变压器铭牌标示参数的含义

精品文档 1欢迎下载 变压器铭牌标示参数的含义变压器铭牌标示参数的含义 发表时间 2010 4 16 来源 魅力中国 2010 年第 2 期供稿 导读导读 在变压器测试中还有短路阻抗比的测试 短路阻抗比以阻抗电压与额定电压之比的百分数来表示在变压器测试中还有短路阻抗比的测试 短路阻抗比以阻抗电压与额定电压之比的百分数来表示 李红权 国家广电总局 831 台 河南 郑州 450000 摘要 通过对一台电源变压器铭牌标示的参数说明 详细阐述了变压器型号表示方法 环保特性等级 联结组 标号表示方法 绝缘水平与绝缘等级等参数的测量方法和含义 关键词 变压器 铭牌 参数 联结图 中图分类号 TM4 文献标识码 A 文章编号 1673 0992 2010 02 004 02 变压器是一种静止的电器设备 它利用电磁感应原理将一种电压等级的交流电能转变为另一种电压等 级的交流电能 同时完成电路中电流大小和阻抗的转换 一般由铁芯 绕组 绝缘 分接开关以及冷却装置等 组成 不同类型的变压器均有相应的技术要求 用铭牌的形式表示出来 按照国家标准 电力变压器铭牌通常 标示的项目有变压器的相数 额定容量 额定频率 各绕组额定电压 各绕组额定电流 联结组标号 绕组联 结示意图 冷却方式 使用条件 总重量等 为能更好的说明变压器铭牌标示 现以一台 10KV 197V 电源变 压器铭牌为例 对变压器铭牌标示的技术参数进行说明 1 电力变压器型号表示方法 通常电力变压器型号表示中包含有绕组耦合方式 相数 冷却方式 调压方式 防护方式标示 额定容量 高压绕组额定电压等级等 变压器额定电压指的是高压侧的额定线电压有效值 额定容量指的是在变压器铭牌 所规定的额定状态下 变压器二次侧的输出能力 变压器的额定电流为通过绕组线端的电流 即线电流的有效 值 变压器按相数分单相和三相两种 分接开关指变换分接以进行调压所采用的开关 无励磁调压和有载调 压都是指的变压器分接开关调压方式 变压器二次不带负载 一次也与电网断开 无电源励磁 的调压 称为 无励磁调压 带负载进行变换绕组分接的调压 称为有载调压 无励磁调压一般用于对电压要求不是很严格而 不需要经常调档的变压器 而有载调压一般用于对电压要求严格经常调档的变压器 在变压器测试中还有短路阻抗比的测试 短路阻抗比以阻抗电压与额定电压之比的百分数来表示 阻抗电 压是指变压器二次侧短路 一次侧施加电压使其电流达到额定值时所施加的电压称为阻抗电压 短路阻抗比是 变压器损耗大小的一种表示 IP00 为干式变压器的一种防护方式 根据使用环境特征及防护要求 干式变压器可选择不同的外壳 IP00 是无防护外壳 一般干式变压器的室内防护等级是 IP20 IP20 防护外壳 可防止直径大于 12mm 的固体 异物及鼠 蛇 猫 雀等小动物的进入 避免造成短路停电等恶性故障 为带电部分提供安全屏障 干式变压器冷却方式分为自然空气冷却 AN 和强迫空气冷却 AF 自然空冷时 变压器可在额定容量下长 期连续运行 强迫风冷时 变压器输出容量可提高 50 适用于断续过负荷运行 或应急事故过负荷运行 精品文档 2欢迎下载 2 阻燃 环境 耐候的含义 铭牌中的阻燃 环境 耐候 F1 E2 C2 其表示的是一种以欧洲标准 HD464 为基础的环保特性认证 其 中包括有耐气候 C0 C1 C2 耐环境 E0 E1 E2 及耐火 F0 F1 F2 不同等级试验等 C2 试验为一种等 级的耐气候试验 Climatic Test 即将变压器放置在一个 690m3 的实验室里 实验室的温度在 8 小时内从 25 降低至 25 在 25 的温度下保持 12 小时后 对变压器二次侧施加 2 倍的额定电流 使变压器温度迅 速上升至 165 170 使变压器上的冰霜全部化为水珠及水蒸气 2 小时后温度降至 25 进行例如裂缝或 裂隙等外观检查 若无异常 则进行绝缘实验 即对变压器施加 75 的额定工频 感应实验电压 测量局部放 电水平 施加电压过程中若无点弧或击穿现象发生 即通过 C2 级绝缘实验 E2 试验即适应环境能力试验 Environment Test 欧洲独立实验室 CESI 通过的 适应环境能力试验 分为 E1 和 E2 两种 期刊文章分类查询 尽在期刊图书馆 其中 