單元制培訓用技三變壓器的檢查與分析(石)ppt課件.ppt

模塊1變壓器的工作原理 1 變壓器的定義 電磁感應原理 把一種電壓等級的交流電能變換為同頻率的另一種電壓等級交流電能的靜止電氣設備 2 變壓器的用途 變換電壓 還能變換電流和阻抗 但不能變換能量 只能傳遞能量或信號 變壓器在電力系統(tǒng)中起著傳輸 分配電能的重要作用 當遠距離傳輸大功率電能時 可以用變壓器升高電壓 減小電流 以降低輸電線路損耗 節(jié)省輸電線材 在用戶處 還可以用變壓器降低電壓等級以滿足配電和安全用電的需要 此外 變壓器還廣泛應用于電氣測量 自動控制 金屬冶煉 焊接及其他方面 3 變壓器的基本工作原理 一次側 二次側 鐵芯 N1 N2 電源 負載 可見 只要改變線圈的匝數(shù) 就能達到改變電壓的目的 簡述 變壓器利用電磁感應原理 借助具有不同匝數(shù)的原 副繞組之間的磁耦合作用 改變原 副邊電壓 電流 而不改變頻率 從而實現(xiàn)交流電能傳遞的目的 其中 若 模塊2變壓器的分類 1 按用途分 電力變壓器 調壓變壓器 儀用變壓器 礦用變壓器 試驗用變壓器及特殊變壓器 整流 電焊 脈沖變壓器 2 按相數(shù)分 單相變壓器和三相變壓器和多相變壓器 3 按線圈數(shù) 雙線圈變壓器 三線圈變壓器和自耦變壓器 4 按鐵心結構 心式變壓器和殼式變壓器 5 按冷卻方式分 干式變壓器 油浸式變壓器 油浸自冷 油浸風冷 油浸水冷 強迫油循環(huán)冷卻和強迫油循環(huán)導向冷卻 和充氣式變壓器等 如 充SF6的中小變壓器 6 按容量分 小型變壓器 630KVA以下中型變壓器 800 6300KVA大型變壓器 8000 63000KVA特大型變壓器 80000KVA及以上 模塊3變壓器的基本結構 電力變壓器主要有兩類 1 干式變壓器 容量較小 防火防爆性能好 無污染 免維護 2 油浸式變壓器 容量大 單位容量造價低 運行維護復雜 下面以油浸式變壓器為例 簡介變壓器的基本結構 一 油浸式變壓器的基本結構 器身 鐵芯繞組 銘牌 安全氣道 儲油柜 氣體繼電器 油箱 高壓套管 低壓套管 分接開關 一 鐵心 作用 構成變壓器的主磁路 兼作器身骨架 材料 0 23 0 35mm厚表面涂有絕緣漆膜的硅鋼片迭裝而成的閉合框體 結構 心式 殼式 漸開線式 成型卷片式 鐵心結構 心式 結構簡單 工藝性好 廣泛采用殼式 機械強度好 但制造復雜 耗材多 心式 殼式 二 繞組 作用是變壓器的電路部分 通過電磁感應實現(xiàn)交流電能的傳遞 材料一般用絕緣材料包裹的銅線或鋁線繞成 線圈在鐵心上排列方式 同心式 為了適應不同容量和電壓等級的需要 又分為圓筒式 連續(xù)式 螺旋式和糾結式 交迭式 主要用于電焊變壓器和電爐變壓器 要求每相至少有兩個匝數(shù)不同繞組 特例 隔離變壓器 為便于線圈和鐵心絕緣 低壓繞組靠近鐵心柱在里面 高壓繞組在外面 同時也便于分接開關制作 繞組絕緣 1 主絕緣 繞組與鐵芯之間 繞組與油箱之間 高低壓繞組之間以及相間絕緣 2 縱絕緣 層間絕緣 匝間絕緣和段間絕緣 油箱及變壓器油 鐘罩式油箱 大型變壓器 筒式油箱 其他變壓器 變壓器油的作用 一是絕緣 二是冷卻 其他附屬部件1 油枕 儲油柜 2 安全氣道 防爆管 3 瓦斯繼電器 輕瓦斯和重瓦斯4 絕緣套管 單一絕緣套管 純瓷 樹脂 復合絕緣套管 充油 充膠 充氣 電容式套管 油紙電容式 膠紙電容式 5 調壓裝置 有載調壓和無勵磁調壓 模塊4變壓器的冷卻方式簡述 變壓器運行時產(chǎn)生的各種損耗全部轉變?yōu)闊崃?將使變壓器的溫度升高 加速其絕緣材料老化 縮短變壓器的使用壽命 為保證變壓器長期安全運行 需要對變壓器實施冷卻 電力變壓器常用冷卻方式 一 油浸自冷式 7500KVA及以下 二 油浸風冷式 10000KVA以上 三 強迫油循環(huán)冷卻 50000KVA以上 四 強迫油循環(huán)導向冷卻 巨型變壓器 1 型號 表明變壓器的基本類別和特點 由字母和數(shù)字組成 耦合方式 自耦 O 一般不標 相數(shù) 三相 S 單相 D 冷卻方式 油風 F 油自 油水 S 迫風 FP 迫油水 SP G 干 繞組數(shù) 雙 三 S 調壓方式 有載 Z 無載 繞線材料 銅 鋁 L 額定容量 KVA 高壓繞組額定電壓 KV 