电力变压器ppt课件

第五章电力变压器、第一节概要第一、电力变压器的用途和分类、第一、功能类别：电力变压器分为功能类别、升压变压器和降压变压器两种。 工厂变电站都采用降压变压器。 终端变电站的降压变压器也称为配电变压器。 1、电力变压器按容量系列分为R8容量系列和R10容量两种。 R8容量系列指的是容量等级以8R8=101.33的倍数递减。 在我国，旧变压器的容量等级采用了100、135、180、240、560、750、1000kVA等系列。 R10电容系列指的是电容电平以10R10=101.26的倍数递减。 R10系列的容量等级比较密，容易合理选择，这是国际电工委员会(IEC )推荐的，我国的新变压器容量等级都采用该系列，如100、125、160、200、250、315、400、500、630 2、电力变压器为相数分钟，有三相变压器和单相变压器。 工厂变电站一般使用三相变压器。 电力变压器分为结构形式，有铁心式变压器和铁壳式变压器。 如果绕组缠绕在铁心的外周，成为铁心式变压器的铁心被绕组的周围包围的话，就是铁壳式变压器。 电力变压器根据调压方式，分为有无负载调压和有无负载调压变压器两种。 用户(变电站)多采用无负载调压变压器。 电力变压器分为绕组形式，分为双重绕组变压器、三重绕组变压器和自耦合变压器三种。 用户(变电站)多采用双绕组变压器。 电力变压器根据冷却介质分为干式和油浸式变压器两种。 油浸式变压器分为油浸自冷式、油浸空冷式和强制油循环空冷(或水冷)式三种。 一般工厂变电站多采用油浸自冷式或油浸风冷式变压器。 电力变压器根据其线圈导体的材质，有铜线圈和铝线圈两种。 3、2、电力变压器的结构电力变压器从结构上看，铁心和绕组是变压器的两个主要部分。 图5-1表示一般的三相油浸式三相电力变压器的结构图。 以下介绍变压器的几个主要部分的结构。4、1-信号温度计2-铭牌3-吸湿器4-油枕(罐)5-油位指示器(油标记) 6-防爆管7-气体继电器8-高压套筒9-低压套筒10-分接开关11-罐12-铁心13-绕组及绝缘14-排水阀15-小车16-接地端子，5，6， 1-连接管2-螺钉3-凸缘4-玻璃管5-硅6-螺钉7-底座8-底盖9-变压器油、3 .吸湿器、7，10 .抽头开关、变压器调压是在有变压器的线圈上设置抽头，如果切换抽头，则减少一部分线圈绕组的匝数比变化，电压比也变化，输出电压变化，达到了调整电压的目的。 8、6 .防爆管，1-储油箱2-连接小管3-防爆管4-箱，9、1 .温度计，10、8、9 .高、低压套管，绝缘套管是油浸式电力变压器外壳以外的主要绝缘装置，变压器绕组的引出线通过绝缘套管(1)铁芯是变压器的磁路，变压器的机械骨架，由铁芯柱和磁轭两部分组成。 在铁心柱上设置绕组，铁轭将整个铁心设为闭合回路。 运转时变压器的铁心必须可靠地接地。 (2)绕组的绕组是变压器的电路部分。 为了保证变压器的充分使用年限，对绕组的电气性能、耐热性能和机械强度要求很高。 一般的配电变压器多采用同心式绕组。同心式绕组的原、副绕组缠绕成直径不同的两个圆筒形，低压绕组向内侧靠近铁心，高压绕组缠绕在外侧，同心式绕组的结构如图5-3所示。 由于这种绕组结构简单、制造容易，所以在工厂(变电站)的应用非常广泛。12、图5-2层叠的层叠铁心1-磁轭2-铁心柱，图5-3的同心式绕组的结构(a )单相变压器(b )三相变压器1-低压绕组2-高压绕组3-铁，13、(3)绝缘变压器的绝缘部分分为外部绝缘和内部绝缘. 所谓外部绝缘，是罐外部的绝缘，主要包括从高低压绕组引出的瓷器绝缘套管和气隙绝缘在内的内部绝缘，主要有绕组绝缘和内部导线绝缘等。 (4)油箱及其他附属油箱用钢板焊接，油浸变压器的器体(如图5-4所示)装在装满变压器油的油箱中。 变压器油既是绝缘介质，也是冷却介质。 为了使变压器油保持比较长、良好的绝缘状态，变压器的油箱上安装了圆筒形的油枕，油枕通过连通管与油箱连通，油枕中的油面高度随着变压器油的热膨胀而变化。 因此，减少变压器油与空气的接触面积，减少油的氧化和水分的侵入，变压器的器件结构，图5-4三相心式变压器器件结构，15、3，电力变压器的铭牌和额定，变压器的铭牌数据是制造厂变压器正常工作时的使用规定。 