E1 为冷凝实验 即将变压器放置于一个 150m3 的密闭室内 通过喷嘴喷入导电率为 0 1 0 3s m 的盐水 雾化气体 将试验室内的湿度保持在 93 以上 放置时间不得小于 6 小时 即为冷凝试验 此后在 5 分钟内 对变压器施加 1 1 倍额定电压 3 次 每次 5 分钟 间隔 5 分钟 施加电压过程中若无电弧产生 无严重的损坏 迹象 变压器无异常 测量局部放电水平不大于 10pC 即通过 E1 级 E2 为渗透试验 通过 E1 级 6 小时冷凝 试验后 即进行第二阶段的试验 保存室内温度为 50 3 相对湿度为 90 5 盐水雾化气体 的导电率为 0 5 1 5S m 持续 144 个小时 两个阶段共 150 小时 在这近一周的时间内带有导电率很高的 水雾已经渗透了变压器的各个部位 所以这一阶段又称为水分渗透试验 在此情况下或在正常环境中存放 3 小 时 对变压器施加 75 的额定工频 感应试验电压 测量局部放电水平 在施加电压过程中若无电弧或击穿 现象发生即通过 E2 级试验 F1 试验为耐火试验 Fire Behavior Test 欧洲独立实验室 CESI 通过的 F1 适应环境能力试验 即将变压器放置在试验箱里 距线圈 175mm 处放置一个 24KW 温度为 750 的电热板 同时在线圈后面放置一个半圆柱形金属屏 距线圈底部 40mm 处放置一个酒精盘 盛放可燃烧 20 分钟的酒精 点燃酒精 电热板通电 两者同时作用于线圈 20 分钟后酒精火焰熄灭 发热板继续通电 40 分钟后电热板 断电 火焰自动熄灭 整个试验过程为 60 分钟 在此过程中每隔 2 分钟记录一次温度 烟雾透明度 空气进 口的气体流量 并检测有无氯化氢 氰化氢 溴化氢 氟化氢 二氧化硫与甲醛等腐蚀性及有毒气体以及描述 燃烧情况 若均满足要求 则通过 F1 耐火试验 3 变压器的联结组 变压器同侧绕组是按一定形式联结的 IEC 在标准中规定了变压器绕组联接组的最新表示方法 即三相变 压器或组成三相变压器组的单相变压器的同一电压等级的相绕组 连接成星形 三角形 曲折形时对于高压绕 组则分别用 Y D Z 表示 对于中 低压绕组则分别用小写字母 y d z 表示 如果是星形或曲折形联结有中 性点引出时 则分别用 YN 或 ZN yn 或 zn 表示 变压器按高压 低压绕组联结的顺序组合起来就是绕组的联 精品文档 3欢迎下载 结组 联结组标号 Dy11 表示是变压器初次级联结形式 三相变压器的联结组标号是按钟面定则确定的 以高压 侧线电压 或相电压 相量作为分钟并固定于 12 点位置不动 低压侧线电压 或相电压 向量作为时针旋转 每旋转 30 为一个钟点累计 绕组间的电压相位移 以高压绕组的电压矢量作为原始位置 用时钟的时序数来 表示 常用的 12 点钟相位移用 0 表示 11 点钟用 11 表示 分别写在中 低压绕组代号之后 如哈里斯 DX 型 发射机主整变压器的联结组标号为 Dy11 其采用的是延长型 组态 来减小电源频率的五次和七次谐波产生 的线电流失真 变压器给出的联结图标号为 Dy11 要确定其绕组的联结图 先画出一次侧绕组的联结图 接 法 A B C 画出变压器联结组标号判定图如图 2 所示 在判定图上与 UA 相差 11 点的 UAB 旁边标上二次测的 Ua UA 与 Ua 相差 11 点 即二次测的 Ua 与 UAB 同相 根据 Ua 在判定图中的位置 顺时针转 120 为 Ub 找 出与 Ub 同相位的是一次测的 UBC 同理 与 Uc 同相位的是 UCA 画出绕组联结图 如图 3 所示 4 变压器的绝缘强度与绝缘等级 变压器的绝缘强度也称绝缘水平 是设备及其绝缘部分相配合的水平 即耐受电压值 绝缘强度试验能够 有效地发现设备内部明显的缺陷 对保证设备安全运行起到关键作用 绝缘强度用其能承受规定条件下的一组 试验电压值表示 分别是雷电冲击耐受电压 短时工频耐受电压和操作冲击耐受电压用 LI SI 和 AC 表示 变 压器的绝缘强度是按高压 中压 低压绕组的顺序列出耐受电压值来表示 冲击水平在前 的 其间用斜线分 隔开 变压器运行时 其绕组和铁芯产生的损耗转变成热量 一部分被变压器各部件吸收使温度升高 另一部分 则散发到介质中 