模塊5變壓器的銘牌數(shù)據(jù) 2 額定值 額定功率 銘牌規(guī)定在額定使用條件下所輸出的視在功率 單位 VA或KVA國際標準容量系列為R10系列即 1 258925650 63 80 100 125 160 200315 400500 6308001000125016002000 額定電壓 指變壓器長時間運行所承受的工作電壓 單位 V或KV 規(guī)定加在一次側的電壓 單位 V或KV 一次側加額定電壓 二次側空載時的端電壓 單位 V或KV 額定電流 變壓器額定容量下允許長期通過的電流 單位 A或KA 線電壓 線電流 變壓器的銘牌參數(shù) 2 額定值 續(xù) 單相變壓器的關系式 額定頻率 我國工頻 50Hz 三相變壓器的關系式 對于雙線圈變壓器一 二次側的額定容量相等 溫升 變壓器某部分的溫度與周圍冷卻介質溫度之差 常用絕緣材料的分級 我國油浸電力變壓器大都采用A級絕緣 干式變壓器采用E級以上絕緣 A級絕緣使用材料為浸漬處理過的有機材料 如 棉紗 絲 紙 木材 瀝青等 周圍環(huán)境溫度為40 變壓器極限溫度為105 繞組平均溫度比油溫高10 為防止油質劣化 規(guī)定上層油溫 95正常情況下使絕緣油不過速氧化 上層油溫 85強迫油冷的 上層油溫 75 聯(lián)接組別 反映三相變壓器對稱運行時 表示高 低壓線圈的連接方式及高 低壓側對應線電動勢 或線電壓 之間的相位關系的表示式 我國標準聯(lián)接組別有 Yd11YNd11Yyn0YNy0Yy0常用 Yd11YNd11Yyn0江蘇Dyn11 銘牌上的其他參數(shù) 變壓器效率變壓器接線圖阻抗電壓 一般用百分數(shù)表示 即 從運行角度考慮 希望它小一些 以減少變壓器輸出電壓的波動 從限制短路電流的角度考慮 則希望它大一些 中小型變壓器為4 10 5 大型變壓器為12 5 17 5 干式變 非晶變 卷鐵芯變簡介 一 干式變壓器 干式變壓器是指鐵芯和繞組不浸在絕緣液體中的變壓器 在結構上可分為以固體絕緣包封繞組和不包封繞組 鐵心選用優(yōu)質冷軋晶粒取向硅鋼片 硅鋼片本身的磁滯振動小 設計時合理選擇磁通密度 保證正常工作電壓下有一定的裕度 在系統(tǒng)電壓為1 1UN時不出現(xiàn)磁飽和 應用 整體鐵芯 工藝 合理控制鐵芯夾緊力 使整個鐵芯成為一個牢固的整體 保證了鐵芯具有良好的垂直度和平整度 有效地降低了噪音 線圈1 高壓繞組用銅線 低壓繞組用銅線或銅箔繞制 玻璃纖維氈填充包繞 真空狀態(tài)下用不加填料的環(huán)氧樹脂澆注 固化后形成堅固的圓筒形整體 機械強度高 局部放電小 可靠性高 2 阻燃 防爆 不污染環(huán)境 纏繞線圈的玻璃纖維等絕緣材料具有自熄特性 熱值小 不會因短路產(chǎn)生自持性火災 高熱下樹脂不會產(chǎn)生有毒有害氣體 3 線圈不吸潮 鐵心夾件有特殊的防蝕保護層 可在100 相對濕度和其他惡劣環(huán)境中運行 間斷運行無須去潮處理 4 線圈內外側樹脂層薄 散熱性能好 溫控系統(tǒng)溫控系統(tǒng)由溫度控制器和安裝在產(chǎn)品熱點位置的鉑電阻測溫傳感器構成 溫度控制器具有溫度顯示和控制的功能 對變壓器的各相溫度巡回顯示和控制 若由于過載運行或故障引起變壓器繞組溫度過高 溫度控制器能發(fā)出報警信號 當繞組溫度超過安全值時能自動跳閘 采用強迫風冷時則由溫度控制器根據(jù)繞組溫度高低自動啟停風機 風機 防護外殼防護外殼的防護登記為IP20和IP23 IP20可以防止直徑大于12mm的固體異物進入殼體 IP23外殼除具有IP20的防護功能外 還可以防止與垂直位置成60度角范圍以內淋水進入殼體 外殼由鋁合金 不銹鋼 冷軋板以及敷鋁鋅板表面噴塑外殼 易于拆卸 并可根據(jù)用戶的不同要求配套各種形式的低壓出線 1 干式變壓器安裝地點的海拔高度不超過1000m 環(huán)境溫度不高于400C 如果海拔高度超過1000m 環(huán)境溫度高于400C 應按GB6450標準和有關規(guī)定作適當?shù)亩~調整 2 一般安裝在自然通風良好和清潔干燥的場所 如果安裝在地下室或其它通風不良的地方 應考慮強制通風的問題 一 干式變壓器的使用條件 1 具有難燃性 自熄性 由于變壓器事故引起火災 造成人身傷亡和重大經(jīng)濟損失事故還是不少的 