員工基礎(chǔ)知識培訓(xùn)

Transmission & DistributionTransformers輸配電設(shè)備-變壓器變壓器基礎(chǔ)知識一. 變壓器的定義變壓器是借助于電磁感應(yīng)，以相同的頻率，在一個或更多的繞組之間交換電壓和電流而轉(zhuǎn)輸交流電能的一種靜止電器。二. 變壓器原理變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理，把一種電壓的交流電能轉(zhuǎn)換為同頻率的另一種電壓的交流電能。 變壓器工作原理圖三變壓器的必要性 當(dāng)輸電時，變壓至較高的電壓輸送，可以大大降低線路的電壓降和電能損耗；也要將電壓調(diào)整到符合用戶要求的各種電壓。四變壓器的分類4.1 按用途可以分為電力變壓器，電爐變壓器，電解或化工用的整流變壓器，焊接用的弧焊變壓器，試驗(yàn)用的試驗(yàn)變壓器和調(diào)和器，交通運(yùn)輸用的電機(jī)車變壓器，補(bǔ)償用的電抗器等，測量用的互感器等。4.2按相數(shù)可以分為單相變壓器、三相變壓器和多相變壓器(整流用的變壓器)。4.3按繞組可以分為雙繞組變壓器，自耦變壓器，三繞組變壓器和多繞組變壓器。4.4按冷卻條件可以分為油浸變壓器(又分為油浸自冷，油浸風(fēng)冷，強(qiáng)油循環(huán)風(fēng)冷，強(qiáng)油循環(huán)水冷)，干式變壓器和充氣式變壓器。 4.5按調(diào)壓方式可分為有載調(diào)壓變壓器和無載調(diào)壓變壓器。4.6按中性點(diǎn)絕緣水平可分為全絕緣變壓器和半絕緣變壓器。4.7按鐵芯形式可分為心式和殼式。五變壓器的額定參數(shù) 額定電壓U1N/U2N：單位用千伏（KV）來表示 額定電流I1N/I2N：單位用安（A）來表示額定容量SN：單位用千伏安（KVA）來表示.它與額定電壓和額定電流關(guān)系如下：對于單相變壓器： SN =U1NI1N SN =U2NI2N 對于三相變壓器： SN =3U1NI1N SN =3U2NI2N 5. 1變壓器的額定容量與繞組的額定容量的區(qū)別： 雙繞組變壓器的額定容量即為繞組的額定容量：多繞組變壓器額定容量為最大的繞組額定容量。六變壓器的空載電流和空載損耗當(dāng)變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率正弦波形的額定電壓時，其中所流通的電流為空載電流，通?？蛰d電流以額定電流的百分?jǐn)?shù)表示。變壓器空載運(yùn)行時所產(chǎn)生的有功損耗為空載損耗。七阻抗電壓和負(fù)載損耗當(dāng)變壓器二次繞組短路，一次繞組流通額定電流而施加的電壓為阻抗電壓，通常阻抗電壓以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示；此時所產(chǎn)生的相當(dāng)于額定容量與參考溫度下的損耗為負(fù)載損耗。八鐵芯與空載 變壓器的空載損耗又稱鐵損，他屬于勵磁損耗而與負(fù)載無關(guān)，空載損耗的大小對變壓器的制造成本與運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性都有較大的影響。 通常變壓器的空載損耗包括鐵芯材料的磁滯損耗，渦流損耗以及附加損耗這三個部分。 影響變壓器的空載損耗的三個因素：1.鐵芯的總質(zhì)量;2.鐵芯材料的單位質(zhì)量損耗;3.