用電中的技術(shù)問題.doc

用電中的技術(shù)問題1、 三相變壓器鐵芯相鄰兩層硅鋼片壓縫拼接為什么？使各層硅鋼片的接縫錯開，磁路沒有縫隙，導磁性能好；有較大的機械強度。2、 低損耗變壓器鐵芯采用全斜接，不采用條形迭接為什么？優(yōu)質(zhì)冷軋晶粒取向硅鋼片，其晶粒順著輾延方向排列。當磁通方向與晶粒排列方向相同時，磁阻小，鐵損也?。划敶磐ǚ较蚺c晶粒排列方向垂直時，磁阻大，鐵損也大。矩形條迭接的鐵芯，在接縫處磁通的方向與晶粒的排列方向垂直，因而鐵損較大，而全斜接時，在接縫處磁通的方向與經(jīng)歷的排列方向成45，磁阻小，鐵損也小，從而空載損耗小。3、 變壓器的鐵芯必須接地，但只能一點接地，為什么？變壓器在運行中，鐵芯處在很強的電場中。由于電磁場的作用，鐵芯和其他金屬件表面會產(chǎn)生感應電荷，因而表面帶有一定電位。由于鐵芯和其他金屬件各自所處的位置不同，因而電位也不同。當兩點之間的電位差大于兩者之間絕緣的耐壓強度時，便會引起火花放電，使絕緣油分解或固體絕緣介質(zhì)損壞，發(fā)生事故，所以變壓器鐵芯必須接地。但若鐵芯多點接地，就會通過接地點形成渦流通路。造成鐵芯局部發(fā)熱，這是不允許的，故而只允許一點接地。事實上，硅鋼片之間雖然涂有絕緣漆，但其絕緣電阻較小，只能阻斷渦流而不能阻止高壓感應電流，故只能將一片硅鋼片接地，就相當于整個鐵芯都接地。4、 變壓器鐵芯要通過軟銅片經(jīng)軛鐵梁接地，而穿心螺栓則要與軛鐵梁絕緣，為什么？變壓器鐵芯經(jīng)軛鐵梁接地，以免在貼心上蓄積靜電荷而引起放電，有一點接地已經(jīng)滿足要求。若穿心螺栓與軛鐵梁間的絕緣損壞，既鐵芯構(gòu)成第二點接地，是原來互相絕緣的硅鋼片短路，產(chǎn)生很大的渦流，使鐵芯發(fā)熱，嚴重時導致鐵芯燒毀。5、小中型變壓器中，緊固件采用螺紋連結(jié)緊固時，為什么要采用雙螺栓？兩個螺栓哪個受力大？在中小型變壓器中，緊固件一般采用螺紋連結(jié)緊固時。變壓器運行時，由于每秒通過變化50周的交流電，產(chǎn)生周期性振動，如果只用一個螺母，緊固件就容易松動。為此，一般都用雙螺栓，里面的螺母起緊固作用，外面的螺栓起防止松動作用，兩個螺母擰緊時，緊固螺母的螺紋牙只受對頂力，防松螺母的螺紋牙除受對頂力外，還受螺栓傳來的力。因此，外面的防松螺母受力大。如果兩個螺母的高度不同，應將螺母高度小的作緊固螺母，高度大的作防松螺母。一般要求二者高度一樣。6變壓器鐵芯材料與磁鐵的材料有什么不同？變壓器鐵芯用軟磁材料，其特點是：導磁系數(shù)高，鐵損低，磁阻小，容易磁化，容易退磁，剩磁和矯頑力小。永久磁鐵是硬磁材料，其特點是充磁后能保留很大的剩磁，導磁力不高剩磁和矯頑力較大。7、一般電力變壓器低壓線圈放在內(nèi)層，高壓線圈放在外層，為什么？變壓器貼心是接地的，低壓線圈放在里面，容易解決對鐵芯的絕緣；因變壓器需要調(diào)壓抽頭，而高壓線圈導線細，匝數(shù)多，容易抽頭。高壓線圈放在外層，抽頭引出較方便。8、三線圈變壓器的高壓、中壓和低壓線圈是怎樣排列的？三線圈變壓器主要考慮相互之間傳遞功率多的繞組靠得近些，這樣阻抗壓降小，可以降低運行中的電能損失和電壓波動。對于升壓變壓器，是從低壓側(cè)向高壓側(cè)和中壓側(cè)傳遞功率，故低壓繞組在中間，中壓繞組靠近鐵芯，外層為高壓繞組；對于降壓變壓器，是從高壓側(cè)向中壓和低壓側(cè)傳遞功率，最理想的方案是將高壓側(cè)繞組放在中間，但要增加高壓對中壓、低壓間的絕緣，為此，仍把高壓繞組放在最外側(cè)，中壓繞組放在中間，低壓繞組放在最里層。9、大容量變壓器一般不采用Y/Y接，多采用/Y接或者Y/接，為什么？