為了消除火源希望變壓器本身具有難燃和自熄的特性 干式變壓器不易發(fā)生火災 自然就不易因火災而爆炸 防火消防措施簡單 可分散安裝在負荷中心 能充分靠近用電點 二 干式變壓器的特點 2 損耗低 變壓器是電力系統(tǒng)中重要的電氣設備 提高變壓器效率對節(jié)約電能的消耗有重大意義 干式變壓器設計時選用優(yōu)質冷軋晶粒取向硅鋼片 采用450全斜接縫鐵芯 鋼帶扎緊等一系列工藝 使鐵芯損耗大幅度下降 節(jié)能效果好 運行經(jīng)濟 3 機械強度高 正常運行的變壓器由于二次側突然短路 雖然短路的瞬變過程很短 但巨大的沖擊電流所產(chǎn)生的電磁力以及線圈的急劇發(fā)熱很可能使變壓器損壞 因此變壓器的結構必須具備承受短路電流沖擊的能力 干式變壓器線圈由于采用環(huán)氧樹脂澆注結構 機械強度很高 能保證在各種惡劣條件下正常運行 4 絕緣性能好 由于環(huán)氧樹脂具有良好的耐濕性 且繞組經(jīng)過繞注后 與空氣無直接接觸 特性穩(wěn)定 電氣絕緣性能好 通常使用干式變壓器的地方 大樓 地鐵 機場 港口 一般不直接與架空線路相連 因此大氣過電壓影響比油浸式變壓器要小 對絕緣的影響主要考慮操作過電壓 另外 對任何防護等級的干式變壓器 都可配置風冷系統(tǒng) 以提高短時過載能力 確保安全運行 5 噪聲低 變壓器噪聲主要由硅鋼片的磁勢伸縮引起的 它由2倍電源頻率基頻和包括高次諧波分量疊加而成 環(huán)氧樹脂變壓器線圈壓緊 定位采用硅橡膠緩沖結構 線圈在噪聲發(fā)生體鐵芯柱周圍起了隔聲壁的作用 從而使變壓器的振動和噪聲得到改善 1 環(huán)氧樹脂干式變壓器 環(huán)氧樹脂是一種早就廣泛應用的化工原料 它不僅是一種難燃 阻燃的材料 而且具有優(yōu)越的電氣性能 已逐漸為電工制造業(yè)所采用 用環(huán)氧樹脂澆注或浸漬作包封的干式變壓器即稱為環(huán)氧樹脂干式變壓器 2 氣體絕緣干式變壓器 氣體絕緣變壓器為在密封的箱殼內充以SF6氣體代替絕緣油 利用SF6氣體作為變壓器的絕緣介質和冷卻介質 它具有防火 防爆 無燃燒危險 絕緣性能好 與油浸變壓器相比重量輕 防潮性能好 對環(huán)境無任何限制 運行可靠性高 維護簡單等優(yōu)點 缺點是過載能力稍差 氣體絕緣變壓器的結構特點1 氣體絕緣變壓器的工作部分 鐵芯和繞組 與油浸變壓器基本相同 2 為保證氣體絕緣變壓器有良好的散熱性能 氣體絕緣變壓器需要適當增大箱體的散熱面積 一般氣體絕緣變壓器采用片式散熱器進行自然風冷卻 3 氣體絕緣變壓器測量溫度方式為熱電偶式測溫裝置 同時還需要裝有密度繼電器和真空壓力表 4 氣體絕緣變壓器的箱殼上還裝有充放氣閥門 3 H級絕緣干式變壓器 近年來除了常用的環(huán)氧樹脂真空澆注型干式變壓器外 又推出了一種采用H級絕緣干式變壓器 用作絕緣的NOMEX紙具有非常穩(wěn)定的化學性能 可以連續(xù)耐壓2200C高溫 在起火情況下 具有自熄能力 即使完全分解 亦不會產(chǎn)生煙霧和有毒氣體 電氣強度高 介電常數(shù)較小 NOMEX 高熔點芳香族聚酰胺 可用于制宇航服或消防服 非晶態(tài)合金鐵芯變壓器 在變壓器的運行費用中除維護費外 其中能量損耗費占了很大的比例 特別是變壓器的空載損耗 鐵芯損耗 占了能量損耗的主要部分 為了降低變壓器的空載損耗 采用高導磁率的軟磁材料 將非晶態(tài)合金應用于變壓器 制成非晶態(tài)合金變壓器 非晶態(tài)合金引起的磁化性能的改善 其B H磁化曲線很狹窄 因此其磁化周期中的磁滯損耗就會大大降低 又由于非晶態(tài)合金帶厚度很薄 并且電阻率高 其磁化渦流損耗也大大降低 據(jù)實測 非晶態(tài)合金鐵心的變壓器與同電壓等級 同容量硅鋼合金鐵心變壓器相比 空載損耗要低75 80 空載電流可下降80 左右 非晶態(tài)合金鐵心配電變壓器應用中的幾個問題 1 非晶態(tài)合金鐵心變壓器的空載特性在變壓器壽命期內 特性穩(wěn)定 有較高的可靠性 加制成全密封型 即可實現(xiàn)免維修 2 非晶態(tài)合金鐵心變壓器最突出的特點是比硅鋼片鐵心變壓器的空載損耗和空載電流降低很多 所以非晶態(tài)合金鐵心變壓器適合用于峰谷差大的用電負荷 3 由于非晶態(tài)合金具有薄 