對電力變壓器的認識及分析賈佳

山東勞動職業(yè)技術學院 2007 級電氣工程專業(yè)畢業(yè)論文 1 對電力變壓器的認識及分析 吳秀林 前 言 轉(zhuǎn)眼為期三年的電工學習結(jié)束了 在學習期間雖然很累 很苦 但我卻 感到很快樂 因為我們在學到了作為一名電工所必備的知識的同時還鍛煉了自 己的動手能力 而且也讓我更深刻地體會到偉大的詩人 李白那一名言 只要 功夫深 鐵杵磨成針的真正內(nèi)涵 經(jīng)過在母校三年的教導 學習 使我的知識面增多 學到的東西越來越豐富 使自己的個人素質(zhì)不斷提高 知識面寬廣 不斷的充實拉自己 三年的刻苦學習 不知不覺過去 我也將走入自己的崗位實習 我走出了自 己的母校 山東勞動職業(yè)技術學院 2007 級電氣工程專業(yè)畢業(yè)論文 2 首先十分地感謝學校和各位老師辛勤地教育了我三年 三年的時間 我從 一名中專生變成了一個懂技術的技術人員 三年的時間 我學習了大量的理論 知識 同時也懂得了許多實踐知識 剛?cè)雽W的一年 我學習了高等數(shù)學 英語 等基礎課程 在原來的基礎上又有了了一個提高 明白了微積分 積分 導數(shù) 等知識 同時也初步接觸了電氣基礎等專業(yè)課程 讓我知道了機械專業(yè)的性質(zhì) 還讓我知道了生活的周圍到處都是機械 機械對我們的生產(chǎn)生活異常的重要性 到了二年級 學習理論的同時又加入了實踐 從最初的電工 一直到現(xiàn)在的高 級電工基礎操作 讓我明白了要做為一名技術人員的艱辛 時間匆匆 轉(zhuǎn)眼間 又面臨著畢業(yè) 就業(yè) 一切來得那么自然 我從一名學生變成了一名就業(yè)人員 下面我先介紹以下我在學校所學知識的一些總結(jié) 一 變壓器的應用 變壓器是利用電磁感應作用來升高或降低電壓的一種靜止電器 它可以把 電能由某一種電壓變成同頻率的另一種電壓 還可以用來改變電流 變換阻抗 改變相位 進行隔離 在國民經(jīng)濟各部門及日常生活中應用十分廣泛 在電力系統(tǒng)中 為了提高輸送和分配電能的經(jīng)濟性 大量使用電力變壓器 通常 發(fā)電機總?cè)萘颗c變壓器的總?cè)萘恐燃s為 1 6 在工礦企業(yè)中 廣泛應用有能提供大電流的電焊變壓器 整流變壓器和電 爐變壓器 在變流電器中測量大流 高電壓和大電功率時 需運用電流互感器和電壓 互感器 在電氣試驗中 要應用調(diào)壓器 高壓試驗變壓器等 在電信自動控制系統(tǒng)中 廣泛地使用控制變壓器 電源變器 輸入及輸出 變壓器等 山東勞動職業(yè)技術學院 2007 級電氣工程專業(yè)畢業(yè)論文 3 二 變壓器的分類 1 按用途分類 電力變壓器 主要用于輸配電系統(tǒng) 又分為升壓變壓器 降壓變壓器和配 電變壓器等 電力變壓器容量從幾十千伏安到幾十萬千伏安 電壓等級從幾百 伏到幾百千伏 調(diào)壓變壓器 用來調(diào)節(jié)電壓 實驗室多使用小容量的調(diào)壓變壓器 控制變壓器 容量較小 用于自動控制系統(tǒng) 如電源變壓器 輸入變壓器 輸出變壓器和脈沖變壓器等 儀用變壓器 一般指電流互感器和電壓互感器 因為線路中的大電流 高 電壓不宜直接測量 需要通過互感器連接測量儀表進行測量 驗高壓變壓器 用于高壓試驗 如可產(chǎn)生電壓高達 750kV 的試驗變壓器 特殊用變壓器 有電爐變壓器 整流變壓器和電焊變壓器等 2 按繞組數(shù)目分類 雙繞組變壓器 有電爐變壓器 整流變壓器和電焊變壓器等 自耦變壓器 高低壓共用一個繞組 在高壓 