當變壓器接成Y/Y時，沒有中線，各相勵磁電流的三次諧波分量無法通過，此時勵磁電流仍保持近似正弦波，而由于變壓器鐵芯磁路的非線性，主磁通出現(xiàn)三次諧波分量。由于各相三次諧波磁通大小相等，相位相同，因此不能通過鐵芯閉合，只能借助于油、箱壁、鐵軛等形成回路，產(chǎn)生渦流，引起局部發(fā)熱，從而降低變壓器的效率，因此，容量較大和電壓較高的三相變壓器不采用Y/Y接法。當線圈接成/Y時，原邊勵磁電流的三次諧波分量可以通過，于是主磁通可保持為正弦波。而沒有諧波分量。當線圈接成Y/時，原邊勵磁電流的三次諧波分量雖然不能通過，在主磁通中產(chǎn)生三次諧波分量，但因副邊為接，三次諧波電勢將在中產(chǎn)生三次諧波環(huán)流，原邊沒有相應的三次諧波電流與之平衡，故此環(huán)流就成了勵磁性質(zhì)的電流。此時，變壓器的主磁通由原邊正弦波的勵磁電流和副邊的環(huán)流共同勵磁，其效果與/Y接法完全一樣，因此，主磁通亦為正弦波而沒有三次諧波分量。這樣三相變壓器采用/Y或Y/接法就不會產(chǎn)生因渦流而引起的局部發(fā)熱。10、三相變壓器Y/接線時，變比不等于線圈匝數(shù)比，為什么？三相變壓器，其變壓比是一次線電壓U1x與二次電壓U2x的比值，但線圈匝數(shù)N僅與相電壓成正比，當三相變壓器Y/連接時，變壓比K=U1x/U2x=3N1/N2，所以變壓比不等于線圈匝數(shù)比。11、三相自耦變壓器，非自耦的第三繞組的電壓為610KV時，采用接，當電壓為35KV時，又采用Y接，為什么？三相自耦變壓器，其自藕線圈的接線方式均是Y接法。由于鐵芯有飽和現(xiàn)象，其繞組的感應電壓內(nèi)有三次諧波出現(xiàn)，使波形畸變，造成發(fā)熱。非自耦的第三繞組與高壓及中壓繞組只有磁路上的聯(lián)系，而在電路上是分開的。如果接成形，三次諧波電流可以在內(nèi)環(huán)流，補償高、中壓繞組內(nèi)出現(xiàn)的三次諧波，對改善高、中壓繞組波形有利，因此，當?shù)谌@組的電壓為610KV時，均用接。有許多地區(qū)，因為負荷很大，不采用610KV而采用35KV電壓供電，也就是說低壓繞組是35KV，原來35KV電壓級電網(wǎng)一般采用Y接。為了滿足并列運行的需要，不得不將35KV的第三繞組改用Y接線。12、配電變壓器線圈多采用連續(xù)式繞法，而大型變壓器多采用糾結(jié)式繞法，為什么？連續(xù)式繞組的特點是繞制方便，工藝簡單，焊接點比較少，造價較低。缺點是匝間電容小，受線匝對地電容影響較大，電位分布不均勻，使端部所受電壓較高。配電變壓器的高壓線圈一般為610KV，端部所受電壓高的問題可以用加強絕緣的方法解決。這樣，配電變壓器容易生產(chǎn)，造價低。對于高壓大型變壓器，如采用連續(xù)式繞法，為解決繞組電壓分布不均造成的高電壓問題，就要大大增加絕緣，增大線圈尺寸，從而增加造價。若采用糾結(jié)式繞組，可增大匝間電容，而線匝對地電容影響大為減少，使繞組電壓接近均勻，端部匝間電位降低，從而可減少絕緣尺寸，有利散熱，縮小體積，降低造價，提高可靠性，雖然施工較為麻煩，接頭較多，但目前繞制和焊接工藝較成熟，不成問題，因此，目前高電壓大容量電力變壓器多采用糾結(jié)式繞組。13、電力變壓器加裝電容環(huán)有何作用？變壓器第一線餅上放一個金屬環(huán)，成為電容環(huán)。它除了改變線圈端部的電場，使線圈對殼的距離縮小外，主要是改善匝間點位分布。在變壓器線圈中若只有匝間電容K的存在，電壓分布是均勻的，但事實上還存在匝間對地電容C，對地電容電流也流過K，并在K上產(chǎn)生壓降。越靠近餅的端部，流過的電容電流越大，壓降越大，由于C的存在，使線圈匝間電容電壓分布不均勻。