硬 脆 對應力敏感等特性 所以 在變壓器結構設計 制造 運行時必須采取措施 降低和減少對鐵心影響的應力 如運輸 搬動 安裝等 以保持其優(yōu)越的空載特性 1 空載損耗小 負載損耗小 空載電流小 2 高可靠性 溫升低 噪音低 3 體積小 重量輕 設計合理美觀 4 卷鐵芯為整體式結構 鐵芯柱的截面近似圓形 無縫隙 卷鐵芯變壓器的特點 5 采用高品質 晶粒取向高導磁冷軋硅鋼片 由一條曲線滑 寬度變化連續(xù)的硅鋼帶繞制而成 6 全密封取消了儲油柜 油的體積變化由波紋片彈性調節(jié) S11卷鐵芯變壓器的技術特點S11型變壓器卷鐵芯打破了傳統(tǒng)的疊片式鐵芯結構 卷鐵芯變壓器是一種低噪音環(huán)保型 高效節(jié)能的配電變壓器 與傳統(tǒng)疊片式變壓器相比較 有以下七個顯著特點 硅鋼片連續(xù)卷制 鐵芯無接縫 大大減少了磁阻 空載電流減少了60 80 提高了功率因數(shù) 降低了電網(wǎng)線損 改善了電網(wǎng)的供電品質 連續(xù)卷繞充分利用了硅鋼片的取向性 空載損耗降低20 35 卷鐵芯經(jīng)退火工藝后 其導磁性能可恢復到機加工前的原有水平 卷鐵芯結構成自然緊固狀態(tài) 無需夾件緊固 避免了因鐵芯加緊力所帶來的鐵芯性能惡化 損耗增加 卷鐵芯自身是一個無接縫的整體 且結構緊湊 在運行時的噪音水平降低到30 45dB 保護了環(huán)境 因此 很適合于建筑物內和生活區(qū)安裝使用 卷鐵芯節(jié)約加工材料 硅鋼片無橫剪工序 邊角廢料少 材料利用率比S9型疊鐵芯變壓器高 在同容量下 鐵芯重量大約下降10 左右 節(jié)約了原材料 性能價格比有較大提高 卷鐵芯生產(chǎn)加工機械化程度高 生產(chǎn)效率比疊片鐵芯生產(chǎn)率提高約2倍 卷鐵芯變壓器的缺點 一是鐵芯退火工藝要求較高 二是鐵芯卷繞和線圈繞制需要專用設備 三是鐵芯和繞組維修較困難 目前國內采購的卷鐵芯變壓器主要是315kVA及以下容量 小結 電力變壓器是依據(jù)電磁感應原理進行交流電能傳遞的靜止電器 變壓器一 二次繞組是靠鐵芯中的交變磁通聯(lián)系起來 利用一 二次匝數(shù)不等實現(xiàn)變壓的 變壓器的基本結構部件是鐵芯和繞組 忽略變壓器內部損耗 一次繞組的輸入功率等于二次繞組的輸出功率 三相變壓器銘牌上的額定電壓和電流均為線值 第二講變壓器運行與維護 一 變壓器的運行監(jiān)視 監(jiān)視并記錄變壓器控制盤上的儀表 用目測法觀察儲油柜 充油套管內的油位 油色及透明度 用耳測法聽變壓器的運行噪聲是否正常 觀察吸濕器內的變色硅膠顏色 干噪硅膠應呈深藍色 監(jiān)視變壓器箱殼 充油套管及冷卻裝置有無滲漏油現(xiàn)象 監(jiān)視冷卻系統(tǒng)的運轉情況是否正常 變壓器的運行維護 音響應正常 油位應在油位線上 外殼清潔 無滲漏現(xiàn)象 油溫應正常 不應超過85 負荷正常 引線不應過松 過緊 接觸良好 有氣體繼電器時查其油位是否正常 二 變壓器的日常檢查項目 三 變壓器的的特殊巡視檢查項目 大風時檢查變壓器附近應該沒有被風吹動飛起的雜物 防吹落在變壓器上 注意引線的擺動情況 瓦斯繼電器蓋子防雨罩及端子蓋應蓋好 大霧 毛毛雨 小雨天時 檢查套管 絕緣子應無嚴重電暈 閃絡和放電現(xiàn)象 大雪天檢查引線接頭處的積雪 觀察溶雪速度及有無冒氣 以判斷是否過熱 檢查油計 溫度計應無積雪覆蓋 雷雨后 檢查避雷器的動作情況 套管有無破裂 放電痕跡 夜巡時 注意引線接頭 線卡處應無過熱 發(fā)紅及嚴重放電現(xiàn)象 超額定值運行期間應加強檢查負載電流 運行時間 上層油溫 當變壓器瓦斯繼電器發(fā)信號時應對變壓器外部及瓦斯繼電器內的氣體進行檢查 清掃變壓器箱殼及其附件 擦凈高 低壓套管外表面 對變壓器本體及充油附件 取油樣并做油樣試驗 檢查維護絕緣套管的導電接頭 導電板帽蓋 雷雨季節(jié)前 維護好避雷裝置并預先投入系統(tǒng) 趁維護停電機會 對一些零星小缺陷應予以消除 四 變壓器的定期維護項目 五 干式變壓器的運行及維護 干式變壓器的運行維護原則上參照油浸式變壓器執(zhí)行 須去除油保護部份的內容 1 運行中的監(jiān)護在做好安裝和運行試驗符合規(guī)定要求的工作后 在干燥 