電氣6章(電力變壓器)

1、薛華能陜西秦嶺發(fā)電有限公司660MV火電機組培訓(xùn)教材電氣分冊-173 -第六章電力變壓器第一節(jié)變壓器的基本原理及結(jié)構(gòu)變壓器是一種靜止電器，它利用電磁感應(yīng)原理把一種交流電壓轉(zhuǎn)換成相同頻率的另一種交流電壓。在 電力系統(tǒng)中，變壓器占著極其重要的位置，無論是在發(fā)電廠或變電站，都可以看到各種型式和不同容量的 變壓器。一、變壓器的基本原理變壓器是利用電磁感應(yīng)原理來進行能量轉(zhuǎn)換的，其結(jié)構(gòu)主要是2個（或2個以上）互相絕緣的繞組，套在一個共同的鐵芯上， 2個繞組之間通過磁場而耦合，但在電的方面沒有直接聯(lián)系，能量的轉(zhuǎn)換以磁場 作媒介。在2個繞組中，把接到電源的一側(cè)稱為一次繞組，又稱原邊，而把接到負載的一側(cè)稱為二次

2、繞組，又稱副邊。當原邊接交流電源時，在外施電壓作用下，一次繞組中通過交流電流，并在鐵芯中產(chǎn)生交變磁 通，其頻率和外施電壓的頻率一致，這個交變磁通同時交鏈著一、二次繞組，根據(jù)電磁感應(yīng)定律，交變磁 通在一、二次繞組中感應(yīng)出相同頻率的電動勢，副邊有了電動勢便向負荷輸出電能，實現(xiàn)了能量轉(zhuǎn)換。利 用一、二次繞組匝數(shù)的不同及不同的繞組連接法，可使原、副邊有不同的電壓、電流和相數(shù)。需要指出，如果不考慮變壓器的損耗，二次側(cè)輸出功率等于一次輸入功率。這樣，二次側(cè)電壓和電流 的乘積，就等于一次側(cè)電壓和電流的乘積。說明電壓高的一側(cè)，電流就小，電壓低的一側(cè)電流就大，故變 壓器變壓時電流的大小也發(fā)生變化。對于三相芯式變

3、壓器，其原理和單相變壓器相同，但三相芯式變壓器和三相變壓器組（由三臺單相變 壓器組成的變壓器組）的磁路不同。三相變壓器組的磁路特點是：每相主磁通各有單獨的通路，各相磁路互不聯(lián)系，當變壓器一次側(cè)外施 電壓對稱時，三相磁通 a、b、C也是對稱的，三相空載電流也是對稱的。三相芯式變壓器的磁路系統(tǒng)是彼此相關(guān)的，每相主磁通都要借助于另外兩相磁路來閉合，由于三相變 壓器各相磁路長度不一樣， A、C相較長，B相最短，三相磁阻不一樣。因此在外施三相對稱電壓時，三 相空載電流是不相等的。顯然，B相的空載電流要比 A、C兩相空載電流小。不過在帶負荷情況下，由于空載電流的差別而帶來的影響很小，可不予考慮。當變壓器二

4、次側(cè)空載時，一次側(cè)僅流過產(chǎn)生主磁通的電流，此電流稱為變壓器的激磁電流或空載電流。外加的一次側(cè)電壓不變，可以認為激磁電流不變，鐵芯中的主磁通不變。當二次側(cè)加負載流過電流后，該 電流產(chǎn)生的磁勢 F2也將作用在同一鐵芯上，起反向去磁作用，但因主磁通決定于端電壓 U1,所以基本不變，故原線圈的電流必將自動增加一個分量產(chǎn)生磁勢Fi以抵消二次線圈電流所產(chǎn)生的磁勢F2。這樣，一次線圈就流過兩部分電流，一部分用來激磁的，另一部分用來抵消二次電流的，后一部分是隨二次電流 的增減而增減的，所以說二次電流增加，一次電流也會自動增加，就是這個道理。二、變壓器的結(jié)構(gòu)1. 變壓器分類變壓器的種類很多，除按用途分類外，還可

5、按其結(jié)構(gòu)、相數(shù)和冷卻方式等進行分類。按結(jié)構(gòu)可分為：雙繞組變壓器和三繞組變壓器、自耦變壓器。按相數(shù)可分為：單相變壓器、三相變壓器。按冷卻方式分為：油浸變壓器（包括油浸自冷、油浸風(fēng)冷、油浸水冷、強迫油循環(huán)風(fēng)冷或水冷等形式） 干式變壓器。按調(diào)壓方式可分為：無激磁（無載）調(diào)壓變壓器、有載調(diào)壓變壓器。04啟備變壓器采我公司#7、#8機組的兩臺主變壓器均采用三相強油循環(huán)、風(fēng)冷、無激磁調(diào)壓升壓變壓器。配置兩臺高 壓廠用工作變壓器采用三相、油浸風(fēng)冷、無激磁調(diào)壓的三繞組分裂降壓變壓器。配置的 用三相、油浸風(fēng)冷、有載調(diào)壓的三繞組分裂降壓變壓器。廠用低壓變壓器為干式變壓器。2. 變壓器的結(jié)構(gòu)變壓器結(jié)構(gòu)示意圖如圖6-