鐵芯附加損耗系數(shù).它的大小既與變壓器鐵芯結(jié)構(gòu)型式有關(guān),又與制造工藝有關(guān)。九負(fù)載損耗 變壓器的負(fù)載損耗是運(yùn)行過程中的損耗，負(fù)載損耗又稱銅損，除基本銅耗之外，還有附加銅耗。 要降低基本銅耗，可以降低材料的電阻系數(shù)或電流密度。變壓器的附加銅耗主要有導(dǎo)線渦流損耗，環(huán)流損耗和雜散損耗以及引線損耗等。 降低附加銅耗的方法：1 導(dǎo)線通過較大的電流時，選擇截面小一些的導(dǎo)線做成多根并聯(lián)；導(dǎo)線側(cè)放布置。2 并聯(lián)導(dǎo)線之間要進(jìn)行換位的措施。所謂完全換位就是指，通過導(dǎo)線換位，可以使各并聯(lián)導(dǎo)線在正常運(yùn)行時，流過的電流相等或接近相等。換位導(dǎo)線：它是在專門的機(jī)器上事先將多根并聯(lián)導(dǎo)線不斷換位后制成的。它的優(yōu)點(diǎn)在于：（1）可以減少繞制中的換位工序。（2）換位總是完全的，附加損耗最??；繞組的填充系數(shù)較高。 3將一些能穿過較大漏磁通的結(jié)構(gòu)件，采用非磁材料來制造。十短路阻抗 變壓器的短路阻抗是指在額定頻率和參考溫度下，一對繞組中，某一繞組的端子之間的等效串聯(lián)阻抗。短路阻抗值的調(diào)整：由于短路阻抗值對變壓器的并聯(lián)運(yùn)行有很大影響，一般為不得超過標(biāo)準(zhǔn)值的5%。在調(diào)整短路阻抗時，主要是調(diào)整電抗分量，因?yàn)樗嵌搪纷杩沟闹饕糠?。?dāng)只需要作小幅度的調(diào)整時，調(diào)整高、低壓繞組之間的油道寬度的效果較為顯著。當(dāng)短路阻抗要求有較大的調(diào)整時，以調(diào)整繞組的電抗高度較為合適。 十一.溫升溫升是介質(zhì)對其周圍的介質(zhì)的溫度差(又稱溫差) 油浸式變壓器在運(yùn)行的過程中,由于鐵損耗與銅損耗的存在,這些損耗都將轉(zhuǎn)換為熱能而向外發(fā)散,從而引起變壓器不斷發(fā)熱使溫度升高.隨著鐵芯和繞組溫度的升高,這時繞組及鐵芯就將一部分熱量轉(zhuǎn)到周圍的介質(zhì)中去,經(jīng)過一段時間后,繞組及鐵芯溫度最終達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài),而不再升高,這時繞組和鐵芯繼續(xù)產(chǎn)生的熱量將全部散到周圍介質(zhì)中去。 變壓器的散熱是依靠，熱傳導(dǎo)對流和輻射來實(shí)現(xiàn)的。 變壓器的溫升規(guī)定是以壽命為基礎(chǔ)的，根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，油浸式變壓器的溫升限值如圖所示：十二變壓器常用符號的含義12.1變壓器型號 例：SFZ9-50000/110 三相油浸風(fēng)冷雙繞組銅導(dǎo)線，有載調(diào)壓，9系列損耗水平，額定容量為50000KVA，高壓額定電壓等級為110KV的變壓器。 例：SFPSZ-/220 三相強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷，三繞組銅導(dǎo)線有載調(diào)壓，額定容量為KVA，高壓額定電壓為220KV的電力變壓器。