低壓繞組之間即有磁的耦合 又有電的聯(lián)系 三繞組變壓器 每相有高壓 中壓 低壓 3 個繞組 多繞組變壓器 每相有 3 個以上繞組的變壓器 3 按相數(shù)分類 單相變壓器 用于單相交流系統(tǒng) 三相變壓器 用于三相交流系統(tǒng) 多相變壓器 例如用于整流的六相變壓器 按鐵心結(jié)構(gòu)分芯式與殼式 按冷卻條件分油浸變壓器 干式變壓器 即空 山東勞動職業(yè)技術學院 2007 級電氣工程專業(yè)畢業(yè)論文 4 氣冷卻式 充氣式變壓器和水冷變壓器 三 變壓器的額定值 額定值是國家 或有關部門 對變壓器正常運行時所作的使用規(guī)定 在額 定工作狀態(tài)下運行可以保證變壓器長期可靠地工作 并且有良好的性能 銘牌數(shù)據(jù) 頻率 f Hz 表示變壓器適用的電源頻率 相數(shù) m 變壓器繞組的相數(shù) 也表示適用電源的相數(shù) 二者必須一致 額定電壓 UN V 或 KV 一次側(cè)額定電壓 是指電源施加在一次繞組出線端子之間的電壓 即線電 壓 的保證值 凡沒有特殊說明 額定電壓都是指線電壓 變壓器所承受的外 加電壓與額定值的偏差 不得超過 5 額定值 這是額定運行的基本條件 二次側(cè)額定電壓 是指一次繞組加額定電壓 二次繞組空載時 二次繞組 出線端子之間的電壓 即線電壓 值 變壓器帶負載后 二次輸出電壓將有所 下降 這了保證供電質(zhì)量 輸出電壓與額定電壓的偏差 不得超過供電電壓允 許的偏差 這依靠調(diào)節(jié)高壓繞組分接頭 抽頭 來實現(xiàn) 分接頭的電壓 用額 定電壓的百分數(shù)來表示 調(diào)壓時 可以把供電變壓器的輸出電壓調(diào)到額定值的 105 這時 鄰近 的供電電壓雖然偏高了點 但仍不超出 7 的允許范圍 而且扣除供電線路上 的電壓損失后 遠方的供電電壓才不致過低 兩者必須兼顧 額定電流 IN 安 表示在外施額定電壓下 變壓器滿負荷運行時的線電流 變壓器的額定電流是以容量除以額定電壓計算得出 例如一臺三相繞組電 山東勞動職業(yè)技術學院 2007 級電氣工程專業(yè)畢業(yè)論文 5 力變壓器 SN 100KVA U1N 6KV U2N 400KV 這臺變壓器原 副邊的額定電 流分別為 使變壓器副邊電流達到額定值的負載稱為變壓器的額定負載 變壓器在額定電流下運行 繞組的溫升不會超限 使用壽命是有保障的 一般可使用 20 年以上 但是若電流長期超過額定電流運行 銅損耗增加 發(fā)熱加劇 變壓器溫度升高 會使繞組的絕緣材料迅速老化甚至燒毀 致使變 壓器的使用壽命大大縮短 因此使用變壓器時要十分注意不要使電流較長時間 地超過額定值運行 額定容量 SN KVA 在額定工作情況下 變壓器的最大輸出能力 以視在功率來表示 對三相 變壓器而言 額定容量 SN 指三相容量之和即 SN 對于有高壓 低壓 中壓 如果有的話 的三相變壓器而言 額定容量指容量最大的那套三相繞組的容 量 變壓器輸出的最大功率 P 決定額定容量 SN 和負載的功率因數(shù) P SN 當負載功率因數(shù) 1 時 變壓器輸出功率最大 P SN 當 0 8 時 P 0 8SN 同 一臺變壓器越能得到充分利用 因此 要努力提高變壓器的負載功率因數(shù) 變 壓器輸出功率 P 不能將輸出功率和容量混為一談 阻抗電壓 變壓器二次繞組短路 以額定頻率的電壓施加在一次繞組上 并使其中的 電流達到額定值時所施加的電壓值 阻抗電壓用它對于額定電壓的百分數(shù)業(yè)表 示 即 UN 阻抗電壓又稱短路電壓 其值越小 