电力变压器的维护与保养

1、电力变压器维护与保养子项目一:电力变压器的认识子项目二:电力变压器的运行与维护子项目三:电力变压器的故障分析及处理子项目一电力变压器的认识一、电力变压器的用途变压器是一种常见的电气设备,可用来把某种数值的交变电压变换为同频率的另一数值的交变电压,也可以改变交流电的数值及变换阻抗或改变相位。二、变压器的分类按其用途不同:有电源变压器、电力变压器,调压变压器,仪用互感器,隔离变压器。按结构分为双绕组变压器、三绕组变压器、多绕组变压器及自耦变压器。按铁心结构分为壳式变压器和心式变压器。按相数分为单相变压器、三相变压器和多相变压器。按工作频率范围分为低频变压器、中频变压器、高频变压器变压器的种类虽多,

2、但基本原理和结构是一样的。二、变压器的分类电力变压器按功能分:有升压变压器和降压变压器两大类。工厂变电所都采用降压变压器。终端变电所的降压变压器,也称配电变压器。二、变压器的分类电力变压器按容量系列分:有R8容量系列和R10系列容量两大类。所谓R8容量系列,是指容量等级是按8R8=101.33倍数递增递减的。在我国,旧的变压器容量等级采用此系列,如100、135、180、240、560、750、1000KV·A等。所谓R10容量系列,是指容量等级是按10R10=10101.26倍数递增递减的。R10系列的容量等级较密,便于合理选用,这是国际电工委员会(IEC推荐的,我国新的变压器容量

3、等级均采用此系列,如100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000KV·A等。二、变压器的分类电力变压器按相数分:有三相变压器和单相变压器。在工厂变电所中一般都用三相变压器。电力变压器按结构型式分: 有铁芯式变压器和铁壳式变压器。如果绕组包在铁芯外围,则为铁芯式变压器;如果铁芯包在绕组外围,则为铁壳式变压器。电力变压器按调压方式分: 有无载调压和有载调压变压器两大类。用户(变电所大多采用无载调压变压器。电力变压器按绕组形式分: 有双绕组变压器、三绕组变压器和自耦变压器三大类。用户(变电所大多采用双绕组变压电力变压器按冷却介质分:有干式和油浸式

4、变压器两类。而油浸式变压器又分为油浸自冷式、油浸风冷式和强迫油循环风冷(或水冷式三种类型。一般工厂变电所多采用油浸自冷式或油浸风冷式变压器。电力变压器按其绕组导体材质分:有铜绕组和铝绕组两种类型。三、变压器的工作原理变压器的变比:K=U1/U2=N1/N2三、变压器的工作原理三相变压器的结构及绕组联接变压器铁芯三相变压器外观三相变压器的联接四、变压器的主要参数<一>额定电压变压器的一个作用就是改变电压,因此额定电压是重要数据之一。额定电压是指在多相变压器的线路端子间或单相变压器的端子间指定施加的电压,或当空载时产生的电压,即在空载时当某一绕组施加额定电压时,则变压器所有其它绕组同时

5、都产生电压。变压器产品系列是以高压的电压等级而分的,现在电力变压器的系列分为10kV 及以下系列,35kV系列,63kV系列,110kV系列和220kV系列等。额定电压是指线电压,且均以有效值表示。<二> 额定容量:变压器的主要作用是传输电能,因此,额定容量是它的主要参数。额定容量是一个表现功率的惯用值,它是表征传输电能的大小,以kVA或MVA表示,当对变压器施加额定电压时,根据它来确定在规定条件下不超过温升限值的额定电流。双绕组变压器的额定容量即为绕组的额定容量,(由于变压器的效率很高,通常一,二次侧的额定容量设计成相等变压器视在功率计算公式:S=3 UICOS四、变压器的主要参

6、数<三>额定电流变压器的额定电流是由绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的系数(单相为1,三相为,而并得的电流经绕组线端的电流。因此变压器的额定电流就是各绕组的额定电流,是指线电流,也以有效值表示 <四>额定频率额定频率是指对变压器所设计的运行频率,我国标准规定频率为50HZ。<五>空载电流和空载损耗空载电流是指当向变压器的一个绕组(一般是一次侧绕组施加额定频率的额定电压时,其它绕组开路,流经该绕组线路端子的电流,称为空载电流I。其较小的有功分量Ioa用以补偿铁心的损耗,其较大的无功量Ior用于励磁以平衡铁心的磁压降。通常Io以额定电流的百分数表示: I