6、1所示。變壓器器身構(gòu)造示意圖如圖6-2所示。油浸變壓器的結(jié)構(gòu)主要由以下幾部分組成： 器身一一包括鐵芯、繞組、絕緣、引線裝置。油箱包括油箱本體、循環(huán)油泵、放油閥等。冷卻裝置一一包括散熱器、風(fēng)扇等。保護裝置一一包括儲油柜、吸濕器、凈油器、測溫元件、氣體繼電器、油位計等。出線裝置一一包括高、低壓套管。召G7-S1 oJ3li!»,ssana141-鐵軛；2-上夾件；3-上夾件絕緣；4-壓釘；5-絕緣紙圈； 筋；11-下夾件上支板；12-下夾件下支板；13-下夾件腹板； 相間隔板；19-高壓繞組；20-角環(huán)；21-靜電環(huán)；22-低壓繞組。圖6 1變壓器結(jié)構(gòu)示意圖|1-高壓套管；2-分接開關(guān)；

7、3-低壓套管；4-氣體繼電器；5-安全氣道（防爆管）；6-油枕（儲油貴）；7-油位計；8-呼吸器（吸濕器）；9-散熱氣；10-銘牌；11-接地螺栓；12-油樣活門；13放油閥門；14-閥門；15-繞組（線圈）；16-信號溫度計；17-鐵芯；18-凈油器；19-油箱；20-變壓器油。6-壓板；7-方鐵；8-下鐵軛絕緣；9-平衡絕緣；10-下夾件加強14-鐵軛螺桿；15-鐵芯柱；16-絕緣紙筒；17-油隙撐條；18-圖6 2變壓器器身構(gòu)造示意圖(1) 鐵芯鐵芯是用以構(gòu)成耦合磁通的磁路，通常用0.35mm或0.5mm厚的硅鋼片疊成，纏繞繞組的部分叫鐵芯,連接鐵芯的部分稱為鐵軛。鐵芯采用硅鋼片能夠提高

8、磁路的導(dǎo)磁性能和減少渦流、磁滯損耗。硅鋼片有冷軋和熱軋兩種，冷軋硅 鋼片比熱軋硅鋼片導(dǎo)磁高，損耗小，冷軋硅鋼片還具有方向性，大容量變壓器都采用冷軋硅鋼片制成的鐵 芯。芯柱的截面一般為階梯形，這可以充分利用圓形線圈的空間，另外較大直徑的鐵芯，疊片間留有油道,以利于散熱。鐵芯及構(gòu)件應(yīng)接地，這是為了防止變壓器在運行或試驗時，由于靜電感應(yīng)在鐵芯或其它金屬構(gòu)件上產(chǎn) 生懸浮電位而造成對地放電。鐵芯疊片只允許一點接地，如兩點接地，則接地點之間可能形成閉合回路， 當主磁通穿過此閉合回路時就會產(chǎn)生循環(huán)電流，造成局部過熱。(2) 繞組繞組是變壓器的電路部分，它一般用電纜紙絕緣的銅線或者鋁線繞制而成，為了使繞組便于

9、制造和在 電磁力的作用下受力均勻及良好的機械性能，將線圈繞成圓筒形，然后把圓筒形的高低壓繞組同心地套在 芯柱上，低壓繞組在內(nèi)，靠近鐵芯，高壓繞組在外，這樣放置有利于繞組對鐵芯的絕緣。容量較大的變壓器繞組通常是由幾根導(dǎo)線并列起來繞制的，在繞制時要換位，即讓各導(dǎo)線在繞制時互 換內(nèi)外導(dǎo)線的位置，目的是為了使各股導(dǎo)線最終阻抗相等，運行時電流分布均勻，從而減少導(dǎo)線的附加損 耗。(3) 變壓器的絕緣變壓器的導(dǎo)電部分之間及對地都要絕緣，油浸式變壓器的絕緣籠統(tǒng)地講可分成油箱里的內(nèi)絕緣和油箱外的空氣絕緣(外絕緣)兩類，所謂內(nèi)絕緣指的是油箱中的各部分的絕緣。外絕緣是空氣絕緣，即套管上 部對地和彼此之間的絕緣以及保

10、護間隙。內(nèi)絕緣又分為主絕緣和縱絕緣。主絕緣是繞組與地以及繞組與繞 組之間的絕緣，縱絕緣是指繞組的層間、匝間、分接開關(guān)部分之間的絕緣。不同的絕緣材料，其耐熱能力是不同的。根據(jù)其耐熱能力，絕緣材料可分為七個等級：分別為90C、105 C、120 C、130 C、155 C、180C、180C 以E、B、F、H、C級，它們的最高允許溫度分別為上。這些絕緣材料的耐熱能力也不是絕對的，只是說如果在高于此溫度下運行時，絕緣材料易老化。另外，變壓器油也是起絕緣和冷卻作用的。(4) 分接開關(guān)變壓器常利用改變繞組匝數(shù)的方法進行調(diào)壓。為了改變繞組匝數(shù)(通常改變高壓側(cè)匝數(shù))，把繞組分出若干抽頭，這些抽頭叫做分接頭，

