变压器的基本原理和结构.ppt

变压器的基本原理和结构焦作供电公司刘长海2006年5月 主变压器的学习内容有那些 1 学习内容 基本原理 本体结构 辅助设备及其作用 2 学习方法 以冷却器为例 A 冷却器的组成及作用 B 冷却器控制箱各小开关 操作把手 信号指示灯 主要的继电器 接触器等设备的作用 C 冷却器启动方式 D 冷却器手动 自动操作 E 冷却器交 直流电源配置 F 看懂冷却器控制回路图 G 冷却器有那些异常信号 各信号的含义是什么 H 冷却器的异常运行处理 I 冷却器的巡视检查内容 J 安装 检修 冷却器时如何布置安全措施及验收 主变压器在电力系统的主要作用 1 变压器在电力系统中主要作用是变换电压 以利于功率的传输 2 升高电压 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 3 降低电压 把高电压变为用户所需要的各级使用电压 满足用户需要 变压器的基本原理 变压器是一种按电磁感应原理工作的电气设备 当一次线圈加上电压 流过交流电流时 在铁芯中就产生交变磁通 磁通中的大部分交链着二次线圈 称它为主磁通 在主磁通的作用下 两侧的线圈分别产生感应电势 电势的大小与匝数成正比 即U1 U2 N1 N2 K K为变压器变比 变比等于匝数比 匝数多则电压高 匝数少则电压低 变压器电流之比与一 二次绕组的匝数成反比 即 1 2 N2 N1 1 K 变压器匝数多的一侧电流小 匝数少的一侧电流大 变压器的原 副线圈匝数不同 起到了变压作用 变压器一次侧为额定电压时 其二次侧电压随着负载电流的大小和功率因素的高低而变化 变压器的基本结构 变压器的基本结构主要包含器身 油箱 冷却装置 保护装置 出线装置和变压器油 1 器身 又称芯体 是变压器最重要的部件 其中包括铁心 绕组 绝缘 引线 分接开关等部件 2 油箱 油箱一般有平顶桶式和钟罩式两种形式 平顶桶式包括箱盖 箱壁 箱底 钟罩式包括钟罩 下节油箱 油箱上还设有放油阀门 活门 小车 油样活门 接地螺栓 铭牌等零部件 3 冷却装置包括散热器或冷却器 4 保护装置包括储油柜 油表 压力释放阀 呼吸器 测温元件 净油器 瓦斯继电器等 变压器的基本结构 5 出线装置 包括高 中 低压套管等 芯体装配成一个整体后放在油箱中 再装上以上辅助装置 充满油就组成一台变压器 运输时应将上述辅助装置拆除单独运输 变压器本体封堵好后需带油或充氮运输 以免线圈受潮 到达目的地后一般不需要吊芯检查 运输中三维冲撞仪记录未超标 并经厂家确认不需要吊检 即可组装 经试验合格后方能投入运行 辅助设备 油箱 油枕 呼吸器 防爆管 压力释放阀 散热器 绝缘套管 分接开关 气体继电器 温度计 净油器等 冷却器的作用 冷却方式有几种 当变压器上层油温与下部油温产生温差时 通过冷却器形成油温对流 经冷却器冷却后流回油箱 起到降低变压器温度的作用 变压器的冷却方式有 1 油浸式自然空气冷却方式 油浸式自冷式 2 油浸风冷式 3 强迫油循环水冷式 4 强迫油循环风冷式 5 强迫油循环导向冷却 220KV及以下变压器一般选用油浸风冷式或油浸式自冷式 瓦斯继电器的作用 如何根据气体的颜色判断故障 瓦斯继电器的作用 当变压器内部发生绝缘击穿 线匝短路及铁芯烧毁等故障时 给运行人员发出信号或切断电源以保护变压器 可按下面气体的颜色来判断故障 1 灰黑色 易燃 通常是因绝缘油炭化造成的 也可能是接触不良或局部过热导致 2 灰白色 可燃 有异常臭味 可能是变压器内纸质烧毁所致 有可能造成绝缘损坏 3 黄色 不易燃 因木质制件烧毁所致 4 无色 不可燃 无味 多为空气 油箱的作用 常见有几种类型 油箱是变压器的外壳 内装铁芯和线圈并充满变压器油 使铁芯和线圈浸在油内 变压器油起绝缘和散热作用 常见油箱有两种类型 1 箱式油箱 一般用于中小型变压器 上部箱盖可以打开 充满油后与大型变压器相比较轻 当变压器需要安装检修时 将箱盖打开 吊出器身 进行检修 2 钟罩式油箱 用于大型变压器 器身较重 一般在200T以上 总重300T以上 运输比较困难 当进行检修时 不必调出笨重的器身 只要调去较轻的箱壳 