清潔的環(huán)境中 在正常負荷情況下 干式變壓器不用維護 但平時應著重注意下列幾個方面 1 經(jīng)常觀察負荷情況和變壓器的溫度情況 2 經(jīng)常檢查風機能否啟動 是否有斷相情況 3 如發(fā)現(xiàn)有過多的灰塵聚集 應在可斷電的情況下用干燥 清潔的壓縮空氣來清除這些灰塵 4 干式變壓器停運后 經(jīng)絕緣檢測 無異常情況可直接帶負荷投入運行 5 只要電網(wǎng)電壓最大值不超過相應分接電壓的5 干式變壓器可安全運行 6 無激磁調壓的變壓器 在完全脫離電網(wǎng) 高 低壓側均斷開 的情況下 用戶可根據(jù)當時電網(wǎng)電壓的高低按分接位置牌所示 進行三相同時調節(jié) 7 有載調壓變壓器 當電網(wǎng)電壓波動時 可在負載的情況下 通過自動控制器或電動 手動操作來改變線圈匝數(shù) 從而穩(wěn)定輸出電壓 8 如發(fā)現(xiàn)變壓器噪聲突然增大或局放點突然增大 應立即注意變壓器的負荷情況和電網(wǎng)電壓情況 加強觀察變壓器的溫度變化 1 溫度控制器及風機的電源應通過開關屏獲得 而不要直接接在變壓器上 2 變壓器投入運行前 必須對變壓器室的接地系統(tǒng)進行認真的檢查 特別是變壓器的鐵心和外殼 3 變壓器無外殼時 要安放隔離欄柵 如果隔離欄柵是金屬網(wǎng) 也要可靠接地 2 安全注意事項 4 變壓器外殼的門要關好 當有開門保護時 請把開啟接點串入跳閘回路 5 變壓器室要有防小動物進入的措施 以免發(fā)生意外事故 6 工作人員進入變壓器室一定要穿絕緣鞋 注意與帶電部分的安全距離 不要觸摸變壓器 7 變壓器隔3 5年應檢查一次 此時也要做規(guī)定的預防性試驗項目 第三講三相變壓器的并聯(lián)運行 變壓器的并聯(lián)運行 并聯(lián)運行的定義將兩臺或者兩臺以上的變壓器一 二次側分別接在各自的公共母線上 同時對負載供電 并聯(lián)運行的優(yōu)點 1 提高供電的經(jīng)濟性 2 提高供電的可靠性 3 便于擴容 減少初次投資 概述 變壓器的并聯(lián)運行 變壓器的并聯(lián)運行 一 變壓器并列運行的理想條件1 理想情況 空載時副邊無環(huán)流 負載后負載系數(shù)相等 各變壓器的電流與總電流同相位 各變壓器的原 副邊的額定電壓分別相等 即變比相等 變比差值 0 5 各變壓器的連接組號相同 各變壓器的短路阻抗 短路電壓 標么值相等 10 且短路阻抗角也相等 并列變壓器容量比不宜超過3 1 2 理想條件 變壓器的并聯(lián)運行 1 變比不等時的并聯(lián)運行設 空載運行時的環(huán)流 原邊向副邊折算 二 不滿足并聯(lián)條件時的運行分析 并聯(lián)運行變比不等變壓器空載時的環(huán)流計算公式 負載運行 變比不同產(chǎn)生環(huán)流 增加了附加損耗 變比大的變壓器承擔的電流小 變比小的變壓器承擔的電流大 結論 2 組別不同時并聯(lián)運行 組別不同時 副邊線電動勢最少差300 由于短路阻抗很小 產(chǎn)生的環(huán)流很大 損壞變壓器 結論 組別不同 絕對不允許并聯(lián) Y y0與Y d11變壓器并聯(lián)運行時的電壓差 接線組別不同的并聯(lián)運行變壓器的環(huán)流計算公式 式中 為兩臺變壓器低壓側相量之間的角度差 最小值為30 變壓器的并聯(lián)運行 3 短路阻抗標么值不等時的并聯(lián)運行 結論 短路阻抗標么值不等 各變壓器負載分配不合理 各變壓器所分擔的負載大小與其短路阻抗標么值成反比 短路阻抗標么值大的變壓器分擔的負載小 短路阻抗標么值小的變壓器分擔的負載大 4 阻抗電壓標么值不等并聯(lián)運行時的負載分配計算 計算某一臺變壓器所分擔的實際功率 不使任何一臺變壓器過載時 最大輸出功率 變壓器設備利用率計算式 變壓器承擔的總負載功率 各臺變壓器的額定容量與自身的阻抗電壓標么值之比的算術和 所求某一臺變壓器的額定功率 所求某一臺變壓器阻抗電壓標么值 多臺變壓器中最小的阻抗電壓標么值 多臺變壓器額定容量之和 并聯(lián)運行變壓器負荷分配計算公式 短路阻抗不同 容量不同或兩者均不同 短路阻抗標么值不等的變壓器并聯(lián)運行時 應適當提高短路阻抗標么值大的變壓器的二次電壓 