11、用以連接及切換分接頭的裝置叫分接開關(guān)，分接開關(guān)分為無載調(diào)壓分 接開關(guān)和有載調(diào)壓分接開關(guān)。(5) 引線裝置引線是指連接各繞組、繞組與套管以及繞組和分接開關(guān)的導(dǎo)線。引線要從繞組內(nèi)部引出來必須要從繞 組之間、繞組與鐵芯油箱壁之間穿過，因此，必須保證引線對這些部分有足夠的絕緣距離。(6) 變壓器油箱及附屬設(shè)備、冷卻裝置A. 油箱油浸式電力變壓器的器身裝在充滿變壓器油的油箱中，油箱用鋼板焊接而成，呈橢圓筒狀。它的箱壁 裝有散熱器，散熱器采用扁管式，與圓管相比，在相同的散熱面積下可節(jié)省油。B.冷卻裝置包括風(fēng)扇裝置和散熱器，對強油導(dǎo)向風(fēng)冷的變壓器還包括冷卻器和油泵。變壓器風(fēng)扇裝在每個散熱器的環(huán)形空間內(nèi)的支架

12、上，該風(fēng)扇主要是由軸流式單級葉輪和專用的戶外形 三相異步電動機組成，可在周圍氣溫30C+40C下長期運行。散熱器的作用是，當變壓器上層油溫和下層油溫產(chǎn)生溫差時通過散熱器形成油的對流，經(jīng)散熱器冷卻 后流回到油箱，起到降低變壓器溫度的作用。為了提高變壓器油的冷卻效果可采用風(fēng)冷和強油風(fēng)冷，對散 熱器的要求是：變壓器散熱量小時， 采用自然冷卻散熱器， 對要求散熱容量大時采用帶風(fēng)扇裝置的散熱器， 散熱器都采用扁管式結(jié)構(gòu)。冷卻器油泵：對于大容量變壓器，為了達到冷卻效果，增強油的循環(huán)流動，增設(shè)油泵，油泵電動機的 電壓采用交流 380V，由雙路供電。正常一路為工作電源，另一路為備用電源，當工作電源故障時，備用

13、 電源自動投入，而當工作電源恢復(fù)時，備用電源自動退出。（7）變壓器保護裝置A.儲油柜儲油柜又叫油枕，是由鋼板作成的圓筒形容器，水平安裝在變壓器油箱蓋上，用彎曲聯(lián)管與油箱連接,油枕容積一般為變壓器所裝油量的810%。儲油柜采用隔膜式，它是利用柜內(nèi)隔膜將變壓器油和大氣隔離，這樣可防止油老化和吸收水份，保證 變壓器油的絕緣強度。儲油柜中間裝有半圓形橡膠隔膜，隔膜周邊均由柜沿上下密封墊壓緊，使其隔膜在 油面上，并隨著油面的上升或下降而上下浮動。在儲油柜的右端柜底上方，裝有磁針式油位表，油位表連桿可以自由伸縮，連桿端頭與隔膜上的支架 聯(lián)在一起，當隔膜上下浮動時，改變連桿運動角度，由傳動齒輪和機構(gòu)來變換油

14、位表指針的指示位置。油位表在最高和最低油位均有報警信號，當儲油柜內(nèi)油位達到最高或最低油位時可自動發(fā)出報警，另 外通過油位表上的刻度和油溫度關(guān)系曲線，可查得變壓器油的溫度。B. 吸濕器吸濕器又叫呼吸器，是供清除和干燥由于變壓器油溫變化而進入變壓器儲油柜的空氣中的雜物和潮 氣，以保持變壓器油的清潔和絕緣強度。吸濕器主體為一玻璃管，內(nèi)盛有氯化鈷浸漬過的硅膠（變色硅膠）作為吸濕劑，罩中裝有變壓器油作 為雜物過濾劑，當變壓器由于負荷或環(huán)境溫度的變化而使變壓器油的體積發(fā)生膨脹，迫使儲油柜內(nèi)的氣體 通過吸濕器產(chǎn)生呼吸，以清除空氣中的雜物和潮氣保持變壓器內(nèi)油的絕緣強度。變色硅膠在干燥狀態(tài)下呈蘭色，吸收潮氣后呈