变压器的额定值显示在铭牌上，变压器在额定状态下运行称为额定运行。 电力变压器的铭牌主要记载了变压器形式、额定视在功率、额定电压、额定电流、频率、相数、接线图和连接组、阻抗电压、冷却方式等。 介绍电力变压器的型号和额定值。 16、1 .电力变压器的形式电力变压器的形式表示和意义如下。 由于电力变压器的效率极高，所以一次、二次侧容量被规定得相同。 (2)额定电压高压(一次)侧额定电压是指变压器无负载时与变压器的额定抽头对应的电压，单位为kV。 二次侧额定电压是指对一次侧施加额定电压时的二次侧的无负载电压值。 在三相电力变压器中，额定电压是指线间电压。 (3)根据额定电流变压器的额定容量和额定电压计算出的电流称为变压器的额定电流，单位为a。 在三相电力变压器中，额定电流指线电流。 另外，额定运转时，变压器的频率、效率、温度上升是额定的。18、4、电力变压器连接组、三相变压器中，一次线圈的始端为a、b、c，终端为x、y、z，二次线圈的始端为a、b、c，终端为x、y、z。 变压器的耦合组是指变压器一、二次线圈采用不同的耦合方式形成与变压器一、二次侧对应的线间电压的不同相位关系，在此仅介绍几个常用的耦合组。 1 .变压器y、yn0耦合组在图5-5中示出了变压器y、yn0耦合组。 该一次线电压和对应的二次线电压的相位关系与零点(12点)处的钟表上的分针和时针的相关关系相同，图中的“”表示“同名端”。 19、图5-5变压器y、yn0耦合组(a )一、二次绕组接线(b )一、二次电压相量(c )钟表表示，20，2 .变压器d，yn11耦合组在图5-6中表示变压器d，yn11耦合组。 其一次线电压和对应的二次线电压的相位关系与11点钟钟表上的分针和时针的相互关系相同。3y、yn0和d、yn11的连接组的优点和缺点的比较d、采用yn11的连接组的变压器，由于其3n次(n是正整数)高次谐波励磁电流在三角形接线中的一次线圈内形成环流的原因，比采用y、yn0的连接组的变压器更有利于抑制高次谐波电流的d， 由于采用yn11连接组的变压器零相阻抗比采用y，所以yn0连接组的变压器非常小，次级侧单相接地电流变得相当大，d、yn11连接组的变压器有利于低压侧单相接地保护工作。21、图5-6变压器d，yn11连接组(a )一、二次线圈接线； (b )另一方面，二次电压相量(c )钟表显示，采用了22、Dyn11Yyn0调节器的中性线的允许电流非常大。 因此，采用d、yn11连接组的变压器比采用y、yn0连接组的变压器承受单相不平衡负载的能力大得多。 由于采用y、yn0连接组的变压器的初级线圈的绝缘强度要求比采用d、yn11连接组的变压器低，因此制造成本也比采用d、yn11连接组的变压器低。 但是，在TN、TT系统中中性线电流不超过绕组额定电流的25%时，可以选择采用y、yn0耦合组的变压器。 23、4 .变压器y、d11结合组，图5-7是变压器y、d11结合组。 从图中可以看到，y、d11连接组两侧的线间电压相位差330。 把三个绕组连接成三角形时，要特别注意绕组的极性。 如果一个绕组极性错误或错误，在闭合的三角形电路中，三相总电动势不为零，两倍的相电动势在绕组内产生大电流，引起重大事故，要注意烧毁变压器。24、图5-7变压器y、d11耦合组(a )一、二次绕组接线； (b )一、二次电压相量(c )时钟显示，25，第二节变电站主变压器台数和容量的选择，一、变电站主变压器台数的选择1 .现场变电站主变压器台数的选择对一般生产现场，尽可能设置变压器。 工厂一、二级负载所占的比重较大时，必须由两个电源供电时，必须设置两台变压器，此变电站与相邻现场变电站之间的连接线全部存在时，也可以只设置一台变压器。 现场负载昼夜变化大时，或从独立的现场变电站同时向几个负载曲线差异大的现场供电时，选择一个变压器在技术、经济上明显不合理时，必须设置两个变压器。26、2 .工厂总降压变电站变压器台数的选择工厂负荷大部分属于三级负荷，其少量的一、二级负荷能从邻近工厂获得低压侧备用电源(610kV )时，可设置变压器。 工厂一、二次负荷所占的比重大时，必须安装两台变压器。 两台变压器之间相互备用，一个变压器发生故障或检查时，另一个变压器可以负责向所有一、二级负载供电。 