对电力变压器的认识及分析贾佳

山东劳动职业技术学院 2007 级电气工程专业毕业论文 1 对电力变压器的认识及分析 吴秀林 前 言 转眼为期三年的电工学习结束了 在学习期间虽然很累 很苦 但我却 感到很快乐 因为我们在学到了作为一名电工所必备的知识的同时还锻炼了自 己的动手能力 而且也让我更深刻地体会到伟大的诗人 李白那一名言 只要 功夫深 铁杵磨成针的真正内涵 经过在母校三年的教导 学习 使我的知识面增多 学到的东西越来越丰富 使自己的个人素质不断提高 知识面宽广 不断的充实拉自己 三年的刻苦学习 不知不觉过去 我也将走入自己的岗位实习 我走出了自 己的母校 山东劳动职业技术学院 2007 级电气工程专业毕业论文 2 首先十分地感谢学校和各位老师辛勤地教育了我三年 三年的时间 我从 一名中专生变成了一个懂技术的技术人员 三年的时间 我学习了大量的理论 知识 同时也懂得了许多实践知识 刚入学的一年 我学习了高等数学 英语 等基础课程 在原来的基础上又有了了一个提高 明白了微积分 积分 导数 等知识 同时也初步接触了电气基础等专业课程 让我知道了机械专业的性质 还让我知道了生活的周围到处都是机械 机械对我们的生产生活异常的重要性 到了二年级 学习理论的同时又加入了实践 从最初的电工 一直到现在的高 级电工基础操作 让我明白了要做为一名技术人员的艰辛 时间匆匆 转眼间 又面临着毕业 就业 一切来得那么自然 我从一名学生变成了一名就业人员 下面我先介绍以下我在学校所学知识的一些总结 一 变压器的应用 变压器是利用电磁感应作用来升高或降低电压的一种静止电器 它可以把 电能由某一种电压变成同频率的另一种电压 还可以用来改变电流 变换阻抗 改变相位 进行隔离 在国民经济各部门及日常生活中应用十分广泛 在电力系统中 为了提高输送和分配电能的经济性 大量使用电力变压器 通常 发电机总容量与变压器的总容量之比约为 1 6 在工矿企业中 广泛应用有能提供大电流的电焊变压器 整流变压器和电 炉变压器 在变流电器中测量大流 高电压和大电功率时 需运用电流互感器和电压 互感器 在电气试验中 要应用调压器 高压试验变压器等 在电信自动控制系统中 广泛地使用控制变压器 电源变器 输入及输出 变压器等 山东劳动职业技术学院 2007 级电气工程专业毕业论文 3 二 变压器的分类 1 按用途分类 电力变压器 主要用于输配电系统 又分为升压变压器 降压变压器和配 电变压器等 电力变压器容量从几十千伏安到几十万千伏安 电压等级从几百 伏到几百千伏 调压变压器 用来调节电压 实验室多使用小容量的调压变压器 控制变压器 容量较小 用于自动控制系统 如电源变压器 输入变压器 输出变压器和脉冲变压器等 仪用变压器 一般指电流互感器和电压互感器 因为线路中的大电流 高 电压不宜直接测量 需要通过互感器连接测量仪表进行测量 验高压变压器 用于高压试验 如可产生电压高达 750kV 的试验变压器 特殊用变压器 有电炉变压器 整流变压器和电焊变压器等 2 按绕组数目分类 双绕组变压器 有电炉变压器 整流变压器和电焊变压器等 自耦变压器 高低压共用一个绕组 在高压 低压绕组之间即有磁的耦合 又有电的联系 三绕组变压器 每相有高压 中压 低压 3 个绕组 多绕组变压器 每相有 3 个以上绕组的变压器 3 按相数分类 单相变压器 用于单相交流系统 三相变压器 用于三相交流系统 多相变压器 例如用于整流的六相变压器 按铁心结构分芯式与壳式 按冷却条件分油浸变压器 干式变压器 即空 山东劳动职业技术学院 2007 级电气工程专业毕业论文 4 气冷却式 充气式变压器和水冷变压器 三 变压器的额定值 额定值是国家 或有关部门 对变压器正常运行时所作的使用规定 在额 定工作状态下运行可以保证变压器长期可靠地工作 并且有良好的性能 铭牌数据 频率 f Hz 表示变压器适用的电源频率 相数 m 变压器绕组的相数 也表示适用电源的相数 二者必须一致 额定电压 UN V 或 KV 一次侧额定电压 是指电源施加在一次绕组出线端子之间的电压 即线电 压 的保证值 凡没有特殊说明 额定电压都是指线电压 变压器所承受的外 加电压与额定值的偏差 不得超过 5 额定值 这是额定运行的基本条件 二次侧额定电压 是指一次绕组加额定电压 二次绕组空载时 