15、粉紅色，此時說明硅膠已失去吸濕效能，必須進行干燥 或更換。C. 凈油器它是一個充滿吸附劑（活性氧化鋁或硅膠）的容器，它安裝在油浸變壓器油箱的側(cè)壁，變壓器油箱內(nèi) 的油由于上下層溫度的不同，油的本身有對流循環(huán)現(xiàn)象，其中流經(jīng)凈油器的油與吸附劑接觸時，使油中所 帶的水分、游離酸和油中的過氧化物都被吸收，使變壓器油得到凈化從而延長了變壓器油的使用期限。D. 氣體繼電器（瓦斯繼電器）氣體繼電器安裝在油箱和儲油柜的連管中間，它的作用是當變壓器內(nèi)部發(fā)生絕緣擊穿、線圈短路以及 鐵芯燒毀等故障時，給運行人員發(fā)出信號或切斷電源以保護變壓器。另外，利用氣體繼電器還可以觀察分 解出氣體的顏色及數(shù)量，還能取氣樣。氣體繼電

16、器主要有三種形式：浮筒式、擋板式及復(fù)合式。復(fù)合式氣體繼電器是由開口杯和擋板復(fù)合而 成的，變壓器正常工作時，輕瓦斯部分的開口杯處于上浮狀態(tài)，干簧接點斷開，重瓦斯的擋板在彈簧的保 持下處于正常位置，干簧接點斷開。當變壓器油箱內(nèi)發(fā)生輕微的故障時，因油或絕緣材料的分解而產(chǎn)生的 氣體聚積在繼電器的上部，迫使繼電器油面下降，開口杯隨之下降，使永久磁鐵靠近干簧接點，干簧接點 接通，發(fā)出輕瓦斯信號，當變壓器油箱內(nèi)發(fā)生嚴重故障時油箱內(nèi)出現(xiàn)變壓器油的浪涌，強大的油流沖擊擋 板，當油的流速達到整定流速時，就克服了彈簧的反作用力而使擋板傾斜到一定位置，于是固定在擋板上 的永久磁鐵接近干簧點，使干簧點接通，發(fā)出重瓦斯保

17、護的跳閘脈沖。EMB公司生產(chǎn)氣體繼電器，廠高變及啟備變采用沈陽特種繼電器廠生產(chǎn)的QJ系列氣體繼電器采用開口杯和擋板復(fù)合而成，開口杯作為輕瓦斯的保護，擋EMB公司生產(chǎn)的系列氣體繼電器采用雙浮筒和檔板復(fù)合而成，上浮筒作為輕瓦# 7、8主變采用德國QJ1G-80A型氣體繼電器。 板作為重瓦斯保護。德國 斯保護，下浮筒作為變壓器油位低保護，檔板用作重瓦斯保護。圖6 3為德國EMB公司生產(chǎn)的BF 80氣體繼電器結(jié)構(gòu)圖。圖中 1為上浮筒，1a為下浮筒，2為上 部永磁鐵，2a為下部永磁鐵，3為上部干簧管，3a為下部干簧管，4為繼電器框架，5為手動試驗桿，6 為檔板。圖6 4為BF 80氣體繼電器輕瓦斯動作時

18、繼電器各部結(jié)構(gòu)圖。當瓦斯繼電器上部聚集氣體時，上浮筒下降，磁鐵使上部干簧管動作，輕瓦斯信號發(fā)出。重瓦斯靠檔板沖動和瓦斯繼電器內(nèi)無油使下浮筒下降 而動作。圖6-3 BF - 80瓦斯繼電器結(jié)構(gòu)圖圖6 - 4輕瓦斯動作瓦斯保護是變壓器的主要保護，它能保護變壓器內(nèi)部所發(fā)生的大部分故障。目前采用的瓦斯繼電器大 都為信號和跳閘兩種保護形式，即輕瓦斯動作時發(fā)出預(yù)告信號，重瓦斯動作則立刻跳閘。瓦斯動作以后， 瓦斯繼電器內(nèi)積聚了氣體，運行人員可用預(yù)先準備好的取樣瓶從瓦斯繼電器排氣門處取樣。要特別注意不 使空氣混入，為此，在取樣前應(yīng)仔細檢查取樣器中的油位，取得氣樣后，就可根據(jù)繼電器內(nèi)積聚的氣體量、顏色和化學(xué)成份

19、等來初步判斷故障的情況和性質(zhì)。根據(jù)氣體的多少，可以估計故障的大小，如積聚的氣體 是無色無味而不可燃的，則瓦斯繼電器動作的原因是油中分離出來的空氣所致，若氣體是可燃的，則瓦斯 繼電器動作的原因是變壓器內(nèi)部故障所致。氣體的顏色鑒別必須迅速進行，否則經(jīng)一定的時間顏色就會沉淀消失。根據(jù)氣體顏色可初步判斷故障 性質(zhì)和位置。如氣體為黃色但不易燃燒，即為木質(zhì)部分故障。若為淡灰色且強烈臭味可燃燒氣體，即為絕 緣紙或紙板故障。若為灰色或黑色易燃的氣體，則為短路后油被分解的氣體。根據(jù)這些情況，結(jié)合變壓器 的絕緣材料，就可以分析判斷變壓器的故障和部位。以便在解體檢修以前做好材料和技術(shù)等方面的準備。E. 電阻溫度計它