變壓器輸出電壓對于負荷變 化所引起的變化越小越穩(wěn)定 但發(fā)生短路故障時 沖擊電流越大 破壞性越嚴 重 運行方式 山東勞動職業(yè)技術學院 2007 級電氣工程專業(yè)畢業(yè)論文 6 電力變壓器均為 連續(xù) 運行方式 這意味著該臺變壓器一天 24 小時可 不停地連續(xù)工作 直到檢修 溫升和絕緣耐熱等級 油浸式電力變壓器的耐熱等級都是 A 級 因此可省略 其它耐熱等級的變 壓器 如干式變壓器 銘牌標明其絕緣的耐熱等級 四 變壓器的基本結(jié)構(gòu) 1 鐵心 變壓器壓器由套在一個閉合鐵心上的兩個或多個線圈 繞組 構(gòu)成 鐵 心和線圈是變壓器的基本組成部分 鐵心構(gòu)成了電磁感應所需的磁路 為了減 少磁通變化時所引起的渦流損失 變壓器的鐵心要用厚度為 0 35 0 5mm 的硅 鋼片疊成 片間用絕緣漆隔開 鐵心分為心式和客式兩種 2 線圈 變壓器和電源相連的線圈稱為原繞組 或原邊 或初級繞組 其匝數(shù)為 N 1 和負載相連的線圈稱為副繞組 或副邊 或次級繞組 其匝數(shù)為 N 2 繞組與繞組及繞組與鐵心之間都是互相絕緣的 五 檢查方法和操作實踐 1 直觀法 直觀法是根據(jù)電器故障的外部表現(xiàn) 通過看 聞 聽等手段 檢查 判斷 故障的方法 1 檢查步驟 調(diào)查情況 向操作者和故障在場人員詢問情況 包括故障外部表現(xiàn) 大致 部位 發(fā)生故障時環(huán)境情況 如有無異常氣體 明火 熱源是否靠近電器 有 無腐蝕性氣體侵入 有無漏水 是否有人修理過 修理的內(nèi)容等等 初步檢查 根據(jù)調(diào)查的情況 看有關電器外部有無損壞 連線有無斷路 山東勞動職業(yè)技術學院 2007 級電氣工程專業(yè)畢業(yè)論文 7 松動 絕緣有無燒焦 螺旋熔斷器的熔斷指示器是否跳出 電器有無進水 油 垢 開關位置是否正確等 試車 通過初步檢查 確認有會使故障進一步擴大和造成人身 設備事故 后 可進一步試車檢查 試車中要注意有無嚴重跳火 異常氣味 異常聲音等 現(xiàn)象 一經(jīng)發(fā)現(xiàn)應立即停車 切斷電源 注意檢查電器的溫升及電器的動作程 序是否符合電氣設備原理圖的要求 從而發(fā)現(xiàn)故障部位 2 檢查方法 觀察火花 電器的觸點在閉合 分斷電路或?qū)Ь€線頭松動時會產(chǎn)生火花 因此可以根據(jù)火花的有無 大小等現(xiàn)象來檢查電器故障 例如 正常緊固的導 線與螺釘間發(fā)現(xiàn)有火花時 說明線頭松動或接觸不良 電器的觸點在閉合 分 斷電路時跳火說明電路通 不跳火說明電路不通 控制電動機的接觸器主觸點 兩相有火花 一相無火花時 表明無火花的一相觸點接觸不良或這一相電路斷 路 三相中兩相的火花比正常大 別一相比正常小 可初步判斷為電動機相間 短路或接地 三相火花都比正常大 可能是電動機過載或機械部分卡住 在輔 助電路中 接觸器線圈電路通電后 銜鐵不吸合 要分清是電路斷路還是接觸 器機械部分卡住造成的 可按一下啟動按鈕 如按鈕常開觸點閉合位置斷開時 有輕微的火花 說明電路通路 故障在接觸器的機械部分 如觸點間無火花 說明電路是斷路 動作程序 電器的動作程序應符合電氣說明書和圖紙的要求 如某一電路 上的電器動作過早 過晚或不動作 說明該電路或電器有故障 另外 還可以根據(jù)電器發(fā)出的聲音 溫度 壓力 氣味等分析判斷故障 運用直觀法 不但可以確定簡單的故障 還可以把較復雜的故障縮小到較小的 范圍 2 測量電壓法 山東勞動職業(yè)技術學院 2007 