例：ODFS-/500 自耦單相風(fēng)冷，三繞組銅導(dǎo)線，額定容量為KVA，高壓額定電壓為500KV的電力變壓器。12.2.油浸式變壓器的冷卻方式12.3線圈首末端的表示方式12.4.三相變壓器的聯(lián)結(jié)組別電力變壓器常用的標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組別：Y,yno;Y,d11;YN,d11三種聯(lián)結(jié)組別。三繞組變壓器聯(lián)結(jié)組別是由高、中壓和高、低壓兩個聯(lián)結(jié)組別。YN,yno,d11為標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)結(jié)組別。自耦變壓器具有公共部分的兩繞組中，電壓較低的一個繞組用“a”表示，如YN,ao,d11。12.5.冷軋取向硅鋼片型號 1- 標(biāo)準(zhǔn)厚度（mm）的100倍數(shù)2- 材料型號3- 鐵損保證值100倍的數(shù)值十三變壓器的組成變壓器由鐵芯、繞組、變壓器的絕緣、分接開關(guān)、冷卻系統(tǒng)、油箱、套管和保護(hù)裝置組成。十四線圈線圈是變壓器的心臟，它是變壓器最重要的部件之一，它為變壓器原方或副方提供一個電的通路，輸配電系統(tǒng)的升壓或降壓就是靠線圈中交變的電流產(chǎn)生一個交變的磁通，鐵芯提供主磁通通路，通過電磁感應(yīng)原理作用來實(shí)現(xiàn)能量的傳輸。線圈由導(dǎo)電率較高的銅導(dǎo)線或鋁導(dǎo)線繞制而成。線圈應(yīng)有足夠的絕緣強(qiáng)度、機(jī)械強(qiáng)度和耐熱能力。 14.1線圈按不同的結(jié)構(gòu)型式可分為以下兩種：（1）層式線圈：又稱圓筒式線圈。它包括有單層層式、雙層或多層層式線圈。（2）餅式線圈：它包括連續(xù)式（一般連續(xù)式和半連續(xù)式）、內(nèi)屏式、螺旋式（單螺旋、雙螺旋、三螺旋和四螺旋等）、交錯式和糾結(jié)式。糾結(jié)式又分為全糾和部分糾，糾結(jié)的作用就是通過線匝的交錯，增加線圈的縱向電容，改善線圈沖擊電壓的起始分布 。 14.2線圈的排列三相三線圈降壓變壓器中線圈的排列一般為：鐵芯低壓線圈中壓線圈高壓線圈。 三相三線圈升壓變壓器中線圈的排列一般為：鐵芯中壓線圈低壓線圈高壓線圈。 十五變壓器的絕緣材料15.1絕緣材料的作用絕緣材料在變壓器中用以將導(dǎo)電部分彼此之間和導(dǎo)電部分對地（零電位）之間的絕緣隔離。用于各種支撐件時，還應(yīng)具有良好的力學(xué)性能。另外，絕緣材料在不同的電工產(chǎn)品中還起著不同的作用，如散熱冷卻、固定、儲能、滅弧、改善電位梯度以及保護(hù)導(dǎo)體等。15.2絕緣材料的種類15.2.1氣體絕緣材料 通常情況下，常溫常壓下的干燥氣體一般均有量好的絕緣性能。如空氣、氮?dú)?、氫氣、二氧化碳、六氟化硫等?5.2.2 液體絕緣材料 液體絕緣材料通常以油狀存在，又稱絕緣油。如變壓器油、開關(guān)油、電容器油、電纜油等。15.2.3 固體絕緣材料 如絕緣漆、絕緣膠、絕緣紙、絕緣紙板、瓦楞紙板、電工用塑料及薄膜、電工層壓板（棒、管）、電瓷、橡膠等。15.3變壓器絕緣的分類變壓器絕緣分為外絕緣和內(nèi)絕緣兩種。變壓器的內(nèi)絕緣又分為主絕緣和縱絕緣兩種。15.3.1主絕緣主絕緣通常是指繞組之間，繞組對鐵芯、油箱等接地部分，引線對鐵芯、油箱以及分接開關(guān)對鐵芯、油箱的絕緣。