20、是用來在控制室遠距離指示變壓器油溫度，超過規(guī)定值時報警。電阻溫度計是由熱電阻轉(zhuǎn)換開關(guān)，動圈式溫度指示調(diào)節(jié)儀等部件組成，熱電阻裝在變壓器上，隨著變 壓器油溫升降而改變其電阻值。熱電阻由感溫元件、絕緣套管、保護套管和接線盒等主要部分組成。熱電阻座安裝于變壓器箱蓋上， 在熱電阻座中必須注滿變壓器油，但管中應(yīng)留有20mm的空氣層高度，以便油的膨脹。F.壓力釋放閥壓力釋放閥用于以變壓器油為冷卻介質(zhì)的大中型變壓器，安裝在變壓器油箱或側(cè)壁上。壓力釋放閥在 變壓器正常工作時，保護變壓器油與外部空氣安全隔離，當變壓器一旦發(fā)生短路時，變壓器線圈將產(chǎn)生電 弧和火花，使變壓器油在瞬間產(chǎn)生大量氣體，油箱內(nèi)的壓力猛增。這

21、種過壓全靠壓力釋放閥來保護。當壓 力達到動作壓力時，閥門在兩毫秒內(nèi)開啟，使變壓器油箱內(nèi)壓力下降，不致使器身變形和爆裂。壓力釋放 閥的關(guān)閉壓力在0.3kg/cm2左右，使油箱內(nèi)保持正壓，確保油箱外部的空氣、灰塵和水份不能進入油箱內(nèi)。(8) 磁力油位汁磁力油位計的指針通過軸與一磁鐵A相連，另一磁鐵B通過軸與連桿相連，該連桿的兩端又分別裝有玻璃浮子和平衡錘。當變壓器油枕的油面升高或降低時玻璃浮子也隨著升降，通過連桿使永久磁鐵 B轉(zhuǎn)動，由于磁鐵A和B的相互作用，當B轉(zhuǎn)動時A也轉(zhuǎn)動，與A同軸的指針也轉(zhuǎn)動，指針所指刻度即油位高度。(9) 變壓器套管它是將變壓器繞組的高壓引線引出到油箱外部的絕緣裝置，是引線

22、對地(外殼)的絕緣，又擔負著固 定引線的作用，因此必須具備規(guī)定的電氣強度和良好的熱穩(wěn)定性。對于油浸變壓器多采用充油套管，主要 由接線頭、導(dǎo)電桿、弓I線頭、絕緣套管、導(dǎo)電管等組成，套管內(nèi)的變壓器油與變壓器主體相連通。在運行 中為保證套管內(nèi)充滿油，應(yīng)使變壓器儲油柜的油面高度不低于套管帶電部分40毫米，另外變壓器注油時，須將放氣塞打開，等到油充滿后再擰緊。(10) 套管式電流互感器套管式電流互感器一般安裝在變壓器套管上，不帶一次繞組及一次絕緣， 必須和變壓器套管成套使用。主變壓器和高壓廠用變壓器的套管式電流互感器無一次繞組，鐵芯由冷軋帶狀硅鋼片卷制成環(huán)形，并經(jīng)過退火處理。在鐵芯上用縮醛漆包圓銅線均勻

23、繞成二次繞組，二次繞組與鐵芯間用紙板絕緣，其外包絕 緣經(jīng)浸漆處理。三、三相變壓器的特殊問題1. 三相變壓器的接線組別Y接線和接線。三相繞組的連接法、對電力變壓器來說，三相繞組的連接方式有兩種基本方式，即 繞組的繞向和繞組端頭的標志這幾個因素會影響三相變壓器一二次線電壓的相位關(guān)系。一般用時鐘表示法來表明變壓器一二次線電壓的相位關(guān)系，它們的相位差連同接線方式總稱為變壓器的連接組別。所謂時鐘表示法，即以變壓器高壓側(cè)線電壓的相量作為時鐘長針，并固定指著“12”點，以低壓側(cè)同名線電壓的相量做為時鐘短針，它所指的時數(shù)，即表示該連接組的組號。例如Y/Y連接，當UabYo/Y 12、Y/Y012、丫0/ 11

24、、Y/ 11, Yo 表示星形接線與Uab同相時，則連接組別為 Y/Y 12。繞組的連接圖均以高壓側(cè)的視向為準，連接組別的表示式中，斜 線上面的符號表示高壓繞組的連接方式，斜線下面的符號表示低壓繞組的連接方式，橫線后面的數(shù)字表示 組號，凡是一二次繞組接線方式相同的變壓器，組號為偶數(shù)，一二次繞組接線方式不同的變壓器，組號為 奇數(shù)。在國家標準中，有下列連接組別：的中性點接地。對于單相變壓器，以其高低壓側(cè)電壓或電勢相量的相位關(guān)系表示其組別。在有磁耦合的線圈中，感應(yīng) 電勢有個極性關(guān)系問題。任一瞬時，在同一磁通作用下，有磁耦合的各線圈中將感應(yīng)出電勢，這些電勢都 有瞬時極性(即正極性和負極性)。極性相同的

