电力变压器基本原理与结构

高电压技术所 二一年五月 1 电力变压器基本原理与结构 2 变压器基本知识 变压器保护 变压器结构 汇报内容 3 汇报内容 2 变压器基本知识 变压器结构 1 3 变压器保护 E1=4.44fN1BmS E2=4.44fN2BmS 1、变压器基本工作原理 电压比 1、变压器基本工作原理 电流比 m：主磁通 L1：漏磁通 1）性质上： m与 I0 成非线性关系； L1 与 I0 成线性关系； 2）数量上： m占 99%以上， L1仅占 1%以下； 3）作用上： m起传递能量的作用， L1 起漏抗压降作用。 2、变压器空载特性 t 0i3 2 11230i2、变压器空载特性 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 负载运行时的电磁关系 3、变压器的负载运行 1UXA1E1E1Im&122I a2E2E2U LZx1）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 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 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。 4、变压器分类 14 汇报内容 2 变压器基本知识 变压器结构 1 3 变压器保护 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 1、变压器铁心结构 1、变压器铁心结构 1、变压器铁心结构 1、变压器铁心结构 2、变压器线圈 1）圆筒式线圈 2、变压器线圈 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。 3）饼式线圈 2、变压器线圈 2、变压器线圈 连续式线圈 4）纠结式线圈 2、变压器线圈 单螺旋线圈 5）螺旋式线圈 2、变压器线圈 6）内屏蔽式（插入电容式） 2、变压器线圈 2、变压器线圈 内屏连续式线圈 2、变压器线圈 纠结连续式（内屏）线圈 2、变压器线圈 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 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 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。 2）变压器绕组纵绝缘结构 3、变压器绝缘结构 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。 出线端加装隔板 3、变压器绝缘结构 3、变压器绝缘结构 3、变压器绝缘结构 端部出线 3、变压器绝缘结构 出线装置 3、变压器绝缘结构 线圈绝缘纸筒 3、变压器绝缘结构 绝缘压板 3、变压器绝缘结构 端部静电环 端部角环 3、变压器绝缘结构 引线夹木 3、变压器绝缘结构 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 3、变压器绝缘结构 油油套管 油气套管 油纸电容式 3、变压器绝缘结构 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 4、散热方式 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。 5、调压装置 无励磁分接开关 有载分接开关 M型 V型 5、调压装置 有载分接开关 K1 K2 K4 R R K3 5、调压装置 三相自耦式变压器高压有载开关 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 1）压力释放阀 6、其他 压力释放阀 2)变压器油枕 6、其他 供变压器冷热膨胀呼吸使用 6、其他 油枕 波纹式（外油式） 6、其他 油枕 波纹式（内油式） 6、其他 敞开式 6、其他 隔膜式 6、其他 6、其他 胶囊式 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 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 66 汇报内容 2 变压器基本知识 变压器结构 1 3 变压器保护 67 1、变压器的故障 油箱内的故障 油箱外的故障 68 2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 69 2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。 70 （ 1）