主絕緣以油屏障絕緣和油浸紙絕緣最為常用。每一種絕緣結(jié)構(gòu)，不論形狀如何復(fù)雜，都不外乎由純油間隙、屏障、絕緣層三種組成。純油間隙是指兩個裸體電極之間不設(shè)任何固體絕緣，完全靠油絕緣。屏障就是設(shè)置在電極之間的絕緣紙板。屏障可以設(shè)置多層，層間用撐條或墊塊隔開一定的距離，形成油道。油間隙中采用屏障以后，可以在不同程度上提高擊穿電壓。隨著變壓器電壓等級的提高，屏障的數(shù)目也隨之增多，試驗(yàn)證明，在一個油隙中所用的屏障數(shù)目越多，屏障厚度越薄，間隙擊穿電壓就提高得越多。因此，目前變壓器采用薄紙筒-小油隙的絕緣結(jié)構(gòu)作為繞組間的主絕緣，另外油隙還作為繞組的散熱油道。 絕緣層就是在導(dǎo)體表面貼上或纏繞上固體絕緣，如導(dǎo)線匝絕緣和引線包絕緣紙等。15.3.2縱絕緣縱絕緣通常是指繞組的匝絕緣，層間絕緣以及段間絕緣。大型變壓器根據(jù)不同的電壓等級分別采用0.95mm、1.35mm、1.95mm和2.35mm的匝絕緣。十六與線圈裝配有關(guān)的常用絕緣材料： 上、下平臺，撐條，圍板，油封，角環(huán)，出線角環(huán)，紙圈，皺紋紙管，墊塊，過橋墊塊十七靜電環(huán)靜電環(huán)是用厚度不超過0.05mm的銅棉編織帶繞在絕緣圈上制作成的，銅帶的出線與繞組出線相連，靜電環(huán)相當(dāng)于一個金屬極板，對相鄰線段起到良好的屏蔽作用，它的邊緣是圓角，不存在電場集中的尖端，因此能夠改善端部電場。另外，因?yàn)殪o電環(huán)與主磁通交鏈，所以金屬帶必須留有缺口，避免產(chǎn)生短路環(huán)流。靜電環(huán)不僅可以改善繞組端部的電場分布，而且還可以改善沖擊電壓的起始分布。十八.角環(huán)角環(huán)跟墊塊、紙圈合理組合，能延長繞組端部絕緣的沿面放電距離，同時也改善了繞組端部的電場分布。低壓高壓低壓高壓十九線圈裝配 19.1線圈的松緊度對變壓器運(yùn)行的影響： 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障如三相短路、單相對地或兩相短路時，徑向方向：變壓器內(nèi)線圈導(dǎo)線將承受壓應(yīng)力、外線圈導(dǎo)線將承受拉伸力；軸向方向：線圈將承受非常大的機(jī)械力。為了保證線圈能夠承受住變壓器在短路時產(chǎn)生的各種力，線圈與鐵芯之間及線圈與線圈之間的絕緣紙筒和撐條必須支撐牢固緊實(shí)。線圈內(nèi)部線餅之間的墊塊必須對齊放好。19.2線圈恒壓干燥的作用： 繞組進(jìn)行恒壓干燥處理就是吸取絕緣材料內(nèi)的水分,這樣不僅增強(qiáng)絕緣材料的絕緣性能而且還能使絕緣材料的尺寸收縮和穩(wěn)定。19.3線圈為何要進(jìn)行高度補(bǔ)償： 由于裸導(dǎo)線尺寸制造有偏差、紙包絕緣厚度尺寸有偏差、油道墊塊厚度尺寸有偏差、墊塊和紙包絕緣的壓縮系數(shù)的變化、線圈繞制的松緊也可能不盡相同等原因都會導(dǎo)致線圈壓縮后的高度與理論計(jì)算高度不一致，因此需要進(jìn)行高度調(diào)整。墊塊的增加或減少及其所在的位置必須按照圖紙要求和設(shè)計(jì)部的計(jì)算要求來。19.4線圈預(yù)裝 大型變壓器套裝是變壓器裝配中的重要工序之一。套裝工序是完成變壓器器身的 成形工序，它不僅要將繞組套緊鐵芯柱，而且還要完成絕大部分主要絕緣的裝配。因 此，一臺變壓器的主絕緣性能好壞與套裝質(zhì)量有著直接的關(guān)系。