7、o%=(Io/IN×100=0.13%四、变压器的主要参数<六>阻抗电压和负载损耗双绕组变压器当一个绕组短接(一般为二次侧另一绕组流通额定电流而施加的电压称阻抗电压Uz,通常阻抗电压以额定电压百分比表示Uz%=(Uz/UN*100%(且应折算到参考温度一个绕组短接(一般为二次。另一绕组流通额定电流时所汲取的有功功率称为负载损耗PR.负载损耗=最大一对绕组的电阻损耗+附加损耗附加损耗包括绕组温度损耗,并绕导线的环流损耗,结构损耗和引线损耗,其中电阻损耗也称为铜耗,负载损耗也要折算到参考温度<七>温升和冷却方式温升,变压器温升,对于空气冷却变压器是指测量部分的温度

8、与冷却空气温度之差;一般规定:油浸式变压器上层油温不超过85干式变压器温度90启动风机,110 报警,130 跳闸五、电力变压器的结构 110kV油浸式电力变压器外观结构图110kV油浸式电力变压器线圈结构图五、电力变压器的结构 110kV油浸式电力变压器铁芯结构图110kV油浸式电力变压器内部结构图五、电力变压器的结构 110kV油浸式电力变压器油箱及附件结构图110kV油浸式电力变压器组部件结构图五、电力变压器的结构 五、电力变压器的结构 110kV油浸式电力变压器风机结构图干式电力变压器的 外观结构图(一干式电力变压器的外观结构图(二五、电力变压器的结构 干式电力变压器的铁芯结构图干式电

9、力变压器的线圈结构图五、电力变压器的结构 五、电力变压器的结构 干式电力变压器的温控系统结构图干式电力变压器的防护外壳结构图特大干式35kV电力变压器外观结构图五、电力变压器的结构 五、电力变压器的结构 五、电力变压器的结构五、电力变压器的结构五、电力变压器的结构1.铁芯(1铁芯结构铁芯是变压器的磁路部分。由铁芯柱和铁轭组成。套绕组的部分称铁芯柱,连接铁芯柱的部分叫铁轭,磁通在铁芯中形成闭合回路。大容量变压器为了减低高度、便于运输,常采用三相五柱铁芯结构。这时铁轭截面可以减小,因而铁芯柱高度也可降低。按铁芯型式,变压器可分为心式和壳式两种。心式变压器的绕组包围着铁芯,壳式变压器则是铁芯包围着绕

10、组。由于芯式变压器的结构简单,绕组的布置和绝缘比较容易,我国主要采用芯式铁芯,只有特种变压器才采用壳式铁芯。五、电力变压器的结构 内铁式变压器的铁芯和绕组(a单相内铁式变压器的铁芯和绕组;(b三相内铁式变压器的铁芯和绕组1一铁芯柱;2一铁轭;3一绕组五、电力变压器的结构(2.铁芯材料由于变压器铁芯内的磁通是交变的,故会产生磁滞损耗和涡流损耗。为了减少这些损耗,变压器铁芯一般用含硅5%厚度为O.35mm或O.3mm、0.27mm的冷轧硅钢片叠制而成,硅钢片的两面涂有绝缘用的硅钢片漆(0.010.13mm厚并经过烘烤。五、电力变压器的结构2.绕组 同心式绕组的结构(a单相变压器;(b三相变压器1低

11、压绕组;2高压绕组;3铁芯五、电力变压器的结构3.绝缘主要绝缘材料:变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。变压器的绝缘部分分为外部绝缘和内部绝缘。外部绝缘是指油箱外部的绝缘,主要包括高、低压绕组引出的瓷绝缘套管和空气间隙绝缘;内部绝缘是油箱盖内部的绝缘,主要包括绕组绝缘和内部引线绝缘等。五、电力变压器的结构4. 分接开关作用:调节电压,供给稳定的电压、控制电力潮流或调节负载电流。调压方法:切除和增加一部分绕组的线匝,以改变绕组的匝数。常把绕组引出若干个抽头,这些抽头叫作分接头。当用分接开关切换到不同的抽头时,便接入了不同的匝数。这种调压方式又分无激磁(无载调压和有载调压两种。变压器二次不带负载