級電氣工程專業(yè)畢業(yè)論文 8 測量電壓法是根據(jù)電器的供電方式 測量各點的電壓值與電流值并與正常 值比較 具體可分為分階測量法 分段測量法和點測法 3 測電阻法 可分為分階測量法和分段測量法 這兩種方法適用于開關 電器分布距離 較大的電氣設備 4 對比 置換元件 逐步開路 或接入 法 1 對比法 把檢測數(shù)據(jù)與圖紙資料及平時記錄的正常參數(shù)相比較來判 斷故障 對無資料又無平時記錄的電器 可與同型號的完好電器相比較 電路中的電器元件屬于同樣控制性質(zhì)或多個元件共同控制同一設備時 可 以利用其他相似的或同一電源的元件動作情況來判斷故障 2 置轉(zhuǎn)換元件法 某些電路的故障原因不易確定或檢查時間過長時 但是為了保證電氣設備的利用率 可轉(zhuǎn)換同一相性能良好的元器件實驗 以證 實故障是否由此電器引起 運用轉(zhuǎn)換元件法檢查時應注意 當把原電器拆下后 要認真檢查是否已經(jīng) 損壞 只有肯定是由于該電器本身因素造成損壞時 才能換上新電器 以免新 換元件再次損壞 3 逐步開路 或接入 法 多支路并聯(lián)且控制較復雜的電路短路或接 地時 一般有明顯的外部表現(xiàn) 如冒煙 有火花等 電動機內(nèi)部或帶有護罩的 電路短路 接地時 除熔斷器熔斷外 不易發(fā)現(xiàn)其他外部現(xiàn)象 這種情況可采 用逐步開路 或接入 法檢查 逐步開路法 遇到難以檢查的短路或接地故障 可重新更換熔體 把多支 路交聯(lián)電路 一路一路逐步或重點地從電路中斷開 然后通電試驗 若熔斷器 一再熔斷 故障就在剛剛斷開的這條電路上 然后再將這條支路分成幾段 逐 段地接入電路 當接入某段電路時熔斷器又熔斷 故障就在這段電路及某電器 山東勞動職業(yè)技術學院 2007 級電氣工程專業(yè)畢業(yè)論文 9 元件上 這種方法簡單 但容易把損壞不嚴重的電器元件徹底燒毀 逐步接入法 電路出現(xiàn)短路或接地故障時 換上新熔斷器逐步或重點地將 各支路一條一條的接入電源 重新試驗 當接到某段時熔斷器又熔斷 故障就 在剛剛接入的這條電路及其所包含的電器元件上 5 強迫閉合法 在排隊電器故障時 經(jīng)過直觀檢查后沒有找到故障點而手下也沒有適當?shù)?儀表進行測量 可用一絕緣棒將有關繼電器 接觸器 電磁鐵等用外力強行按 下 使其常開觸點閉合 然后觀察電器部分或機械部分出現(xiàn)的各種現(xiàn)象 如電 動機從不轉(zhuǎn)到轉(zhuǎn)動 設備相應的部分從不動到正常運行等 6 短接法 設備電路或電器的故障大致歸納為短路 過載 斷路 接地 接線錯誤 電器的電磁及機械部分故障等六類 諸類故障中出現(xiàn)較多的為斷路故障 它包 括導線斷路 虛連 松動 觸點接觸不良 虛焊 假焊 熔斷器熔斷等 對這 類故障除用電阻法 電壓法檢查外 還有一種更為簡單可靠的方法 就是短接 法 方法是用一根良好絕緣的導線 將所懷疑的斷路部位短路接起來 如短接 到某處 電路工作恢復正常 說明該處斷路 具體操作可分為局部短接法和長 短接法 以上幾種檢查方法 要活學活用 遵守安全操作規(guī)章 對于連續(xù)燒壞的元器件應查明原因后再進行更換 電壓測量時應考慮到導 線的壓降 不違反設備電器控制的原則 試車時手不得離開電源開關 并且保 險應使用等量或略小于額定電流 注意測量儀器的擋位的選擇 結(jié)束語 經(jīng)過幾個月的實習和論文的完成 翻閱了大量的書籍 使我對變壓器的生 產(chǎn)和應用有了切身的認識 知道了在做實際工作和課本上理論知識有很大區(qū)