在沖擊電壓的作用下，使起始電壓分布和最終電壓分布不一致，從而引起振蕩過電壓，使靠近端部的線圈損壞。如在端部加電容環(huán)，線匝對地電容環(huán)也存在電容C1，C1與K是并聯(lián)的，為C的電容電流提供了新的通路，使流過K的對地電容電流減小，在K上的壓降減小。這樣匝間電位分布得到改善，可減小振蕩過電壓，保護了線圈的絕緣。14、中小型變壓器采用瓦楞紙板做油隙，代替撐條，可以降低變壓器的損耗，為什么？變壓器負載損耗占總損耗的7080%。負載損耗近似為線圈電阻損耗。在中小型變壓器中，可在圓筒式線圈的層間及高、低線圈間采用瓦楞紙板做油隙代替撐條。這樣可以減少絕緣尺寸，縮小線圈尺寸，使線圈電阻減小，因而減少負載損耗。15、有的變壓器相間用絕緣紙板隔開，是否主要靠絕緣紙板本身的耐電強度提高相間絕緣強度？絕緣紙板本身的耐電強度不是主要的，主要還是絕緣紙板可作為一個屏障，阻止空間電荷運動，用空間電荷改變電場強度提高間隙的擊穿電壓，從而提高相間的絕緣強度。16、組裝變壓器時，為什么要先將絕緣件放在烘房中干燥？油浸式變壓器使用絕緣紙板和絕緣紙等做成的絕緣件，容易吸潮。絕緣件吸潮則膨脹，干燥則收縮，尺寸會變化。如絕緣件沒有先干燥就組裝，在整體干燥時，就會產(chǎn)生一些不利的影響：圓筒式線圈干燥后紙筒收縮而與線圈脫殼；線圈內(nèi)部的油道撐條收縮可形成內(nèi)半部與外半部線圈脫殼；鐵軛平衡木墊收縮使下鐵軛平面不平；分接開關(guān)的絕緣筒、絕緣板、絕緣桿收縮變形也嚴重影響分接開關(guān)的可靠性。因此，組裝變壓器時，先將絕緣件干燥，可使各元件配合緊湊，不會松動。能保證變壓器制造和檢修質(zhì)量。17、變電所所用變壓器的阻抗值要比普通電力變壓器阻抗值大，為什么？因為變電所所用系統(tǒng)離電源點較近，當發(fā)生低壓短路故障時，總阻抗較小，則短路電流較大，斷路器的斷流容量也要大，為了限制所用系統(tǒng)中的短路電流，使之能滿足裝設(shè)輕型開關(guān)或在低壓系統(tǒng)中采用熔斷器的要求，故選擇阻抗要比同容量的普通電力變壓器阻抗大值大。18、小型變壓器可采用自然油冷卻，而大容量變壓器則要采用強油導向冷卻，為什么？小型變壓器，運行中線圈損耗發(fā)熱，與外層的油有一定的溫差，可使油流動，經(jīng)散熱管對外散熱，一般可以滿足散熱要求。但隨著變壓器容量的增大，線圈單位面積上所放出熱量增大，靠自然冷卻不能滿足要求，就用油泵作為動力源，強迫油按照一定的導向流動循環(huán)，使溫升不超過規(guī)定值。19、變壓器的套管有較大的傘盤，而穿墻套管卻采用波紋瓷棱，為什么？變壓器一般垂直安裝，即使傾斜，角度也不大。傘盤的作用是使絕緣在下雨時還保持一部分干燥的瓷表面，增加電極間沿瓷表面的泄露距離，以提高淋雨閃絡(luò)電壓。穿墻套管一般是水平安裝的，戶外部分如采用傘盤，對防止淋雨作用不大，改用寬度小和數(shù)目多的波紋瓷棱，這一方面可以縮小套管尺寸，減輕重量，簡化工藝；另一方面也可保證足夠的泄露路徑長度，滿足淋雨閃絡(luò)電壓的要求。20、為什么升壓變壓器 額定電壓要高出電網(wǎng)額定電壓10%，而降壓變壓器高壓側(cè)的額定電壓卻等于電網(wǎng)額定電壓？電網(wǎng)運行存在電壓損失，因而線路上沒點電壓是不同的。一般電源首端電壓較高，線路末端電壓較低。為了標準化，通常把首端電壓與末端電壓的算術(shù)平均值為電力網(wǎng)的額定電壓。目前，一般要求線路首端高出電力網(wǎng)電壓5%，末端電壓比電力網(wǎng)額定電壓低5%，以便使用電設(shè)備的工作電壓偏移不會超過允許范圍。