12、,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。五、电力变压器的结构1-连接管2-螺钉3-法兰盘4-玻璃管5-硅胶6-螺杆7-底座8-底罩9-变压器油5. 吸湿器防止空气中的水分浸入油枕的油内,油枕是经过一个呼吸器(也称吸湿器与外界空气连通的,呼吸器内盛有能吸收潮气的物质(通常为硅胶,硅胶被氯化钴浸渍过后称为变色硅胶,它在干燥状况下呈蓝色,吸收潮气后渐渐变为淡红色,此时即表示硅胶已失去吸湿效能。如把吸潮后的硅胶在108度高温下烘焙10h,使水分蒸发出去,则硅胶又会还原成蓝色而恢复吸湿能力。五、电力变压器的结构6. 高低压绝缘套管绝缘套管是油浸

13、式电力变压器箱外的主要绝缘装置,变压器绕组的引出线必须穿过绝缘套管,使引出线之间及引出线与变压器外壳之间绝缘,同时起到固定引出线的作用。五、电力变压器的结构7. 储油柜(油枕储油柜位于变压器油箱上方,通过气体继电器与油箱相通。作用:1、储油和补油的作用:使变压器的油箱总是装满油。2、减小空气与绝缘油的接触面积,从而减缓绝缘油被氧化和吸湿的速度。 五、电力变压器的结构8. 安全通道(防爆管位于变压器的顶盖上,其出口用玻璃防爆膜封住。当变压器内部发生严重故障,而气体继电器失灵时,油箱内部的气体便冲破防爆膜从安全气道喷出,保护变压器不受严重损害。五、电力变压器的结构9. 油箱油箱是变压器的承载部件,

14、也是变压器的外壳,里面装满了变压器油,绕组和铁芯也放置在里面。油浸式电力变压器油箱按容量分为:吊器身式和吊箱壳式吊器身式:6300KVA及以下变压器吊箱壳式(钟罩式:8000KVA及以上变压器五、电力变压器的结构10. 冷却装置小容量:油浸自冷式,容量较小无散热管,仅靠油箱散热。容量稍大:加装散热片或散热管。大容量:为了提高冷却效果,加装冷却风扇,称风冷。50000KVA以上:强迫油循环水冷或风冷。五、电力变压器的结构11. 气体继电器安装地点:储油柜与箱盖的联管上作用:变压器内部故障的主保护(匝间短路、绕组与外壳击穿、相间短路、油面下降等轻瓦斯作用于信号重瓦斯作用于跳闸A、罩 B、项针 C、

15、气塞 D、磁铁E、开口杯F、重锤G、探针H、支架 K、弹簧L、挡板 M、磁铁N、螺杆P、干簧接点(跳闸用Q、调节杆 R、干簧节点(信号用S、套管 T、嘴子五、电力变压器的结构11. 温度计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。子项目二电力变压器的运行与维护一、干式变压器的运行与维护干式变压器的日常维护及控制要点:1、运行状况的检查:要点:检查电压、电流、负荷、频率、功率因数、环境温度有无异常;及时记录各种上限值,发现问题及时处理。2、变压器温度检查:要点:检查干式电力变压器温度是否正常,因为不仅影响到变压器的寿命,而且会中止运行。

16、在温度异常时,确保测温仪正常。温度计失灵,应及时修理更换。3、异常响声、异常振动的检查:要点:检查外壳、铁板有无振音,有无接地不良引起的放电声,附件有无常音及异常振动,从外部能直接检测共振或异常噪音时,应立即处理。子项目二电力变压器的运行与维护一、干式变压器的运行与维护干式变压器的日常维护及控制要点:4、风冷装置的检查:要点:检查声音是否正常,确认有无振动和异常温度。风机应期手动试验。5、嗅味:要点:温度异常高时,附着的脏物或绝缘件是否烧焦,发生臭味,有异常应尽早清扫、处理。子项目二电力变压器的运行与维护一、干式变压器的运行与维护干式变压器的日常维护及控制要点:6、绝缘件线圈外观检查:要点:绝

17、缘件和绕注线圈表面有无碳化和放电痕迹,是否有龟裂。7、外壳及变压器室的检查:要点:检查是否有异物进入、雨水滴入和污染,门窗照明是否完好、温度是否正常。子项目二电力变压器的运行与维护一、干式变压器的运行与维护干式电力变压器有下列情况之一时立即停运:响声明显异常增大,或存在局部放电响声;发生异常过热现象;冒烟或着火;当发生危及安全的故障而有关保护装置拒动;当附近的设备着火、爆炸或发生其他情况,对于干式电力变压器具构成严重威胁。子项目二电力变压器的运行与维护一、干式变压器的运行与维护干式电力变压器跳闸和着火时,应按下列要求处理:干式电力变压器跳闸后,经判断确认跳闸不是由内部故障所引起,可重新投入运行

