电力变压器介绍.ppt

电力变压器简介,2020年5月8日,第1页/共51页,2020年5月8日,2,1变压器的工作原理和结构,目录,2变压器的故障、不正确工作状态及其保护,第一章、变压器工作原理及结构,2020年5月8日,3,2020年5月8日,4,电能,机械能,电能,电动机,变压器,问题：为什么将变压器的原边接到交流电源上，灯泡就会发光呢？,？,2020年5月8日,5,变压器的工作原理和结构,：变压器概述,1定义,变压器是利用电磁感应原理将某一电压的交流电变成频率相同的另一电压的能量变换装置。,2用途,将发电厂的低电压升为高电压，便于传输。,将高电压降为合适的工作电压。,起隔离作用，提高电路的抗干扰性能。,.,问题：远距离输电为什么必须采用高压输电？,2020年5月8日,6,（中间一般要经过45次，甚至是89次变压器的升降压）,2020年5月8日,7,3分类,按用途分：,电力变压器,在电力系统中使用的用于升高电压或降低电压的变压器。,2020年5月8日,8,特种变压器,根据冶金、矿山、化工、交通等部门的具体要求而设计制造的专用变压器。,仪用变压器：用在测量设备中,2020年5月8日,9,电炉变压器专用，给电炉供电）,整流变压器（专用，给直流电力机车供电）,电子变压器：用在电子线路中,2020年5月8日,10,按相数分：,单相变压器,三相变压器,单相变压器,三相变压器,2020年5月8日,11,按线圈分：,双线圈变压器,三线圈变压器,多线圈变压器,按铁芯结构分：,心式变压器,壳式变压器,芯式变压器,Coretypetransformer(心式变压器),Shelltypetransformer(壳式变压器),2020年5月8日,12,按冷却条件分：,油浸式变压器,强迫油循环电力变压器,油浸式变压器铁芯和绕组都一起浸入灌满了变压器油的油箱中，可以加强绝缘和改善冷却散热条件（大容量）干式变压器能满足特殊要求，如安全（小容量变压器）充气式变压器绝缘性能优于油浸式（大容量）SF6,干式变压器,2020年5月8日,13,大型油浸电力变压器,2020年5月8日,14,有载调压变压器,无载调压变压器,(6)按调压方式分：,2020年5月8日,15,：变压器惯例原则,1）在同一条支路内，电压与电流的正方向一致。2）磁通量正方向与电流正方向之间符合右手螺旋关系。3）由交变磁通量产生的感应电动势正方向与该磁通量符合右手螺旋关系，并有的关系。,i2,u1,i1,e1,N1,N2,负载,电源,e2,u2,2020年5月8日,16,1、变压器的工作原理,1）一次和二次绕组完全耦合，即链过一二次绕组的为同一磁通；无漏磁2）铁心损耗等于零；无铁损3）一次和二次绕组的电阻都等于零，铁心磁路的磁阻为零。无阻,无铜损,理想变压器假设：,2020年5月8日,17,一次和二次电压的关系：,两个电势之比:,k:变压器的变比。,瞬时表达式,相位关系：,2020年5月8日,18,一次和二次电流的关系：,两个电流之比:,由于，则,2020年5月8日,19,功率关系和阻抗关系：,阻抗关系：从一次侧看进去的电抗ZL为,由电压和电流关系得功率关系：,2020年5月8日,20,问题：变压器能否对直流电进行变压？,不会。当铁心线圈中通入恒定直流电时，将产生恒定磁场，不会在线圈中感应电势，因此二次侧不会产生感应电势，也不会有电流。,2020年5月8日,21,2、变压器的基本结构,1.铁心由硅钢片叠成或非晶合金制成。,奇数层,偶数层,2.绕组用绝缘圆导线或扁导线绕成。3.其他外壳、油箱、油、油枕、绝缘套管等。,2020年5月8日,22,材料：铁心一般由0.350.5mm厚的彼此绝缘的硅钢片叠装而成。组成铁心柱作用是套装绕组铁轭作用是连接铁心柱，使磁路闭和。铁心的分类心式结构壳式结构,铁心,2020年5月8日,23,绕组,材料在绝缘筒上用绝缘铜线或铝线绕成装配方式同心式交叠式绕组,低压绕组,高压绕组,交叠式绕组,同心式,2020年5月8日,24,三相油浸式电力变压器,2020年5月8日,25,雷电危害的防护一般采用避雷针、避雷器、避雷网、避雷线等装置将雷电直接导入大地。避雷针主要用来保护露天变配电设备、建筑物和构筑物；避雷线主要用来保护电力线路；避雷网和避雷带主要用来保护建筑物；避雷器主要用来保护电力设备。,：避雷器,2020年5月8日,26,2020年5月8日,27,：避雷网和避雷带,鸟巢钢结构为避雷网,楼顶安装避雷带,2020年5月8日,28,：避雷线,2020年5月8日,29,跌落式熔断器（俗语称为鸭嘴型），无限流作用，过电压较低，开断电流时会排出大量气体，响声很大，用于户外。工作原理：熔丝管两端的动触头依靠熔丝(熔体)系紧，将上动触头推入鸭嘴凸出部分后，磷铜片等制成的上静触头顶着上动触头，故而熔丝管牢固地卡在鸭嘴里。当短路电流通过熔丝熔断时，产生电弧，熔丝管内衬的钢纸管在电弧作用下产生大量的气体因熔丝管上端被封死，气体向下端喷出，吹灭电弧。由于熔丝熔断，熔丝管的上下动触头失去熔丝的系紧力，在熔丝管自身重力和上、下静触头弹簧片的作用下，熔丝管迅速跌落，使电路断开，切除故障段线路或者故障设备。