為此，升壓變壓器高壓側(cè)額定電壓就要比電力網(wǎng)額定電壓高10%，因帶負荷是變壓器高壓繞組本身損失約5%，這樣，減去變壓器本身壓降，實際上線路首端電壓就比電力網(wǎng)額定電壓高5%，符合要求。至于降壓變壓器，有的接在線路首端，有的接在線路中間，有地接在線路末端，因此，降壓變壓器高壓側(cè)額定電壓只好用線路首末端電壓的平均值，即等于電網(wǎng)的額定電壓。為了使降壓變壓器額定電壓與線路所在點的電壓相近，變壓器高壓側(cè)可采用調(diào)節(jié)分接頭來解決。21、升壓型結(jié)構(gòu)的三相繞組變壓器，高、中壓的短路電壓Ud（12）%較大，降壓型的Ud（12）%較小，為什么？升壓型變壓器的繞組線圈排列，從鐵芯向外依次是中、低、高，高壓繞組與中壓繞組之間漏磁通較大，相應的短路電壓Ud（12）%較大。降壓型變壓器的繞組線圈排列，從鐵芯向外依次是低、中、高，高壓繞組與中壓繞組之間漏磁通較小，相應的短路電壓Ud（12）%較小。22、變壓器分接開關(guān)變檔后，必須測量各分接頭直流電阻，為什么？沒有使用的變壓器分接開關(guān)的觸頭，有可能因氧化而在表面生成氧化膜，就會使觸頭接觸不良。在分接開關(guān)換擋時，必須來回轉(zhuǎn)動分接開關(guān)手柄十幾次，以消除觸頭表面的氧化膜，使其接觸良好。最后，還必須測量切換后的各分接頭直流電阻值，三相阻值相等，互差不超過2%，才能投入運行。23、有載調(diào)壓分接頭要用兩個動觸頭K1、K2，觸頭處還要串電阻，而普通的無載調(diào)壓分接開關(guān)只用一個動觸頭，且不串電阻，為什么？有載調(diào)壓是從變壓器線圈中抽出若干個分頭，通過分接開關(guān)，在帶負載的情況下，從一個分接頭倒換到另一個分接頭，從而線圈匝數(shù)，達到調(diào)壓的目的。若只用一個動觸頭，在改換分接頭過程中必然造成切斷負荷，引起電弧。切換前觸頭和后觸頭都到2分頭上，切換時，先把前觸頭轉(zhuǎn)到1分頭上，然后才讓后觸頭斷開，再將后觸頭切換的1觸頭上。這樣切換不會斷電，但在切換過程中，有短時間前后觸頭分別跨接在兩個分頭上，形成了一個環(huán)路，回路中產(chǎn)生很大的環(huán)流，在后觸頭斷開時，也會產(chǎn)生電弧，為了避免這種情況，在動觸頭上串聯(lián)限流電阻R。普通的無載調(diào)壓變壓器是在停電的情況下進行切換的。切換過程中不會斷電和產(chǎn)生電弧。因此只用一個動觸頭即可，當然不必串聯(lián)電阻。24、大型電力變壓器的油箱都制成鐘罩式，而油箱頂部有的做成拱頂式的，為什么？大型變壓器體積大也很重，將油箱做成鐘罩式，其密封法蘭位于下部，拆除密封連結(jié)可將鐘罩吊起露出變壓器身，不必使用大噸位起重設(shè)備將器身從油箱中吊出來，因而便于檢修。油箱頂部做成拱頂式，具有較高的機械強度；套管可裝在拱頂?shù)膬蓚?cè)，與水平面傾斜一個角度，可降低大型變壓器的高度，便于運輸。25、安裝有瓦斯繼電器的變壓器時，為什么要稍微傾斜？瓦斯繼電器一般都在油枕下方。變壓器傾斜安裝，靠近油枕的一邊應較高，使其頂蓋沿瓦斯繼電器方向有11.5%的升高坡度。這樣可使變壓器內(nèi)發(fā)生的瓦斯氣體容易向油枕方向流動，使瓦斯繼電器動作可靠，正確。26、在中性點接地系統(tǒng)中，為何有部分變壓器的中性點不接地？限制短路電流，使單相短路電流不大于三相短路電流。因選擇設(shè)備時是按照三相短路電流校驗的以防備在單相短路時損壞；控制單相短路電流的數(shù)值和系統(tǒng)中的分布，滿足零序保護的要求；減少不對稱單相短路電流對通訊系統(tǒng)的干擾。27、有時候變壓器在輕載或空載時溫度也高，什么原因，如何解決？變壓器溫升取決于變壓器的銅損和鐵損，在輕載和空載時，變壓器電流較小，銅損可以忽略不計，主要是鐵損。