此外，套裝也是對繞組的縱絕緣質(zhì)量進(jìn)行再檢查的過程，同時還必須保證高、中、低壓繞組的同心度和安匝平衡，以及出頭位置的正確，各繞組出頭對地絕緣距離符合設(shè)計(jì)和標(biāo)準(zhǔn)要求。 對于大容量超高壓變壓器，提高產(chǎn)品的清潔度是非常重要的，由于套裝工序周期長，操作時操作者與器身各部件直接接觸，甚至有時需要站在器身上進(jìn)行操作。因此，做好清潔防護(hù)工作，保持周圍工作場地清潔，保持零部件的清潔，嚴(yán)防雜質(zhì)、異物和由于操作而使異物落入繞組內(nèi)或主絕緣間隙內(nèi)等，都是十分重要的。 大型變壓器端絕緣的安裝是一項(xiàng)很細(xì)致的工作，除了需要保證端絕緣的安裝位置、 數(shù)量準(zhǔn)確、尺寸合適等一般要求外，還要注意保證冷卻油路的暢通當(dāng)實(shí)際裝配尺寸與圖樣尺寸出現(xiàn)偏差時， 應(yīng)及時進(jìn)行調(diào)整或采取可靠的補(bǔ)救措施，當(dāng)繞組引出線穿過端絕緣時，出線對地絕緣必須予以保證。由于出線引出時在端絕緣上所有開的孔、槽等，應(yīng)視其沿開孔邊緣的爬電距離或純油隙的絕緣距離能否滿足該出線對地試驗(yàn)電壓考核，必要時可使用覆蓋、絕緣屏障等措施加以改善。為了保證繞組在短路軸向力的作用下有足夠的機(jī)械強(qiáng)渡，上下端絕緣的墊塊和繞組的墊塊均要對齊。大型變壓器采用繞組組裝工藝，該工藝的優(yōu)點(diǎn)：(1) 為操作者提供了方便、適宜的工作條件，可以提高工作效率和保證產(chǎn)品質(zhì)量。(2)有利于均衡生產(chǎn)，縮短生產(chǎn)周期。因?yàn)樽鳂I(yè)可以與鐵芯疊裝同步進(jìn)行，而不受鐵心疊 裝的影響，這比傳統(tǒng)的裝配工藝速度提高了數(shù)倍。(3)有利于避免因繞組受潮彈高而影響上軛硅鋼片的穿插。組裝繞組在套裝前都進(jìn)行恒壓燥處理，其高度基本穩(wěn)定，同時向鐵心上的套裝組裝繞組時間短，且在繞組尚未彈高前。就可進(jìn)行插片。(4)由于繞組高度的收縮而引起受力現(xiàn)象，通過繞組組裝可以等到徹底解決。(5)繞組組裝有助于縮小鐵窗裕度，降低鐵芯高度，縮小變壓器體積，進(jìn)而可以節(jié)約大量的硅鋼片、變壓器油和鋼板，有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。(6)容易保證產(chǎn)品的清潔度。工作環(huán)境和工作條件的改善對產(chǎn)品清潔與否起著非常重要的作用，同時可避免操作者經(jīng)常登上器身高空作業(yè)。(7)可以大大縮短器身干燥后的整理時間，減少產(chǎn)品受潮機(jī)會，有助于提高變壓器產(chǎn)品的電氣性能。線圈裝配質(zhì)量控制點(diǎn)一.糾結(jié)節(jié)點(diǎn)的焊接 1.導(dǎo)線的剪切（用工具剪成圓滑端） 2.導(dǎo)線焊接（用焊接鉗固定，加熱焊接） 3.包扎絕緣（錘平焊接尖點(diǎn)，不能用銼或磨） 二. 線圈整理與清潔 1.同一撐條的墊塊在一直線上 。 2.墊塊等分. （3mm) 3.線圈上無碎屑、異物 .（吸塵） 4.線圈絕緣如有損傷必須修復(fù) .三. 電阻測量（檢查員完成） 四. 壓裝線圈 1.一般干燥前后的壓力為設(shè)計(jì)壓緊力的100%。(加壓時注意觀察線餅是否變形) 2.恒壓干燥時的壓力：CT