绝缘等级是用电设备在一些条件下能忍受的最高的可以保持绝缘的温度等级 不同的绝缘等 级是判断绝缘材料好坏 设备绝缘性能好坏的标准 变压器的绝缘等级是指其所用绝缘材料的耐热等级 分 A E B F H 级 希望通过此文能有助于大家读懂变压器铭牌 给维护人员一些帮助 附图 参考文献 1 电工进网作业许可考试参考教材 压器中 UK 是指 变压器的短路阻抗 变压器发生突然短路故障时 在变压器绕组内流过很大的短路电流 在与漏磁场的互相作用 下 产生很大的电动力 并由于电流比较大绕组的温度上升很快 在高温下 绕组导线机械强度 下降 若变压器抗短路强度不够 尽管这种暂态持续时间很短 变压器也会遭到损坏 而随着我 国电网容量日益增大 短路容量亦随之增大 因此保证变压器抗短路能力就显得特别重要 近年 来 由于变压器结构上承受不了短路冲击而损坏变压器比较多 减少这方面的损坏事故重点应从 设计出发来保证变压器抗短路冲击的能力 因此 要求制造厂提供抗短路能力计算报告 广州地区 800 至 1000KVA 变压器 UK 6 630KVA 及以下变压器 UK 4 5 要确定 315KVA 的变压 器的 UK 是多少 最好问当地的供电部门 精品文档 4欢迎下载 表 3 S9 系列变压器技术参数 电压组合外形尺寸 mm 重量 kg 型号 额定 容量 kVA 高压 kV 高 压 分 接 范 围 低压 kV 联结 组标 号 空载 损耗 kW 空 载 电 流 负载 损耗 75 kW 阻抗 电压 75 长宽高油 总重 轨距 mm S9 30 10300 13 2 1 0 601065 730 1135 70 295 400 400 S9 50 10500 17 2 0 0 871105 745 1185 85 390 S9 80 10800 25 1 8 1 251125 755 1285 100 510 S9 100 101000 29 1 6 1 501130 815 1320 110 550 400 450 S9 125 101250 34 1 5 1 801285 825 1380 125 660 400 550 S9 160 101600 40 1 4 2 201230 840 1425 140 760 S9 200 102000 48 1 3 2 601360 855 1450 160 900 550 550 S9 250 102500 56 1 2 3 051410 915 1510 195 1090 S9 315 103150 67 1 1 3 651425 1050 1535 215 1235 550 650 S9 400 104000 80 1 0 4 301540 1120 1610 280 1510 550 750 S9 500 105000 96 1 0 5 15 4 1595 1280 1670 305 1740 660 750 S9 630 106301 20 0 9 6 201955 1325 1885 410 2185 660 850 S9 800 108001 40 0 8 7 501975 1335 1960 450 2550 S9 1000 10 10001 70 0 7 10 302000 1340 2015 525 2910 S9 1250 10 12501 95 0 6 12 002065 1350 2075 605 3460 820 850 S9 1600 10 1600 6 6 3 10 5 0 4 Y yn0 2 40 0 6 14 50 4 5 2130 1375 2135 665 4020 820 900 三 特殊设计 虽然标准的油浸式电力变压器已能满足大多数用户的要求 但是对于某些特殊的应用领域与使用条件仍需我们进行特殊设计 四 技术规范 1 标准 GB1094 1 2 1996 GB1094 3 85 GB1094 4 1996 GB T6451 95 IEC76 2 容量范围 630 31500kVA 3 电压等级 635kV 及以下 精品文档 5欢迎下载 4 频率 相数 50Hz 三相 亦可提供 60Hz 或其它特殊规格变压器 5 分接范围 5 2 2 5 3 2 5 4 2 5 或按用户要求 6 联结组标号 Y yn0 Y d11 YN d11 