二次绕组 出线端子之间的电压 即线电压 值 变压器带负载后 二次输出电压将有所 下降 这了保证供电质量 输出电压与额定电压的偏差 不得超过供电电压允 许的偏差 这依靠调节高压绕组分接头 抽头 来实现 分接头的电压 用额 定电压的百分数来表示 调压时 可以把供电变压器的输出电压调到额定值的 105 这时 邻近 的供电电压虽然偏高了点 但仍不超出 7 的允许范围 而且扣除供电线路上 的电压损失后 远方的供电电压才不致过低 两者必须兼顾 额定电流 IN 安 表示在外施额定电压下 变压器满负荷运行时的线电流 变压器的额定电流是以容量除以额定电压计算得出 例如一台三相绕组电 山东劳动职业技术学院 2007 级电气工程专业毕业论文 5 力变压器 SN 100KVA U1N 6KV U2N 400KV 这台变压器原 副边的额定电 流分别为 使变压器副边电流达到额定值的负载称为变压器的额定负载 变压器在额定电流下运行 绕组的温升不会超限 使用寿命是有保障的 一般可使用 20 年以上 但是若电流长期超过额定电流运行 铜损耗增加 发热加剧 变压器温度升高 会使绕组的绝缘材料迅速老化甚至烧毁 致使变 压器的使用寿命大大缩短 因此使用变压器时要十分注意不要使电流较长时间 地超过额定值运行 额定容量 SN KVA 在额定工作情况下 变压器的最大输出能力 以视在功率来表示 对三相 变压器而言 额定容量 SN 指三相容量之和即 SN 对于有高压 低压 中压 如果有的话 的三相变压器而言 额定容量指容量最大的那套三相绕组的容 量 变压器输出的最大功率 P 决定额定容量 SN 和负载的功率因数 P SN 当负载功率因数 1 时 变压器输出功率最大 P SN 当 0 8 时 P 0 8SN 同 一台变压器越能得到充分利用 因此 要努力提高变压器的负载功率因数 变 压器输出功率 P 不能将输出功率和容量混为一谈 阻抗电压 变压器二次绕组短路 以额定频率的电压施加在一次绕组上 并使其中的 电流达到额定值时所施加的电压值 阻抗电压用它对于额定电压的百分数业表 示 即 UN 阻抗电压又称短路电压 其值越小 变压器输出电压对于负荷变 化所引起的变化越小越稳定 但发生短路故障时 冲击电流越大 破坏性越严 重 运行方式 山东劳动职业技术学院 2007 级电气工程专业毕业论文 6 电力变压器均为 连续 运行方式 这意味着该台变压器一天 24 小时可 不停地连续工作 直到检修 温升和绝缘耐热等级 油浸式电力变压器的耐热等级都是 A 级 因此可省略 其它耐热等级的变 压器 如干式变压器 铭牌标明其绝缘的耐热等级 四 变压器的基本结构 1 铁心 变压器压器由套在一个闭合铁心上的两个或多个线圈 绕组 构成 铁 心和线圈是变压器的基本组成部分 铁心构成了电磁感应所需的磁路 为了减 少磁通变化时所引起的涡流损失 变压器的铁心要用厚度为 0 35 0 5mm 的硅 钢片叠成 片间用绝缘漆隔开 铁心分为心式和客式两种 2 线圈 变压器和电源相连的线圈称为原绕组 或原边 或初级绕组 其匝数为 N 1 和负载相连的线圈称为副绕组 或副边 或次级绕组 其匝数为 N 2 绕组与绕组及绕组与铁心之间都是互相绝缘的 五 检查方法和操作实践 1 直观法 直观法是根据电器故障的外部表现 通过看 闻 听等手段 检查 判断 故障的方法 1 检查步骤 调查情况 向操作者和故障在场人员询问情况 包括故障外部表现 大致 部位 发生故障时环境情况 如有无异常气体 明火 热源是否靠近电器 有 无腐蚀性气体侵入 有无漏水 是否有人修理过 修理的内容等等 初步检查 根据调查的情况 看有关电器外部有无损坏 连线有无断路 山东劳动职业技术学院 2007 级电气工程专业毕业论文 7 松动 绝缘有无烧焦 螺旋熔断器的熔断指示器是否跳出 电器有无进水 油 垢 开关位置是否正确等 试车 通过初步检查 确认有会使故障进一步扩大和造成人身 设备事故 后 可进一步试车检查 试车中要注意有无严重跳火 异常气味 异常声音等 现象 一经发现应立即停车 切断电源 注意检查电器的温升及电器的动作程 序是否符合电气设备原理图的要求 从而发现故障部位 2 检查方法 观察火花 电器的触点在闭合 分断电路或导线线头松动时会产生火花 因此可以根据火花的有无 大小等现象来检查电器故障 例如 