的转换关系。2短路阻抗反映变压器抵抗短路电流的能力，确保运行安全和系统稳定。3损耗参数包括铜损和铁损，影响变压器的效率和能量损耗。4冷却方式常见的冷却方式有油浸式、油气混合式、干式等，影响变压器的散热性能。电压变换比定义风电变压器的一次侧电压与二次侧电压之比作用将风力发电机组产生的电压提升至电网电压影响因素风力发电机组的额定电压、电网电压选择原则保证变压器运行效率、安全可靠短路阻抗短路阻抗是风电变压器的重要参数，反映了变压器在短路状态下的抗短路能力。短路阻抗值越小，则变压器在短路时的电流越大，反之亦然。55%典型的风电变压器短路阻抗值1010%短路阻抗过高，可能导致变压器过热33%短路阻抗过低，可能导致变压器内部产生过大的短路电流损耗参数风电变压器损耗参数主要包括铜损、铁损和无功损耗。有载调压开关定义有载调压开关是一种能够在不切断负荷的情况下调整变压器输出电压的装置。它通常用于风力发电系统中，以确保发电机输出电压的稳定。工作原理有载调压开关通过改变变压器绕组的匝数来调整输出电压。当需要提高电压时，开关将接通更多匝数的绕组；而当需要降低电压时，开关将接通更少匝数的绕组。冷却方式自然冷却依靠自然空气对流进行冷却，适用于小型变压器。强制风冷使用风机强制通风，提高冷却效率，适用于中小型变压器。油浸风冷油浸变压器采用风冷技术，适用于大型变压器。水冷使用水循环冷却，适用于超大型变压器。绕组绝缘绝缘等级风电变压器绕组绝缘等级通常为H级或更高。绝缘材料绕组采用耐热等级高的绝缘材料，例如纸、油纸、合成树脂等。绝缘强度风电变压器绕组绝缘需经受高电压考验，确保安全运行。机械结构风电变压器采用高强度的钢制结构，具有良好的防震性能，可以承受恶劣的风力环境。变压器内部的绕组和磁芯采用特殊的结构设计，保证变压器的安全运行，避免因机械振动或冲击造成故障。风电变压器的机械结构设计要满足低噪声要求，减轻噪音污染，为周围环境提供良好的生态保护。变压器的结构设计要方便安装和维护，提高维护效率，降低维护成本。绝缘油和含气绝缘油绝缘油是变压器的重要组成部分，它具有良好的绝缘性能，可以有效地防止变压器内部发生短路或击穿。含气变压器内部的含气量会影响其绝缘性能，过高的含气量会导致变压器发生故障，因此需要定期检测和处理。风电变压器的安装1基础准备确保基础牢固平整，并符合设计要求。2吊装使用大型吊车将变压器吊装到基础上。3连接连接高压、低压和中性线，以及各种保护装置。4调试进行现场调试，确保变压器正常运行。风电变压器的安装是一个精密而复杂的工程，需要严格按照安全规范进行操作。安装完成后，需要进行全面的调试工作，确保变压器能够安全可靠地运行。风电变压器的调试1设备检验确认设备符合相关标准和规范，检查设备外观、铭牌、附件等。2绝缘测试进行高压绝缘试验，检测绕组绝缘性能，确保设备安全运行。3通电测试对风电变压器进行通电试验，检测变压器运行情况，评估性能指标。风电变压器的运行维护1定期巡检检查油位，温度，噪音2绝缘监测油质，绕组，接地3故障处理及时排除，记录分析4预防性维护更换老化部件，定期保养风电变压器是风电场的重要组成部分，需要定期维护保养，以确保其安全可靠运行。运行维护工作包括：定期巡检、绝缘监测、故障处理和预防性维护等。常见故障及处理电压异常电压波动会影响风电变压器的运行效率和安全性。检查风电场的电压调节系统和变压器本身的保护装置。绕组故障绕组故障会导致风电变压器电流异常甚至短路。通过测量绕组阻抗和绝缘电阻来判断绕组是否出现故障。油温过高油温过高会导致绝缘油老化，降低变压器的绝缘性能。检查散热系统是否正常，必要时进行油循环处理或更换绝缘油。噪音风电变压器运行时会发出一些噪音，但过大的噪音可能是故障的预兆。检查变压器内部是否存在机械松动或振动，并及时处理。1.电压异常电压偏高可能由电网电压波动、风电机组故障导致。会造成变压器过载，影响设备寿命。电压偏低可能是由于风电机组输出功率下降或线路故障导致。会造成变压器无法正常工作，影响发电效率。电压波动电压波动会导致变压器过载，加速老化，甚至造成损坏。2.绕组故障短路故障短路故障会导致绕组过热，甚至熔化。短路故障会导致风电变压器内部发生短路，造成过大的电流，导致绕组过热甚至熔化。匝间短路匝间短路会导致绕组局部过热，并可能引起绝缘破坏。匝间短路会导致绕组内部的绝缘层损坏，引起局部过热，甚至引发火灾。3.油温过高过载运行风电变压器负荷过大，导致绕组发热，油温上升。冷却系统故障冷却器风机故障、冷却油循环不畅等因素导致冷却效率下降。环境温度过高周围环境温度过高，导致变压器散热困难，油温升高。4.风电变压器噪音振动噪音风电变压器运行时产生的机械振动，造成噪音电磁噪音变压器绕组中的电流变化，产生电磁场，导致噪音油液噪音油液流动，产生湍流，形成噪音5.绝缘退化11.老化绝缘材料在长期运行中，受到温度、湿度、电场等因素的影响，会逐渐老化。22.污染由于环境污染、绝缘油氧化或水分进入等原因，绝缘材料的性能会下降。33.损伤由于外部冲击或内部放电，绝缘材料可能出现机械损伤或局部击穿。44.绝缘性能下降导致绝缘电阻降低、介电强度下降，甚至发生短路故障。绝缘油的定期检测介电强度测试测量绝缘油介电强度，评估其抗击高压的能力，以确保电力设备的安全运行。酸值测试检测绝缘油酸度，反映油品老化程度，判断是否需要更换油品。水分含量测试测量绝缘油水分含量，评估其对绝缘性能的影响，预防绝缘材料的劣化。气体分析分析绝缘油中溶解气体，诊断风电变压器内部故障，及时采取措施避免严重事故。绕组测试1直流电阻测试测量绕组的直流电阻，判断绕组是否有断线或接地故障。2高压测试施加高压，检查绕组之间的绝缘是否良好。3感应电压测试测量绕组感应电压，判断绕组是否有匝间短路或开路故障。4变比测试测量绕组的匝数比，判断绕组是否符合设计要求。绕组测试是风电变压器运行维护的重要环节，可有效预防和及时发现绕组故障，避免严重事故的发生。温度测量1绕组温度使用热电偶或热电阻测量绕组的温度，确保其处于正常工作范围。2油温通过油温传感器监测变压器油的温度，确保油温不会过高。3环境温度记录变压器周围环境的温度，用于分析温度对变压器性能的影响。振动检测1振动传感器安装在风电变压器上2数据采集实时监测振动信号3分析处理识别异常振动模式4预警系统及时发现潜在故障振动检测是风电变压器运行维护的重要手段。通过分析变压器振动信号，可以判断其内部是否存在异常情况，例如轴承磨损、线圈松动等。常见故障案例分析油温过高风电变压器油温过高可能是由