,：跌落式保险,2020年5月8日,30,油浸式电力变压器基本结构,储油柜,气体继电器,散热器,吸湿器,温度计,净油器,分接开关,净油池,铭牌,高压套管,低压套管,变色硅胶,压力释放器,变压器结构图,2020年5月8日,31,引出线装置,高压套管,低压套管,2020年5月8日,32,绝缘套管,绝缘套管由中心导电杆与瓷套组成。导电杆穿过变压器油箱、在油箱内的一端与线圈的端点联接，在外面的一端与外线路联接。低压引线一般用纯瓷套管，高压引线一般用充油或电容式套管。套管外形常做成伞形，电压等级越高、级数愈多。,2020年5月8日,33,大容量变压器冷却装置,大容量变压器多采用强迫油循环风冷式,更大容量的还可采用水冷式,2020年5月8日,34,白色指针实际油温红色指针设定油温,变压器油温度计,2020年5月8日,35,储油柜（油枕）,2020年5月8日,36,分接开关装置,分接开关装置,分接抽头,2020年5月8日,37,吸湿器（呼吸器）,吸湿器内干燥硅胶有白色和蓝色二种，吸入水分后逐渐变为粉红色。在变压器运行中，绝缘油的温度变化时，油枕要发生吸气和排气作用，空气就是通过吸湿器而进出油枕的。吸湿器下端的空气进口处设有油封装置。在容器内部装满硅胶或氯化钙等吸潮剂，用以除去吸入空气中的尘埃和水分，所以吸湿器又叫做空气滤过器。通常把吸湿器安装离地面1.5-2m的高度，以便于检查和维护。,2020年5月8日,38,气体继电器,工作原理,2020年5月8日,39,气体继电器工作原理,2020年5月8日,40,轻瓦斯信号,跳闸开关重瓦斯信号,接储油柜,变压器油,放气孔,空气,开口杯、干簧弹簧,挡板、弹簧、干簧触点,当变压器内部故障轻微时，排出的气体缓慢地上升而进入继电器,使油面下降,开口杯产生的支点为轴逆时针方向转动，使干簧触点接通,发出信号。当变压器内部故障严重时，产生强烈的气体,使变压器内部压力突增，产生很大的油流向油枕方向冲击，因油流冲击档板，档板克服弹簧的阻力，带动磁铁向干簧触点方向移动，使干簧触点接通，作用于跳闸。,3、变压器的铭牌数据,每台变压器都有一铭牌，上面标注着型号、额定值及其它数据，便于用户了解变压器的运行性能。,电力变压器产品型号SL7315/10产品编号额定容量315kVA使用条件户外式额定电压10000/400V冷却条件ONAN额定电流18.2/454.7A短路电压4%额定频率50Hz器身吊重765kg相数三相油重380kg联接组别Yyn0总重1525kg制造厂生产日期图电力变压器铭牌示意图,2020年5月8日,41,变压器的型号,设计序号,高压边额定电压（KV）,额定容量（KVA）,铝线,三相,SL731510,我国生产的各种变压器系列产品有：SL7、S9、S11、SC11等。其中SC11型为环氧树脂浇注干式变压器。,2020年5月8日,42,2020年5月8日,43,第二章、变压器的故障、不正常工作状态及其保护方式,2020年5月8日,44,1、变压器故障,1.1油箱内部故障,各相绕组之间的相间短路,单相绕组的匝间短路,1.2油箱外部故障,引出线的相间短路,绝缘套管闪络或破坏、引出线通过外壳发生的单项接地短路,2020年5月8日,45,2、变压器的不正常工作状态,大容量变压器的过励磁故障,外部相间短路引起的过电流,负荷超过额定容量引起的过负荷,漏油等原因引起的油面降低,外部接地短路引起的过电流和中性点过电压,绕组及其引出线的相间短路和在中性点直接接地或经小电阻接地侧的接地短路；绕组的匝间短路,2020年5月8日,46,对于变压器本身和各侧引线、套管的故障，为了限制故障扩大，通常采用电流速断、差动及重瓦斯保护，快速将变压器的电源切断。对于与变压器连接的母线或接于此母线的引出线路故障，而其相应保护不能切除故障时，应通过较短时限的过电流保护，将与故障有连系的变压器的断路器断开，以停止故障电流流过变压器。过负荷引起的过电流，一般是短时的(如电动机自起动、电气火车和起重机引起的过负荷冲击等)，对于较长时间的过负荷(如断开并联运行的变压器)，运行人员有充足的时间处理(可切除不重要的用户或过负荷的变压器)，因此不必装设断开变压器的保护，而仅装设过负荷信号，提请运行人员采取相应措施即可。,2020年5月8日,47,3.1主保护,重瓦斯保护。防御变压器油箱内部各种短路故障,纵差动保护或电流速断保护。防御变压器绕组、套管及引出线上的故障,上述保护动作后，均应跳开变压器各侧的断路器,3、变压器应装设的保护,2020年5月8日,48,过电流保护,低电压起动的过电流保护（变压器内部故障时，其主保护拒动；保护装置二次回路故障引起保护误动作）,3.2外部相间短路的后备保护,复合电压起动的过电流保护（其功能是解决系统在最大或最小运行方式下线路终端两相短路（负序闭锁）或三相短路（低电压闭锁）时，故障电流达不到速断整定值，过流延时时间又太长的矛盾引入复合电压回路，来降低过流的动作值。）注：（低电压起动的过电流保护与复合电压起动的过电流保护区别：复合电压起动的过电流保护主要对不对称短路引起的过电压有较好的灵敏度）