即適當減小其電壓變比 以使并聯(lián)運行的變壓器的容量均能得以充分利用 三 變壓器運行規(guī)程的相關規(guī)定 變比不同和短路阻抗標么值不等的變壓器 在任何一臺變壓器都不會過載的情況下 可以并聯(lián)運行 第四講變壓器故障的分析判斷 變壓器常見故障原因 一般可分為電路故障和磁路故障 電路故障 指線環(huán)和引線故障 線圈的老化 受潮 切換器接觸不良 材料質量及制造工藝不良 過電壓沖擊及二次系統(tǒng)短路引起的故障 磁路故障 指鐵心 鐵軛及夾件間發(fā)生的故障 硅鋼片短路 穿心螺絲及鐵軛夾件與鐵心間的絕緣損壞 鐵心接地不良或多點接地 變壓器正常運行時發(fā)出連續(xù)的均勻的 嗡嗡 聲 產(chǎn)生這種聲音的原因 1 勵磁電流產(chǎn)生的磁場作用使硅鋼片振動 2 鐵心的接縫和疊層之間的電磁力作用引起振動 3 繞組的導線之間或繞組之間的電磁力作用引起振動 4 變壓器上的某些零部件引起振動 一 聲音異常 1 聲音比平時增大 均勻 原因有 電網(wǎng)發(fā)生過電壓 電網(wǎng)發(fā)生單相接地或產(chǎn)生諧振過電壓時 都會使變壓器的聲音增大 此時 可結合電壓 電流表計的指示進行綜合判斷 變壓器過負荷 變壓器過負荷會使其聲音增大 尤其是在滿負荷的情況下突然有大的設備投入 將會使變壓器發(fā)出沉重的 嗡嗡 聲 2 變壓器有雜音變壓器聲音比正常時增大且有明顯的雜音 但電流 電壓無明顯異常時 則可能是內部夾件或壓緊鐵心的螺栓松動 使硅鋼片振動增大所造成雜音 如聲音較大而嘈雜 為強烈而均勻的噪聲 則可能是鐵心的穿心螺絲夾得不緊 使鐵心松動而造成 個別零件松動 會發(fā)出 叮當 聲音 某些離開疊層的硅鋼片端部振動 有 嚶嚶 聲 3 變壓器有放電聲若變壓器內部或表面發(fā)生局部放電 聲音中就會夾雜有 噼啪 放電聲 或變壓器內部發(fā)出 吱吱 的放電聲 這是由于內部接觸不良或有絕緣擊穿 這時應將變壓器作進一步檢測或停用 4 變壓器有水沸騰聲若變壓器的聲音夾雜有水沸騰聲且溫度急劇變化 油位升高 則應判斷為變壓器繞組發(fā)生短路故障或分接開關接觸不良引起嚴重過熱 這時應立即停用變壓器進行檢查 5 有爆裂聲 若變壓器聲音夾有不均勻的爆裂聲 則是變壓器內部或表面絕緣擊穿 此時應停用檢查 6 撞擊聲和摩擦聲 若變壓器的聲音中夾雜有連續(xù)規(guī)律的撞擊聲和摩擦聲 則可能是變壓器外部零件因振動或摩擦所造成 或外來高次諧波造成的 根據(jù)情況處理 7 有 哇哇 聲或尖細的 哼哼 聲 變壓器帶有大動力設備 負荷變化較大 由于5次諧波分量大 變壓器會發(fā)出 哇哇 聲 應密切監(jiān)視電流 電壓表的指示 匯報調度 進行處理 由于鐵磁諧振 發(fā)出尖細的 哼哼 聲 且忽粗忽細 電表指示擺動大 是系統(tǒng)低頻率的諧振所致 二 油溫異常1 內部故障引起油溫異常 如繞組匝間 層間短路 線圈對圍屏放電 接頭發(fā)熱 鐵心多點接地使渦流增大過熱 零序磁通與鐵件形成回路發(fā)熱等 還將伴隨瓦斯或差動保護動作 嚴重時防爆管噴油 這時應停用檢查 2 冷卻器運行不正常引起油溫異常 潛油泵停運 風扇損壞 散熱管積垢引起冷卻不良 應維護或沖洗 三 油位異常 變壓器儲油柜的油位表 一般標有 300c 200c 400c三條線 這三條線的含義分別是指變壓器安裝地點在環(huán)境最低溫度為 300c時變壓器空載運行的油位刻度線和環(huán)境平均溫度為 200c 環(huán)境最高溫度為 400c時變壓器滿載運行的油位刻度線 根據(jù)這三條標志線與變壓器負載變化時相對應的油位高低 可以判斷是否需要加油或放油 這是因為運行中變壓器溫度的變化會使油體積變化 從而引起油位的上下位移 油位異常的原因 1 假油位 油標管堵塞 油枕呼吸器堵塞 防爆管通氣孔堵塞 變壓器油枕內存有一定數(shù)量的空氣等 2 油面過低 嚴重滲油 放油后末作補充 氣溫過低且油量不足 或油枕容積偏小 不能滿足運行要求 四 外表異常1 防爆管防爆膜破裂 材質與玻璃選擇處理不當 防爆膜及法蘭加工不精細不平正 安裝工藝不符合要求 受外力襲擊 內部短路 2 壓力釋放閥的異常 3 套管閃烙放電 套管表面過臟如粉塵 污穢等 系統(tǒng)出現(xiàn)內部或外部過電壓 