正常紧固的导 线与螺钉间发现有火花时 说明线头松动或接触不良 电器的触点在闭合 分 断电路时跳火说明电路通 不跳火说明电路不通 控制电动机的接触器主触点 两相有火花 一相无火花时 表明无火花的一相触点接触不良或这一相电路断 路 三相中两相的火花比正常大 别一相比正常小 可初步判断为电动机相间 短路或接地 三相火花都比正常大 可能是电动机过载或机械部分卡住 在辅 助电路中 接触器线圈电路通电后 衔铁不吸合 要分清是电路断路还是接触 器机械部分卡住造成的 可按一下启动按钮 如按钮常开触点闭合位置断开时 有轻微的火花 说明电路通路 故障在接触器的机械部分 如触点间无火花 说明电路是断路 动作程序 电器的动作程序应符合电气说明书和图纸的要求 如某一电路 上的电器动作过早 过晚或不动作 说明该电路或电器有故障 另外 还可以根据电器发出的声音 温度 压力 气味等分析判断故障 运用直观法 不但可以确定简单的故障 还可以把较复杂的故障缩小到较小的 范围 2 测量电压法 山东劳动职业技术学院 2007 级电气工程专业毕业论文 8 测量电压法是根据电器的供电方式 测量各点的电压值与电流值并与正常 值比较 具体可分为分阶测量法 分段测量法和点测法 3 测电阻法 可分为分阶测量法和分段测量法 这两种方法适用于开关 电器分布距离 较大的电气设备 4 对比 置换元件 逐步开路 或接入 法 1 对比法 把检测数据与图纸资料及平时记录的正常参数相比较来判 断故障 对无资料又无平时记录的电器 可与同型号的完好电器相比较 电路中的电器元件属于同样控制性质或多个元件共同控制同一设备时 可 以利用其他相似的或同一电源的元件动作情况来判断故障 2 置转换元件法 某些电路的故障原因不易确定或检查时间过长时 但是为了保证电气设备的利用率 可转换同一相性能良好的元器件实验 以证 实故障是否由此电器引起 运用转换元件法检查时应注意 当把原电器拆下后 要认真检查是否已经 损坏 只有肯定是由于该电器本身因素造成损坏时 才能换上新电器 以免新 换元件再次损坏 3 逐步开路 或接入 法 多支路并联且控制较复杂的电路短路或接 地时 一般有明显的外部表现 如冒烟 有火花等 电动机内部或带有护罩的 电路短路 接地时 除熔断器熔断外 不易发现其他外部现象 这种情况可采 用逐步开路 或接入 法检查 逐步开路法 遇到难以检查的短路或接地故障 可重新更换熔体 把多支 路交联电路 一路一路逐步或重点地从电路中断开 然后通电试验 若熔断器 一再熔断 故障就在刚刚断开的这条电路上 然后再将这条支路分成几段 逐 段地接入电路 当接入某段电路时熔断器又熔断 故障就在这段电路及某电器 山东劳动职业技术学院 2007 级电气工程专业毕业论文 9 元件上 这种方法简单 但容易把损坏不严重的电器元件彻底烧毁 逐步接入法 电路出现短路或接地故障时 换上新熔断器逐步或重点地将 各支路一条一条的接入电源 重新试验 当接到某段时熔断器又熔断 故障就 在刚刚接入的这条电路及其所包含的电器元件上 5 强迫闭合法 在排队电器故障时 经过直观检查后没有找到故障点而手下也没有适当的 仪表进行测量 可用一绝缘棒将有关继电器 接触器 电磁铁等用外力强行按 下 使其常开触点闭合 然后观察电器部分或机械部分出现的各种现象 如电 动机从不转到转动 设备相应的部分从不动到正常运行等 6 短接法 设备电路或电器的故障大致归纳为短路 过载 断路 接地 接线错误 电器的电磁及机械部分故障等六类 诸类故障中出现较多的为断路故障 它包 括导线断路 虚连 松动 触点接触不良 虚焊 假焊 熔断器熔断等 对这 类故障除用电阻法 电压法检查外 还有一种更为简单可靠的方法 就是短接 法 方法是用一根良好绝缘的导线 将所怀疑的断路部位短路接起来 如短接 到某处 电路工作恢复正常 说明该处断路 具体操作可分为局部短接法和长 短接法 以上几种检查方法 要活学活用 遵守安全操作规章 对于连续烧坏的元器件应查明原因后再进行更换 电压测量时应考虑到导 线的压降 不违反设备电器控制的原则 试车时手不得离开电源开关 并且保 险应使用等量或略小于额定电流 注意测量仪器的挡位的选择 结束语 经过几个月的实习和论文的完成 翻阅了大量的书籍 使我对变压器的生 产和应用有了切身的认识 知道了在做实际工作和课本上理论知识有很大区