特殊情况下可以设置两台以上的变压器。 例如，分期建设的大型工厂，变电站的数量和变压器的台数都可以分期建设，因此作为变压器台数可能多的另一个例子，可以在引起电网电压大的变动的设备(电弧炉等)上设置专用的变压器，增加变压器的台数。 变电站只设置一台变压器时，应考虑到其变压器容量有15%25%的馀量，以备发展需要。、27、二、变电站主变压器容量的选择，1 .设置了一台主变压器的变电站变压器容量的选择变压器的额定容量SN.T满足所有电气设备的总计算负载S30的需要，即sn.ts30 (5-1)设置了2.2台主变压器的变电站变压器容量的选择主变化在单独运行任一变压器的情况下，应该满足总计算负载s30的60%70%以上的需求，即，在单独运行sn.t(0.60.7)s30(5-2)中的任一变压器的情况下，应该满足所有的一级负载s30(I ii )的需求这是因为被限制在以往的低压电气设备的切断能力和短路稳定度的要求上，另一方面，为了减少低压配电系统的电力损失和电压损失，也可以考虑使变压器接近现场的负载中心。 目前，中国可以生产断路能力更大、短路稳定度更高的新型低压断路器。 因此，在现场的负载容量大、负载集中、运行合理的情况下，也可以单独选定容量为16002000kVA的电力变压器。 由此，能够减少主变压器的台数、高压开关盘的数量、电缆长度等。 另外，在决定主变压器的容量时，必须适当地考虑负载的发展。 主变压器的台数和容量的最后确定，必须根据变电站最后确定的主布线方案，决定优先。 已知29，例5-1某10/0.4kV变电站，总计算负载为1520kVA，其中一、二级负载为780kVA。 试着选定了变电站主变压器的台数和容量。 解根据主题给出的条件，这个变电站都有一、二级负载，应该选两台主变压器。 因为该变压器每台的容量应同时满足sn.t(0.60.7)s30=0.71650kva，sn.ts30(I ii)=780kva，所以每台主变压器的容量应选择1250kVA。 30、第三节变压器的运行和维护，一、变压器接通运行前的检验变压器的设置完毕，各项交接试验和技术特性试验合格后，进入试验运行的阶段。 这个阶段是变压器开始带电，可能的最大负载连续24小时运转的过程。 变压器进入运行前，应严格进行全面检查，检查项目本体(器体)、冷却装置及所有附件无缺陷，不要渗出油。 车轮的制动装置要牢固。 油漆完全，颜色正确。 变压器的顶盖上不残留垃圾。 事故排油设施必须完整，消防设施必须完整。 31、加油箱、冷却装置、净水器等油系统的加速器，指示正确，不渗油。 接地下线与主接地网的连接必须满足设计要求，接地必须可靠。 在不使用铁心和夹具的配线引出套筒、套筒的接地小套筒及电压引出装置的情况下，其引出端子必须接地，预备变流器的二次端子必须短路接地，套筒的顶部结构的接触和密封必须良好。 油箱和充油套筒的油位正常，套筒要清洁。 抽头的位置要满足运转要求，搭载了调压切换装置的远程操作要切实动作，指示位置要正确。 变压器的相位和线圈的耦合组应满足并联运行要求。 测温装置的指示要正确，整定值要满足要求。冷却装置的试运转正常，联动正确，水冷装置的液压大于水压强制油循环的变压器，必须启动所有的冷却装置，循环4h以上，释放残留的空气，32，2，变压器的运转基准，1 .运转温度和温度上升基准(1)允许运转温度变压器的运转温度一般油浸式电力变压器的绝缘属于a级。 即，浸渍处理过的有机材料，例如纸、木材、棉纱等，其运转允许温度是105。 多年的变压器运行经验证明，变压器绕组温度连续在95下运行，变压器具有合理的寿命(约20年)，因此温度是影响变压器寿命的主要因素。 变压器油温超过85时，油的氧化速度变快，老化变快。 根据实验，油温在85的基础上上升10，氧化速度加倍。 因此，必须严格控制变压器箱内的油的温度。 (2)运转允许温度上升变压器的运转允许温度和周围空气最高温度之差为运转允许温度上升。 空气的最高气温规定为40。 另外，规定最高日平均温度为30，最高年平均温度为20，最低气温为-30。 (3)温度和温度上升关系允许温度=允许温度40(周围空气的最高温度)、34、例5-2某油浸自冷式变压器，在周围空气温度为35时，其上层油温为65。 问这个变压器