鐵損近似與鐵芯磁通密度的平方成正比。當變壓器一次線圈的匝數(shù)一定時，鐵損與一次電壓的平方成正比。故正常電壓時鐵損較小，在無異常時，如果溫度升高，可能是一次電壓過高引起的。解決辦法，可調(diào)節(jié)變壓器的分接開關(guān)，增加一次線圈的匝數(shù)，因為鐵芯中磁通密度與匝數(shù)成反比，所以增加匝數(shù)可以降低磁通密度，從而減少鐵芯損耗，降低變壓器溫升。28、強迫油循環(huán)冷卻的變壓器，油的流速為什么不能過高？變壓器油是石油基類的高絕緣性液體。在變壓器內(nèi)部，如果流速過快，會產(chǎn)生靜電。在電荷積累很多的情況下，可產(chǎn)生放電，過量的電荷通過絕緣層泄漏，在某些部位可能存在足以損壞絕緣的電場強度，可導致變壓器損壞。靜電發(fā)生量與流速的三次方成正比。為了確保在整個油溫區(qū)域的安全，需要限制繞組內(nèi)油流速度。因為靜電放電大致發(fā)生在有效流速為33厘米/秒以上的區(qū)域。因此，為了控制靜電發(fā)生，必須將油流速度控制在規(guī)定值以下。29、降低變壓器溫升，為什么可節(jié)能和延長變壓器使用壽命？變壓器負載損耗正比于繞組的電阻，而電阻對于一定結(jié)構(gòu)的變壓器并不是常數(shù)，導體溫度變化，電阻也會變化。通常采用的導體是鋁和銅，溫度每增減1，其電阻值相應增減0.320.39。這樣，變壓器溫升下降，繞組電阻下降，就可減少電能損耗。變壓器的壽命直接決定于絕緣材料的溫度。根據(jù)“6規(guī)則”，每降低6則壽命可延長一倍；另外，變壓器油老化的基本因素是氧化和溫度，高溫加速油的老化，同時加強氧化作用，溫升下降可減緩油的老化。因此，采用擴大散熱面或由自冷改為風冷，加強冷卻，降低溫升，就能延長變壓器的使用壽命。30、變壓器受潮后，擊穿電壓一般隨溫度升高而上升，但溫度達到80及以上時，擊穿電壓反而下降，為什么？受潮變壓器油中有懸浮水分，使其擊穿電壓下降，但隨溫度升高，懸浮的水分沉入箱底，對油的擊穿電壓影響很小，此時油的擊穿電壓隨溫度升高而上升。但當溫度上升到80及以上時，由于水分蒸發(fā)而在油中產(chǎn)生大量氣泡，這些氣泡先游離，致使擊穿電壓下降。31、電力變壓器的上層油溫一般都不宜超過85，為什么？主要是考慮到油的老化問題。油的老化是由于氧化和高溫同時作用產(chǎn)生的。在相同的時間里，溫度越高，吸收氧氣越多，氧化速度越快，平均溫度每升高10，油的劣化速度就會增加1.52倍。因此，必須限制運行中變壓器油的溫度。當然，把上層油溫限制低一些對變壓器油運行有利，但又限制了變壓器的出力。要兼顧兩個方面，將變壓器的上層油溫限制在85以內(nèi)較合適。32、當電源電壓升高時，通過降壓變壓器輸送的有功功率應該降低還是應該提高？忽略變壓器內(nèi)阻抗下降，變壓器電源電壓即為變壓器一次電壓：U1 = E1 = 4.44f N1m10的負8次方。若把一次側(cè)匝數(shù)N1與電源頻率f 看作不變的常數(shù)，電源電壓U1 與磁通m成正比。當U1 升高，m 也隨著升高，從而使激磁電流Im 也相應增加。而激磁電流是無功電流。Im 增加使無功功率增加。由于變壓器容量S = P+Q 一定，無功功率Q增加，疏松的有功功率P 就會相應減少。因此，對降壓變壓器，當電源電壓升高時，輸送的有功功率就應降低。33、運行中的變壓器為什么會發(fā)熱？油浸式變壓器最熱處在變壓器的上部還是下部？變壓器在運行中，繞組有電阻損耗，鐵芯中有鐵磁損耗，這些能量損耗都將轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，使變壓器各部分溫度升高。在?