25、點稱為同極性端，或叫同名端。如果某一線圈的某一端頭的電位為正時，另一線圈必有一端頭電壓也為正，這兩個具有正極性的端頭，也是同極性端。同極性端表 示各電路瞬時極性間的相對關(guān)系，瞬時極性隨時間而變，但相對極性都不變。同極性端用標記*表示。2. 變壓器合閘時的勵磁涌流2倍。當合上斷路器給變壓器充電時，可以看到變壓器電流表的指針擺得很大，然后返回到正常的空載電流 值，這個沖擊電流通常叫做勵磁涌流。變壓器空載接入電網(wǎng)的合閘過程實際上主要表現(xiàn)為主磁通的暫態(tài)變 化，而暫態(tài)磁通的大小主要取決于合閘相角a,在最嚴重的情況下，鐵芯主磁通可達穩(wěn)態(tài)最大值的 在考慮鐵芯原有剩磁情況下，暫態(tài)過程中鐵芯主磁通的最大值更大，

26、由于剩磁一般為穩(wěn)態(tài)運行的主磁通2.2m的2030%，故在計入剩磁后，空載合閘時，鐵芯主磁通的最大值就有可能達到穩(wěn)態(tài)運行時主磁通的 2.3倍，激磁涌流可達額定電流的68倍。T=L/r但是，由于變壓器電阻 r的存在，激磁涌流逐漸衰減而不致維持太大，衰減的快慢由時間常數(shù) 所決定，L為整個鐵芯的電感，其大小隨鐵芯的飽和程度而變。一般小型變壓器衰減很快，約幾個周波就 達到穩(wěn)定狀態(tài)，大型變壓器衰減較慢，有的衰減過程可延續(xù)到20秒，但通常在1秒之內(nèi)暫態(tài)電流己大大衰減。在三相變壓器中，由于三相的相位互差120°，因此，當合閘時，總有一相電壓的初相角接近于零，而使合閘電流達到很大的數(shù)值。激磁涌流對變壓

27、器本身沒有直接危害，但它能使繼電保護動作，故新型的繼電保護裝置都有避開激磁涌流而不動作的措施。其中之一就是利用激磁涌流中的直流分量和高次諧波分量以區(qū)別短路電流。四、分裂變壓器分裂變壓器和普通變壓器的區(qū)別在于，在它的低壓繞組中有一個或幾個繞組分裂成額定容量相等的幾 個支路，這幾個支路之間沒有電氣聯(lián)系，僅有較弱的磁聯(lián)系，而且各分支之間有較大的阻抗。應(yīng)用較多的 是雙繞組雙分裂變壓器，它有一個高壓繞組和兩個分裂的低壓繞組，分裂繞組的額定電壓和額定容量都相 同。分裂變壓器有三種運行方式1. 分裂運行：兩個低壓分裂繞組運行，低壓繞組間有穿越功率，高壓繞組不運行，高低壓繞組間無 穿越功率。在這種運行方式下，

28、兩個低壓繞組間的阻抗稱分裂阻抗。2. 并聯(lián)運行：兩個低壓繞組并聯(lián)， 高低壓繞組運行，高低壓繞組間有穿越功率，在這種運行方式下，高低壓繞組間的阻抗為穿越阻抗。3. 單獨運行：當任一低壓繞組開路，另一低壓繞組和高壓繞組運行，在此運行方式下，高低壓繞組 之間的阻抗稱為半穿越阻抗。分裂阻抗和穿越阻抗之比，一般稱為分裂系數(shù)。分裂變壓器有以下優(yōu)缺點：(1) 能有效地限制低壓側(cè)短路電流，因而可選用輕型開關(guān)設(shè)備，節(jié)省投資。正常運行時，分裂變壓器 的穿越阻抗和普通變壓器的阻抗值相同，當?shù)蛪簜?cè)一端短路時，由于分裂阻抗較大，短路電流較小。(2) 在應(yīng)用分裂變壓器對兩段母線供電時，當一段母線發(fā)生短路時，除能有效地限制

29、短路電流外，還能使另一段母線上電壓保持一定水平，不致影響用戶的運行。（3）分裂變壓器在制造上復(fù)雜，例如當?shù)蛪豪@組產(chǎn)生故障時，很大的電流流向一側(cè)繞組，在分裂變壓器鐵芯中失去磁的平衡，在軸向上產(chǎn)生巨大的短路機械應(yīng)力，必須采取堅實的支撐機構(gòu)，因此，在造價上分裂變壓器約比同容量普通變壓器貴20%。（4）分裂變壓器中對兩段低壓母線供電時，如兩段負荷不相等，兩段母線上的電壓也不相等，損耗也增大，所以分裂變壓器適用于兩段負荷均衡，又需限制短路電流的情況。第二節(jié)機組變壓器參數(shù)、主變型號、參數(shù)序號項目型號、參數(shù)1變壓器本體型號SFP-720000/750a.額定電壓（咼壓/低壓kV）800/22b.分接電壓及調(diào)