套管內存在隱患而導致?lián)舸?4 滲漏油 閥門系統(tǒng) 膠墊 絕緣子破裂 高壓套管升高座法蘭 油箱外表焊接處設計制造不良 加工粗糙而滲漏油 五 顏色 氣味異常1 引線 線卡處過熱引起異常 套管接線端部緊固部松動或引線頭線鼻子滑牙 導致接觸面發(fā)生嚴重氧化 使接觸處過熱 顏色變暗 表面鍍層被破壞 連接頭部分溫度一般不超過700C 可用示溫蠟片檢查 一般黃色蠟片熔點為600C 綠色為700C 紅色800C 也可用紅外線測溫儀測量 溫度很高時會有焦臭味 2 套管 絕緣子有污穢或損傷嚴重時發(fā)生放電 閃絡產(chǎn)生特殊的臭氧味 3 呼吸器硅膠藍色變?yōu)榧t色 粉紅色超過2 3 應更換 4 附件電源線或二次線的老化損傷 造成短路產(chǎn)生異味 5 冷卻器中電機短路 分控制箱內部接觸器 熱繼電器過熱燒損等產(chǎn)生焦臭味 六 變壓器有下列情況之一的應立即停運1 變壓器內部音響很大 有嚴重的放電聲 2 在正常冷卻條件下 變壓器溫度不正?；虿粩嗌仙?3 防爆管爆破或油枕冒油 4 油色變化過甚 油內出現(xiàn)炭質 5 套管有嚴重的破裂和放電現(xiàn)象 6 出現(xiàn)接頭過熱 噴油 冒煙 第五講變壓器的故障處理 電力變壓器的繼電保護配置規(guī)定 35kV主變壓器應設置下列保護 1過負荷 信號 2過電流 包括復合電壓 低電壓起動的過電流保護 3速斷或差動 4瓦斯 包括有載調壓開關 輕瓦斯發(fā)信號 重瓦斯跳閘 5溫度 信號及啟動冷卻裝置 跳閘 6壓力釋放 適用于油浸變 信號及跳閘 電力變壓器的繼電保護配置規(guī)定 10kV變壓器應設置下列保護 1 過電流 2 速斷 對10kV重要變壓器 當速斷保護靈敏度不符合要求時 也可采用縱差保護 3 瓦斯 適用于800kV A或車間內400kV A及以上油浸式變壓器 輕瓦斯發(fā)信號 重瓦斯跳閘 4 溫度 信號及啟動冷卻裝置 跳閘 5 壓力釋放 適用于油浸變 信號及跳閘 一 瓦斯保護動作后的處理 變壓器運行中如發(fā)生局部過熱 在很多情況下 當還沒有表現(xiàn)為電氣方面的異常時 首先表現(xiàn)出的是油氣分解的異常 即油在局部高溫下分解為氣體 逐漸集聚在變壓器頂蓋上端及瓦斯繼電器內 引起瓦斯保護動作 根據(jù)故障性質和危險程度的不同 產(chǎn)氣的速度和產(chǎn)氣量多少不同 瓦斯保護分別設有輕瓦斯和重瓦斯兩種 輕瓦斯保護動作發(fā)出信號 重瓦斯保護動作于主變壓器各側斷路器自動跳閘 將故障變壓器退出運行 1 輕瓦斯動作后的處理輕瓦斯動作發(fā)出信號后 值班人員應首先停止音響信號 并觀察瓦斯繼電器動作的次數(shù) 間隔時間的長短 氣量的多少 檢查氣體的性質 從顏色 氣味 可燃性等方面判斷變壓器是否發(fā)生內部故障 非變壓器故障原因 例如因進行濾油 加油或檢修工作或冷卻系統(tǒng)不密封等使空氣進入變壓器 因溫度下降或漏油使油面降低 因外部穿越性短路電流的影響 因油枕空氣不暢通 因直流回路絕緣破壞或觸點裂化引起的誤動作 如確定為外部原因引起的動作 變壓器可繼續(xù)運行 輕瓦斯保護動作一般有下列幾方面原因 通過氣體性質及氣相色譜分析檢查 確認是由于變壓器內部故障而產(chǎn)生的氣體時 應向調度申請停運檢修 停運前應加強監(jiān)測 2 重瓦斯動作后的處理 運行中的變壓器發(fā)生重瓦斯保護動作跳閘 其原因有以下幾方面 變壓器內部發(fā)生故障 繼電保護裝置及二次回路故障 若輕瓦斯發(fā)信號和重瓦斯跳閘同時出現(xiàn) 往往反映是變壓器內部發(fā)生故障 為區(qū)別故障性質 應收集瓦斯繼電器內的氣體 并根據(jù)氣體多少 顏色 氣味 可燃性等來判斷其性質 無色 無味 不可燃的氣體是空氣 黃色 不可燃的是木質故障 灰白色 有強烈臭味 可燃的是紙質或紙板故障 灰色 黑色 易燃的是油質故障 為了進一步判明變壓器內部故障性質 應立即取氣 或油 樣進行氣相色譜分析及電試分析 在瓦斯繼電器內取氣時應注意的安全事項如下 先準備好有關用具和工具 取氣時應有兩人進行 一人監(jiān)護 一人操作取氣 操作時需注意人與帶電體之間的安全距離 不得越過專設的遮欄 在瓦斯繼電器內取氣的部位應正確用具需采用密封的容器 從瓦斯繼電器內抽取氣體 取氣裝置應嚴密 所取得的氣體不得泄漏 