电机变压器原理与维修课件：电力变压器

电力变压器任务２电力变压器的检测任务１电力变压器的认识任务３电力变压器的故障检修任务１电力变压器的认识学习目标¤了解电力变压器的种类和新型变压器的特点。¤熟悉电力变压器的基本结构和主要附件。¤理解电力变压器铭牌上数据的含义。¤学会正确维护和检查电力变压器。任务引入本任务将以一台电力变压器为例，认识其附件结构和功能，进而对变压器投入运行前和运行中进行检查，并做好检查记录。相关知识一、电力变压器的种类１．按功能分电力变压器按功能分，有升压变压器和降压变压器两大类。２．按相数分电力变压器按相数分，有单相和三相两大类。３．按调压方式分电力变压器按调压方式分，有无载调压（又称无励磁调压）和有载调压两大类。４．按绕组结构分电力变压器按绕组结构分，有单绕组自耦变压器、双绕组变压器、三绕组变压器。５．按绕组绝缘及冷却方式分类电力变压器按绕组绝缘及冷却方式分，有油浸式、干式和充气式（SF6）等。小容量变压器一般采用油浸自冷式。大容量的变压器为了提高冷却效果，加装冷却风扇，称风冷。６．按绕组导体材质分电力变压器按绕组导体材质分，有铜绕组变压器和铝绕组变压器两大类。二、电力变压器的结构电力变压器一般是三相变压器，容量较大，且多数为油浸式的。油浸式三相电力变压器外形结构图１—油位计２—储油柜３—气体继电器４—低压套管５—高压套管６—压力释放阀７—油箱８—放油阀门９—引线接地螺栓１０—散热器１１—铭牌油浸式电力变压器的基本结构组成如下：１．铁心三相电力变压器铁心采用三相三柱式结构，如图所示。三相电力变压器的铁心１—上下夹片拉杆２—上夹件３—接地片４—心柱绑扎５—铁心叠片６—下夹件２．绕组电力变压器的绕组广泛采用同心式结构，其特点是低压绕组与高压绕组在同一铁心柱上同心排列，一般低压绕组在内，高压绕组在外。圆筒式绕组ａ）低压绕组ｂ）高压绕组电力变压器的器身三、电力变压器的铭牌参数某电力变压器的铭牌1．电力变压器的型号按照国家标准规定，变压器的型号由汉语拼音字母和阿拉伯数字组成，它表示变压器的结构特点、额定容量（kV·A）和高压侧的电压等级（kV）。2．相数电力变压器分单相和三相两种，220kV及以下电压等级的电力变压器都是三相变压器。3．额定频率(fN)变压器的额定频率是指所设计的运行频率，我国电网电压的额定频率规定为50Hz（常称“工频”），有些国家规定频率为60Hz。4．额定电压(U1N、U2N)额定电压是指变压器线电压的有效值，它应与所连接的输变电线路电压相符合，单位为V或kV。我国输变电线路的电压等级（即线路终端电压）为0.38、3、6、10、35、110、220、330、500、750、1000（kV）。变压器一次绕组的额定电压U1N是指变压器正常工作时，加到变压器一次绕组端点的线电压。二次侧的额定电压U2N是指一次侧为额定电压时，分接开关位于额定分接头上，二次侧空载时的线电压。5．额定电流（I1N、I2N）额定电流是变压器绕组允许长期连续通过的工作电流，是指在某环境温度、某种冷却条件下允许的满载线电流值。一次侧、二次侧的额定电流分别用I1N、I2N表示，单位为A。6．额定容量(SN)变压器的额定容量是指变压器的视在功率，表示制造厂所规定的在额定工作状态（即在额定电压、额定频率、额定电流使用条件下的工作状态）下变压器输出的最大功率。单相变压器的额定容量为:三相变压器的额定容量为:7．绕组联结组标号变压器的三相绕组可以连接成星形（Y）或三角形（D），变压器按高压、中压和低压绕组联接的顺序组合起来就是绕组的联接组别。8．阻抗电压(Uk)阻抗电压Uk也称短路电压，指二次侧短接，一次侧加电压，使其一次电流到达额定值时的一次电压。9．温升（T）温升是变压器在额定工作条件下，内部绕组允许的最高温度与周围环境温度之差，它取决于所用绝缘材料的等级。10．冷却方式电力变压器绕组和铁心在运行中，虽然效率高达99%，但还是有部分损耗的电能转化成热能，使变压器的铁心和绕组的温度升高。温度越高，绝缘老化越快。四、电力变压器的简单计算从运行原理来看，三相变压器在对称负载下运行时，各相的电压和电流大小相等，相位互差120°，就其某一相来说，和单相变压器没什么区别。在这种情况下，单相变压器的基本方程式、等效电路以及运行特性的分析方法和结论完全适用于三相变压器。只是三相变压器在计算时要注意三相电功率的计算和绕组的连接方式等问题。任务２电力变压器的检测学习目标¤掌握电力变压器绕组的连接方法。¤掌握电力变压器联结组别的判别方法。¤了解电力变压器并联运行的条件。¤能判别电力变压器绕组极性和首尾端，并能检测绕组绝缘电阻和直流电阻。