30、壓方式800 ± 2X 2.5% 無勵磁調(diào)壓C.額定容量（MVA720d.冷卻方式ODAFe.連接組標號Yn, d112絕緣水平：a.雷電沖擊全波（kV峰值）：咼壓端子1950低壓端子200高壓中性點端子350b.雷電沖擊截波電壓（kV峰值）：高壓端子2100低壓端子220C.操作沖擊電壓（kV峰值）：高壓端子1550d.工頻耐受電壓（kV有效值）：高壓端子960低壓端子85高壓中性點端子1503溫升限值（K）:頂層油45高壓繞組60低壓繞組60油箱、鐵芯和金屬結(jié)構(gòu)件704阻抗電壓（%及偏差（% :主分接：14%± 7.5%最大分接：14%± 7.5%最小分接：1

31、4%± 7.5%5a.高壓繞組電阻（Q, 75C）：主分接0.58088最大分接0.612最小分接0.54796b.低壓繞組電阻（Q, 75C）:主分接0.0010249最大分接0.0010249最小分接0.00102496額定頻率額定電壓時空載損耗（kW）：355額定頻率1.1倍額定電壓時空載損耗（kW:5107負載損耗（kW,75C）:主分接（720MVA寸）雜散損耗1155最大分接（720MVA寸）雜散損耗1125最小分接（720MVA寸）雜散損耗13008效率（額定電壓、頻率、主分接，并換算到75 C功率因數(shù)=1時）< 99.79%9空載電流（% :a. 100%額定電

32、壓時：0.2b. 110%額定電壓時：0.710鐵芯柱磁通密度（T）（額定電壓、額定頻率時）1.7序號項目型號、參數(shù)11噪聲水平dB（A）:自然冷卻不涉及100%強迫風(fēng)冷< 8012可承受的2秒對稱短路電流（kA）咼壓繞組10低壓繞組200短路后繞組平均溫度計算值：C< 14013變壓器負載能力:見14耐地震能力滿足地震基本烈度為別度的 抗震要求安全糸數(shù)1.6715局部放電水平（PC高壓繞組< 100低壓繞組< 10016繞組連同套管的tg S高壓套管（%< 0.5低壓套管tg s（ %< 0.517無線電十擾水平（卩V）:< 50018繞組最高油流速

33、度（m/s）:0.519重量和尺寸：a.尺寸：（m 長X寬X高16.95 X 13.35 X 13.17b.運輸尺寸：（m 長X寬X高11.2 X 3.98 X 4.79重心高度：2.27C.安裝重量：（T）器身：364.2油箱重：54油量：102總重：556.7d.運輸重量：T422e.變壓器運輸時允許的最大傾斜度：1520附件參數(shù)a.冷卻器：每組冷卻器冷卻容量：（kW315冷卻器型式：YFZL-315冷卻器數(shù)量：8 （含1臺備用）冷卻器重量：（t）1.5 （單臺冷卻器）冷卻器風(fēng)扇數(shù)量：3 （單臺冷卻器總的風(fēng)扇功率：（kW8 X 3X 1.1總的油泵功率：（kW8 X 3C.分接開關(guān)：型號：

34、DUI1222-123-12050D制造廠：德國MR公司額定電流：1200A分接級數(shù)：5機械壽命：1萬次d.套管電流互感器裝設(shè)在高壓側(cè)：臺數(shù)12 （每相4臺）準確級5P40、5P40、0.2、0.2S電流比1000/1二次容量（VA）100Fs <裝設(shè)在高壓側(cè)中性點：臺數(shù)2準確級5P20、5P20電流比200 400/1二次容量（VA）50Fs <e.壓力釋放裝置序號項目型號、參數(shù)制造丿：美國 Qualitrol規(guī)范及臺數(shù)：208-60U，3 臺釋放壓力Mpa0.05521硅鋼片廠家及型號日本新日鐵，27ZH10022變壓器殼體鋼板產(chǎn)地、參數(shù)武鋼，WH6（和WH8023繞組材料產(chǎn)地

35、、參數(shù)國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)銅導(dǎo)線24主絕緣材產(chǎn)地、參數(shù)魏德曼25瓦斯繼電器廠家、參數(shù)德國EMB09-22、25、28-21327全部冷卻器退出運行后，主變滿載運行所允許的時間：30min28一組冷卻器退出運行，變壓器允許長期運行的負載（40C）:605 MVA二組冷卻器退出運行，變壓器允許長期運行的負載（40C）:540 MVA三組冷卻器退出運行，變壓器允許長期運行的負載（40C）:468 MVA四組冷卻器退出運行，變壓器允許長期運行的負載（40C）:382 MVA五組冷卻器退出運行，變壓器允許長期運行的負載（40C）:266 MVA、廠高變型號、參數(shù)序號名稱型號、參數(shù)一變壓器基本技術(shù)參數(shù)1型式及型號SF