或按用户要求 7 阻抗电压标准阻抗 见性能参数表 8 使用环境 最高气温 40 最高日平均气温 30 最高年平均气温 20 最低气温 25 户外使用 最低气温 5 户内使用 海拔不 超过 1000M 亦可提拱特殊使用环境下运行的变压器 9 绝缘水平 工频耐压 10kV 级 35kV 35kV 级 85kV 冲击电压 10kV 级 75kV 35kV 级 125kV 五 试验 变压器出厂前都要根据国家标准 GB1094 电力变压器 和 GB T6451 三相油浸式电力变压器技术参数和要求 做严格的检测和 试验 表 4 试验项目 序号 试验项目出厂试验型式试验特殊试验 1 绕组直流电阻测定 2 电压比试验和电压矢量关系的校定 3 阻抗电压 主分接 和负载损耗 4 空载损耗及空载电流测量 5 外施耐压试验 6 感应耐压试验 7 绝缘特性试验 8 变压器油试验 9 雷电冲击试验 10 温升试验 11 油箱机械强度试验 12 短路试验 我提供转贴我朋友在所内网站的资料给你们看看吧 他写的很详细了 电力系统要把电能从发电站送到用户 至少要经过 4 级变压器方可输送电能到低压用电设备 虽然变压器本身效率很高 但因其数量多 容量大 总损耗仍很大 据估计 我国 变压器的总损耗占系统总发电量的 左右 如损耗每降低 每年可节约上百亿度电 因此降低变压器 损耗是势在必行的节能措施 精品文档 6欢迎下载 1 变压器损耗计算公式 有功损耗 无功损耗 综合功率损耗 式中 空载无功损耗 空载损耗 额定负载损耗 变压器额定容量 变压器空载电流百分比 短路电压百分比 平均负载系数 负载波动损耗系数 额定负载漏磁功率 无功经济当量 上式计算时各参数的选择条件 取 对城市电网和工业企业电网的 降压变压器取系统最小负荷时 其无功当量 变压器平均负载系数 对于农用变压器可取 对于工业企业 实行三班制 可取 变压器运行小时数 最大负载损耗小时数 变压器空载损耗 额定负载损耗 见产品资料所示 2 变压器损耗的特征 空载损耗 主要是铁损 包括磁滞损耗和涡流损耗 磁滞损耗与频率成正比 与最大磁通密度的磁滞系数的次方成正比 涡流损耗与频率 最大磁通密度 矽钢片的厚度三者的积成正比 C 负载损耗 主要是负载电流通过绕组时在电阻上的损耗 一般称铜损 其大小随负载电流而变化 与 负载电流的平方成正比 并用标准线圈温度换算值来表示 负载损耗还受变压器温度的影响 同时负载电流引起的漏磁通会在绕组内产生涡流损耗 并在绕组外的金属部 分产生杂散损耗 变压器的全损耗 C 变压器的损耗比 C 变压器的效率 以百分比表示 其中 为变压器二次侧输出功率 3 变压器节能技术推广 精品文档 7欢迎下载 1 推广使用低损耗变压器 铁芯损耗的控制 变压器损耗中的空载损耗 即铁损 主要发生在变压器铁芯叠片内 主要是因交变的磁力线通过铁芯产生磁滞 及涡流而带来的损耗 最早用于变压器铁芯的材料是易于磁化和退磁的软熟铁 为了克服磁回路中由周期性磁化所产生的磁阻损失和 铁芯由于受交变磁通切割而产生的涡流 变压器铁芯是由铁线束制成 而不是由整块铁构成 年左右 经研究发现在铁中加入少量的硅或铝可大大降低磁路损耗 增大导磁率 且使电阻率增大 涡流损耗降低 经多次改进 用 厚的硅钢片来代替铁线制作变压器铁芯 近年来世界各国都在积极研究生产节能材料 变压器的铁芯材料已发展到现在最新的节能材料 非晶态磁性 材料如 非晶合金铁芯变压器便应运而生 使用 制作的变压器 其铁损仅为硅钢变 压器的 铁损大幅度降低 2 变压器系列的节能效果 上述非晶合金铁芯变压器 具有低噪音 低损耗等特点 其空载损耗仅为常规产品的 且全密封免维护 运行费用极低 我国 系列变压器是 年后推出的变压器 其效率较 系列的变压器高 其负载损耗也较高 年代中期又设计生产出 系列变压器 其价格较 系列平均高出 空载损耗较 系列平均降 低 负载损耗平均降低 并且国家已明令在 年底前淘汰 系列 推广应用 系列 S11 是目前推广应用的低损耗变压器 S11 型变压器卷铁心改变了传统的叠片式铁心结构 硅钢片连续卷制 铁心无接缝 大大减少了磁阻 空载电流减少了 60 80 提高了功率因数 降低了电网线损 改善了电网 的供电品质 连续卷绕充分利用了硅钢片的取向性 空载损耗降低 20 35 运行时的噪音水平降低到 