任务引入本任务将以一台电力变压器为检测对象，对其进行三相绕组的连接方法和变压器的联结组别判断，并利用兆欧表和电桥等设备，测量绕组的绝缘电阻和直流电阻。相关知识一、三相电力变压器绕组的连接方式1．星形（Y）接法一次绕组的星形接法如图a所示，它是把三个一次绕组的尾端1U2、1V2、1W2连接在一起构成中性点N；而将它的三个首端1U1、1V1、1W1引出，接到三相电源上。星形接法用符号“Y”表示。一次绕组的星形接法ａ）正确接法ｂ）错误接法二次绕组的星形接法ａ）正确接法ｂ）正确接法时的电动势相量图ｃ）错误接法ｄ）错误接法时的电动势相量图2．三角形接法一次绕组的三角形接法如图a所示，它是把三个一次绕组的首尾端依次连接在一起构成一个闭合回路，三个连接点引出接三相电源。如果首尾接反，如图b所示V相接反，输入端短路。一次绕组的三角形接法a）正确接法b）错误接法一次绕组的两种三角形接法ａ）正相序接法ｂ）反相序接法二次绕组的三角形接法ａ）正确接法ｂ）正确接法时的电动势相量图ｃ）错误接法ｄ）错误接法时的电动势相量图

国家标准规定的三相变压器绕组的五种标准联结组别国家标准规定的三相变压器绕组的五种标准联结组别三、电力变压器的并联运行电力变压器的并联运行，就是把两台或两台以上的变压器的一次、二次绕组端子分别连接到一次、二次侧的公共母线上，共同向负载供电的运行方式。１．三相变压器并联运行的原因（１）当某台变压器需要检修或出现故障时，就可以由备用变压器并列运行，以保证不停电从而提高了供电质量。（２）当负载随昼夜、季节而波动时，可根据需要将某些变压器断开（称为解列）或投入（称为并列）以提高运行效率，减少不必要的损耗。（３）随着社会经济的发展，供电站的用户不断增加，需扩展容量而增加变压器并列的台数。２．三相变压器并联运行的条件（１）各台变压器的一次、二次绕组的额定电压应分别相等，即变压比相等。一般要求两台变压器变压比的误差不超过±0.5％。（２）联结组别应相同。联结组别不同的变压器绝不允许并联运行。（３）短路电压即短路阻抗应相等。要求并联运行的变压器短路电压要尽量接近，一般相差不允许超过10％。任务３电力变压器的故障检修学习目标¤了解电力变压器的故障检查方法和常见故障现象。¤掌握电力变压器的故障原因分析和检修方法。¤能对电力变压器的铁心、绕组、分接开关、气体继电器等部件进行检修。任务引入本任务将针对电力变压器的常见检修项目，包括吊心和吊心后器身外部、铁心、绕组、气体继电器、绝缘套管、储油柜等进行专项训练。相关知识一、电力变压器的故障检查方法１．直观法运行中的变压器，易发生的故障是绕组故障，约占故障的60％～70％。（１）检查变压器的保护装置如气体继电器、差动保护继电器和过电流保护装置等是否动作，继电保护是否按规定的电流和整定的时限发出信号或跳闸。（２）检查变压器的其他现象比如有无异常声响和气味，油的颜色是否正常，温度指示值是否超出规定，储油柜油位是否正常，防爆膜是否破裂，箱外有无漏油，一、二次引线接头是否因过热而变色，绝缘套管是否完好。（３）检查熔丝检查小型电力变压器时应检查熔丝规格是否符合要求、有无局部损伤或接触不良。２．实验法（１）测绝缘电阻用2500V的兆欧表测量绕组之间和绕组对地的绝缘电阻，若其值为零，则绕组之间或绕组对地可能有击穿现象。（２）绕组的直流电阻实验当分接开关于不同分接位置时，测得的直流电阻若相差很大，可能是分接开关接触不良或触点有污垢等现象造成。二、电力变压器的常见故障１．绕组故障绕组绝缘受潮、绝缘老化、层间或匝间发生短路，绕组与外部接线连接不好引起局部过热，电力系统短路引起绕组机械损伤，冲击电流引起的机械损伤等。２．铁心故障硅钢片间绝缘老化，铁心叠装不良引起铁耗增加，夹件松动引起电磁振动和噪声，铁心接地不良形成间歇性放电等。３．变压器油的故障绝缘油高温氧化、绝缘性能降低造成闪络放电，油泥沉积阻塞油道使散热性能变坏等。４．其他结构的故障油箱漏油，安全气道出现故障或油受潮，分接头接触不良引起局部过热，分接头间因油污造成相间短路或表面闪络等。三、电力变压器的故障检修电力变压器的常见故障及检修方法电力变压器的常见故障及检修方法电力变压器的常见故障及检修方法四、变压器的事故处理方法变压器的不正常运行和事故处理方法为：１．发现变压器运行中有不正常现象应设法及时消除、报告上级并做好记录。２．变压器有下列情况之一者应立即停运：（１）变压器声响明显增大、不正常、内部有爆裂声；（２）严重漏油、喷油，油面下降到油位指示下限以下；（３）套管有严重破裂和放电现象；（４）变压器冒烟着火；（５）负载发生危及变压器安全的故障，而变压器保护装置拒动；（６）变压器附近发生火灾、爆炸等情况，危及变压器安全。３．变压器油超过规定值时应及时处理，迅速查明原因，根据