因為氣量多少也是判別故障性質的依據(jù)之一 主變壓器發(fā)生重瓦斯動作跳閘后 不經(jīng)詳細檢查原因或原因不明者 不得投入運行 變壓器油質氣相色譜分析 正常情況下變壓器油及有機絕緣材料 在熱和電的作用下 會逐漸老化和分解 產(chǎn)生少量的烴類及二氧化碳 一氧化碳等氣體 這些氣體大部分溶解在油中 當存在潛伏性過熱或放電故障時 就會加快這些氣體的產(chǎn)生速度 隨著故障的發(fā)展 分解出氣體形成的氣泡在油里對流 擴散 并不斷溶解在油中 當產(chǎn)氣速率大于溶解速率時 會有一部分氣體進入瓦斯繼電器 故障氣體的成分和含量與故障的類型和故障的嚴重程度有密切關系 因此 分析溶解在油中的氣體 能及時發(fā)現(xiàn)變壓器內部存在的潛伏性故障 并可及早掌握故障的發(fā)展情況 不同故障類型產(chǎn)生氣體的成分可查相關資料 如果發(fā)現(xiàn)變壓器有內部故障特征 則需進行吊心或吊殼檢查 二 差動保護動作后的處理 為了保證變壓器的可靠運行 以及當變壓器本身發(fā)生電氣方面的故障 如層間 相間短路 時能盡快將其退出運行 從而減少事故情況下變壓器損壞的程度 對大容量的變壓器均應設置差動保護裝置 差動保護與瓦斯保護的共同之處是 這兩種保護的動作都靈敏 迅速 都是變壓器本身的主要保護 差動保護與瓦斯保護不同之處是 瓦斯保護主要是反映變壓器內部過熱引起的油氣分離發(fā)展 大量氣體或油氣沖動 的故障 差動保護則是反映保護范圍內的電氣故障 主變壓器瓦斯 差動保護動作 變壓器各側的斷路器同時跳閘 運行中的變壓器 如果差動保護動作 引起斷路器跳閘 則運行人員應采取以下措施 1 向調度及上級主管領導匯報 并復歸事故音響信號 2 立即停止?jié)撚捅玫倪\行 避免把內部故障部位產(chǎn)生的炭粒和金屬微粒擴散到各處 增加修復難度 3 對差動保護范圍內所有一 二次設備進行檢查 觀察有無異常和短路放電現(xiàn)象4 對變壓器測量絕緣電阻 檢查有無內部故障 5 查看直流系統(tǒng)有無接地現(xiàn)象 經(jīng)過上述檢查后 如判斷確認差動保護是由于外部原因 如保護誤動 保護范圍內的其他設備故障等引起動作 瓦斯保護未動作 則變壓器可不經(jīng)內部檢查而重新投入運行 如不能判斷為外部原因時 則應對變壓器作進一步的測量 檢查分析 以確定故障性質及差動保護動作原因 必要時進行吊心檢查 三 電流保護動作后的處理 電流速斷保護動作跳閘時 其處理過程參照差動保護動作的處理 定時過電流保護為后備保護 可作下屬線路保護的后備 或作下屬母線保護的后備 或作變壓器主保護的后備 所以 過電流保護動作跳閘 應根據(jù)其保護范圍 保護信號動作情況 相應斷路器跳閘情況 設備故障情況等予以綜合分析判斷 然后再分別進行處理 據(jù)統(tǒng)計分析 引起過流保護動作跳閘 最常見的原因有 其一是下屬線路故障拒跳而造成的越級跳閘 其二是下屬母線設備故障造成的跳閘 1 由于下屬線路設備發(fā)生故障 未能及時切除 而越級跳主變壓器側相應斷路器 造成母線失電其處理辦法是 檢查失電母線上各線路保護信號動作情況 若有線路保護信號動作的 屬線路故障 是保護動作斷路器未跳閘造成的越級 此時應拉開拒跳的線路斷路器 切除故障線路后 將變壓器重新投入運行 同時 恢復向其余線路送電 經(jīng)檢查 若無線路保護信號動作 可能屬線路故障 因保護未動作 斷路器不跳閘 造成的越級 此時應拉開母線上所有的線路斷路器 將變壓器重新投入運行 再逐路試送各線路斷路器 當合上某一線路斷路器 又引起主變壓器斷路器跳閘時 則應將該線路斷路器改冷備用后 再恢復變壓器和其余線路的送電 上述故障線路在未經(jīng)查明原因 未處理前不能送電 2 由于下屬母線設備發(fā)生故障 主變壓器側斷路器跳閘造成母線失電 llOkV及以下變電站各電壓等級的母線 一般都沒有單獨的母線保護 由過流保護兼作母線保護 若母線上的設備發(fā)生故障 則只靠過流保護動作跳閘 因此 當過流保護動作跳閘后 需檢查母線及所屬母線設備 檢查中若發(fā)現(xiàn)某側母線或所屬母線設備有明顯的故障特征時 則應切除故障母線后再恢復送電 過流保護動作跳閘 主變壓器主保護如瓦斯保護也有動作反映 則應對主變壓器本體進行檢查 若發(fā)現(xiàn)有明顯的