18、,否则作进一步检查;干式电力变压器跳闸后,停用风机;干式电力变压器着火时,立即断开电源,停止风冷装置,并迅速采取灭火措施。子项目二电力变压器的运行与维护一、干式变压器的运行与维护干式变压器的调压装置:无激磁调干式电力变压器的分接连接片调压范围为±5%Ue或±2×2.5%Ue,应根据装设处电网运行电压水平来选定,并根据电网运行电压水平偏移幅度进行低压侧电压水平校核,且应满足下列要求:1、按电源电压最低、变压器负荷最大,算出低压侧母线的最低电压UM,min,并宜满足UM,min0.95Ue;2、按电源电压最高、变压器负荷最小,算出低压侧母线的最高电压UM,max,并宜

19、满足UM,max1.05Ue;当停电调节分接连接片时,还应记录分接连接片的调档范围。子项目二电力变压器的运行与维护一、干式变压器的运行与维护干式变压器的温控装置:630KVA及以上的干式电力变压器应设温控或温控显装置。温控、温显装置应满足抗震、电磁干扰不敏感、显示数字和动作正确,以及使用寿命的要求。当采用膨胀式温控器时,膨胀式温控器还应满足干式电力变压器风机起停、超温报警和超温跳闸和触发信号要求,其接点应能在测量范围内根据使用要求设定。膨胀式温控器的质量保证期不应低于10年。当采用电子式温控温显器时,其输入输出端子应采用接插件结构。电子式温控温显器的质量保证期不应低于5年。干式电力娈压器额定使

20、用寿命不应少于20年。子项目二电力变压器的运行与维护一、干式变压器的运行与维护干式变压器的预防性试验:1、预防性试验宜为每三年一次,当发生故障时应视需要提前进行。预防性试验记录应详尽、准确。测试内容包括:测量绕组直流电阻、绕组绝缘电阻、铁芯绝缘电阻、工频耐压、感应耐压数据。对曾经处于短期急救等超负载运行状态的干式电力变压器,还应测试空载损耗、负载损耗、空载电流数据。2、局部放电试验应每隔35年定期进行一次。当局放值大于50PC时,应进一步加强监视和缩短测试周期;当局放值异常增大至100PC时,应停止运行。3、温控和温显装置应有一定数量的备品,或使用后重新送检合格的产品。预防性试验时应将温控和温

21、显装置送原制造厂或计量机构进行周期检定。超过使用期的装置都应及时更新。子项目二电力变压器的运行与维护一、干式变压器的运行与维护干式变压器的预防性试验:4、风冷装置电动机的绝缘电阻和噪声水平测量周期,应根据风冷装置的累积工作时间决定。5、有载调压开关预防性检查和试验的周期,宜每切换操作10000次或运行二年后进行一次。检查和试验的内容为开关的外部状态、机械状态、绝缘完整性、选择开关的接触性能、电动机及其驱动机构、位置指示以及保护继电器等的良好程度。同时测量开关的绝缘性、电动机的绝缘性、限流电阻的电阻值、真空开关的密封性。子项目二电力变压器的运行与维护二、油侵式变压器的运行与维护变压器日常巡视检查

22、一般包括以下内容:a.变压器的油温和温度计应正常,储油柜的油位应与温度相对应,各部位无渗油、漏油;b.套管油位应正常,套管外部无破损裂纹、无严重油污、无放电痕迹及其它异常现象;c.变压器音响正常;d.各冷却器手感温度应相近,风扇、油泵、水泵运转正常,油流继电器工作正常;e.水冷却器的油压应大于水压(制造厂另有规定者除外;f.吸湿器完好,吸附剂干燥;g.引线接头、电缆、母线应无发热迹象;h.压力释放器、安全气道及防爆膜应完好无损;i.有载分接开关的分接位置及电源指示应正常;j.气体继电器内应无气体;k.各控制箱和二次端子箱应关严,无受潮;子项目二电力变压器的运行与维护二、油侵式变压器的运行与维护变压器有下列情况之一者应立即停运,若有运用中的备用变压器,应尽可能先将其投入运行:a.变压器声响明显增大,很不正常,内部有爆裂声;b.严重漏油或喷油,使油面下降到低于油