即可进行检修工作 变压器油枕的作用 有几种类型 变压器油枕的作用 当变压器油的体积随着油的温度膨胀或减小时 油枕起着调节油量 保证变压器油箱内经常充满油的作用 如没有油枕 油箱内的油面波动就会带来一下不利因素 一是油面降低时露出铁芯和线圈部分会影响散热和绝缘 二是随着油面波动空气从箱盖缝里排出和吸进 而由于上层油温很高 使油很快地氧化和受潮 油枕的油面比油箱的油面要小 这样 可以减少油和空气的接触面 防止油被过速地氧化和受潮 三是油枕的油在平时几乎不参加油箱内的循环 它的温度要比油箱内的上层油温的低的多 油的氧化过程也慢的多 因此有了油枕 可以防止油的过速氧化 变压器油枕有三种形式 波纹式 胶囊式 隔膜式 油位计 表 的作用 油枕的一端一般装有油位计 表 油位计 表 是用来指示油枕中的油面 对于胶囊式油枕 为了使变压器油面与空气完全隔绝 其油位计间接显示油面 该油枕是通过在油枕下部的小胶囊 使之成为一个单独的油循环系统 当油枕的油面升高时 压迫小胶囊的油柱压力增大 小胶囊的体积被缩小了一些 于是在油位计反映出来的油位也高起来一些 且其高度与油枕中的油面成正比 相反 油枕中的油面降低时 压迫小胶囊的油柱压力也将减少 使小胶囊体积也相对地要增大一些 反应在油位计中的油面就要降低一些 且其高度与油枕中的油面成正比 换句话说 它使通过油枕油面的高 低变化 导致小胶囊压力大小发生变化 从而使油面间接地 成正比地反应油枕油面高低的变化 对于隔膜式油枕 可安装磁力式油表 油表连杆机构的滚轮在薄膜上不受任何阻力 能自由 灵活地伸长与缩短 磁力表上部有接线盒 内部有开关 当油枕的油面出现最高或最低位置时 开关自动闭合 发出报警信号 防潮呼吸器 内部的硅胶 油封杯的作用 呼吸器的作用是提供变压器在温度变化时内部气体出入的通道 解除正常运行中因温度变化产生对油箱的压力 呼吸器内硅胶的作用是在变压器温度下降时对吸进的气体去潮气 油封杯的作用是延长硅胶的使用寿命 把硅胶与大气隔离开 只有进入变压器内的空气才通过硅胶 变压器压力释放阀的作用 变压器压力释放阀的作用相当于早期变压器的防爆筒起安全阀的作用 当变压器发生故障或穿越性的短路未及时切除 电弧或过流产生的热量使变压器油发生分解 产生大量高压气体 使油箱承受巨大的压力 严重是可能使油箱变形甚至破裂 并将可燃性油喷洒满地 压力释放阀在这种情况下动作排除故障产生的高压气体和油 以减轻和解除油箱所承受的压力 保证油箱的安全 对主变压器 日立公司 其动作压力整定在10 1磅 平方英寸 并在2ms内全部开放 主 辅油箱各有一个压力释放阀 有载调压分接开关有那些主要部件组成 各部件的作用是什么 有载分接开关它是能在变压器励磁或带负荷状态下调换线圈分接头运行位置的切换开关 通常它有一个带过渡阻抗的切换开关和一个带 或不带 范围开关的分接选择器所组成 整个开关是通过驱动机构来操作的 有些型式的分接开关中 切换开关和分接选择器的功能被结合成为一个选择开关 有载调压分接开关由下列主要部件组成 分接选择器 它是能承载但不能接通或断开电流的一种装置 与切换开关配合使用 以选择分接 头的位置 切换开关 它是与分接选择器配合使用 以承载 接通和断开已选电路中的电流的一种装置 选择开关 把分接选择器和切换开关的作用结合在一起 能承载接通和断开电流的一种装置 范围开关 它具有通电能力 但不能切断电流 它可将分接绕组的一端或另一端接到主绕组上 驱动机构 是驱动分接开关的一种装置 过渡阻抗 在切换时用以限制在两个分接头间的过渡电流 以限制其循环电流 主触头 它承载通过电流的触头 是不经过过渡阻抗而直接与变压器绕组相连接的触头组 但不用于接通和断开任何电流 主通断触头 它是不经过过渡阻抗而直接与变压器绕组相连接 直接能接通或断开电流的触头组 过渡触头 它是经过串连的过渡阻抗与变压器绕组相连接的 能接通或断开电流的触头组 温度计的作用是什么 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 用于测量变压器上层油温的测温装置有电触点压力式温度计和遥测温度计 电触点压力式温度计除了可以测量变压器的