30 45dB 保护了环境 非晶合金铁心的 S11 系列配电变压器系列的空载损耗较 系列降低 左右 但其价格仅比 系列平均 高出 其负载损耗与 系列变压器相等 2 选择与负载曲线相匹配的变压器 案例分析 配电变压器的容量选择 A 按变压器效率最高时的负荷率 M 来选择容量 当建筑物的计算负荷确定后 配电变压器的总装机容量为 S Pjs b cos 2 KVA 1 式中 Pjs 建筑物的有功计算负荷 KW cos 2 补偿后的平均功率因数 不小于 0 9 b 变压器的负荷率 精品文档 8欢迎下载 因此 变压器容量的最终确定就在于选定变压器的负荷率 b 我们知道 当变压器的负荷率为 b m 1 R 1 2 时效率最高 2 R PKH Po 即变压器损耗比 式中 Po 变压器的空载损耗 PKH 变压器的额定负载损耗 或称铜损 短路损耗 以国产 SGL 型电力变压器为例 其最佳负荷率计算如下 表 国产 SGL 型电力变压器最佳负荷率 m 容量 千伏安 500 630 800 1000 1250 1600 空载损耗 瓦 1850 2100 2400 2800 3350 3950 负载损耗 瓦 4850 5650 7500 9200 11000 13300 损耗比 R 2 62 2 69 3 13 3 20 3 28 3 37 精品文档 9欢迎下载 最佳负荷率 m 61 8 61 0 56 6 55 2 55 2 54 5 由表可见 如果以 m 来计算变压器容量 必将造成容量过大 使用户初期投资大量增加 其原因 Pjs 是 30 分钟平均最大负荷 P30 的统计值 例如民用建筑的用电大部分时间实际负荷均小于计算负荷 Pjs 如果按 m 计算变压器容量则不可能使变压器运行在最高效率 m 上 这样不仅不能节约电能且运行在低 值上 则消耗 更多的电能 因此按变压器的最佳负荷率 m 来计算变压器的容量是不合理的 B 按变压器的年有功电能损耗率最小时的节能负荷率 j 计算容量 由于实际负荷总在变化 无法精确计算出变压器的电能损耗 然而对于某类电力用户 它的最大负荷利用小时 数 最大负荷损耗小时数可依据同类用户统计数据来近似计算 变压器的年有功电能损耗可按下式估算 Wb PoTb PKH Sjs S2e PoTb PKH 3 式中 计算负荷率 等于变压器的计算视在容量 Sjs 与额定容量 Seb 之比 Tb 变压器年投运时间 年最大负荷损耗时间 可由年最大负荷利用时数 T m 查 Tm 关系曲线 用户电力负荷消耗的年有功能为 W Sebcos Tm 4 则变压器的年有功电能消耗率为 W Wb W PoTb PKH Sebcos Tm 5 令 d W d 0 求出变压器年有功电能损耗率最小时的节能负荷率 j j PoTb PKH 1 2 Tb 1 2 M 6 即配电变压器按照节能负荷率 j 计算容量时 其年有功电能损耗率最小 由式 6 可见 变压器的节能负荷率与年最大负荷损耗时间有关 越低 j 越高 然而由于 Tm 值及 Tm 值所对 精品文档 10欢迎下载 应的 值 对于高层民用建筑还没有这方面的统计资料 可参考工业企业的类似资料 Tb 按 7500h 而根据高 层民用建筑的不同功能 值在 2300 4500 范围内选取 因此 j 1 3 1 8 M 从表 1 干式变压器的最佳负 荷率 M 值 可求出节能负荷率 j 对于高层写字楼 由于五天工作制 且晚上下班后的其余时间均处于轻载 其电力负荷的运行特点 相当于工 业企业的单班制生产 变压器的节能负荷率 j 0 85 0 98 对于高层宾馆及高层建筑中以商业为主的大厦 其相当于工业企业的两班制生产 变压器的节能负荷率 j 0 71 0 85 由此可见 按节能负荷率计算变压器的容量 要小于按最佳负荷率所计算的变压器的容量 这样不但年电能损 耗小且一次性投资省 C 按变压器的经济负荷率计算容量 上节分析可知按年有功电能损耗率最小时的节能负荷率 j 计算变压器的容量有利于节省初投资 然而相当于 二班制运行特点的高层建筑中的配电变压器 按 j 计算出的容量还是偏大 必将增加用户的一次性投资 如何能做到既能节省一次性投资 又能使电能损耗小 或者说能否做到初投资省和电耗小这对矛盾在变压器运 行在负荷率的某一区域内获得相对统一 下面我们