36、F-63000/222額定容量（MVA （繞組溫升65K）63/38-383最高工作電壓（kV）高壓/低壓24/7.24額定電壓（kV）高壓/低壓22/6.35額定電流（A）高壓/低壓1653/36576額定電壓比（kV）22±2X2.5%/636.3kV7短路阻抗（%22%8聯(lián)結(jié)組標號D, yn1-yn19額定頻率（Hz）5010絕緣耐熱等級A級11額定絕緣水平高壓側(cè)雷電沖擊耐受電壓峰值（kV）200短時工頻耐受電壓有效值（kV）85低壓側(cè)雷電沖擊耐受電壓峰值（kV）75短時工頻耐受電壓有效值（kV）3512損耗空載損耗（kW40負載損耗（kW21013效率（%不小于99.6141

37、.5倍最高相電壓下，局部放電量（pC）滿足15無線電干擾電壓（卩V）16噪音水平（dB）80二變壓器套管1額定絕緣水平高壓側(cè)雷電沖擊耐受電壓峰值（kV）200短時工頻耐受電壓有效值（kV）85低壓側(cè)雷電沖擊耐受電壓峰值（kV）75短時工頻耐受電壓有效值（kV）352套管外絕緣爬距高壓（mm1012.5低壓（mm6003套管端子允許荷載（高壓/低壓）縱向（N1250/1250橫向（N1250/1250垂直拉力（N750/7504套管式電流互感器序號名稱型號、參數(shù)高壓側(cè)電流比（A）2500/5準確級5P 20/5 P20/0.2額定輸出（VA）40/40/40低壓側(cè)電流比（A）6000/1準確級T

38、PY/TPY額定輸出（VA）15/155冷卻器冷卻器數(shù)量（其中備用組數(shù)）12組每個冷卻器風(fēng)扇數(shù)量4組每個風(fēng)扇電機容量（kW）、電壓（kV）380V三其它技術(shù)要求1軌距（mm（縱向X橫向）1435mm< 1435mm2運輸重（T）約70 （帶油）3上節(jié)油箱重（T）約4.54油重（T）約 17.55總重（T）約846變壓器外形尺寸（mm 長、寬、高6400、 5200、 56007變壓器運輸尺寸（mm 長、寬、高滿足運輸要求三、啟備變型號、參數(shù)序號名稱參數(shù)-一-變壓器基本技術(shù)參數(shù)1型式及型號SFFZ-63000/1102額定容量（MVA （繞組溫升65K）63/38-383最高工作電壓（kV

39、）高壓/低壓126/7.24額定電壓（kV）高壓/低壓115/6.35額定電流（A）高壓/低壓331/36576額定電壓比（kV）115 ± 8X 1.25%/6.3-6.3kV7短路阻抗（%228聯(lián)接組標號YN, yn0-yn0+d9額定頻率（Hz）5010絕緣耐熱等級A級額定絕緣水平高雷電沖擊耐受電壓峰值（kV）48011壓側(cè)短時工頻耐受電壓有效值（kV）200低雷電沖擊耐受電壓峰值（kV）75壓側(cè)短時工頻耐受電壓有效值（kV）35+口空載損耗（kW4012耗負載損耗（kW270耗附件損耗（kW813效率（%99.514溫升繞組溫升65K141.5倍最高相電壓下，局部放電量（pC

40、）< 10015無線電干擾電壓（卩V）不大于500卩V16噪音水平（dB）80-二二變壓器套管額定絕緣水平高壓 雷電沖擊耐受電壓峰值（kV）480/5301側(cè)短時工頻耐受電壓有效值（kV）200低壓 雷電沖擊耐受電壓峰值（kV）75/85側(cè)短時工頻耐受電壓有效值（kV）352套管式電流互感器序號名稱參數(shù)咼壓 側(cè)F流比（A）300 600/5準確級5P20/5P20/0.2額定輸出（VA40/40/40高壓 側(cè)中 性點電流比（A）150 300/5準確級石P 20額定輸出（VA）403冷卻器冷卻器數(shù)量（其中備用組數(shù)）14組每個冷卻器風(fēng)扇數(shù)量4臺每個風(fēng)扇電機容量（kW、電壓（V）380V三其

41、它技術(shù)要求1運輸重（T）約 77.82上節(jié)油箱重（T）約6.53油重（T）約254總重（T）約 94.55變壓器外形尺寸（mm長、寬、高約 7300、 5500、 5650第三節(jié)變壓器的運行與維護一、變壓器的運行標準變壓器在運行中一旦發(fā)生故障，將給電廠帶來巨大的經(jīng)濟損失，所以應(yīng)了解運行標準， 掌握運行規(guī)律,以避免事故發(fā)生。變壓器的運行標準如下：1. 允許溫升變壓器運行時，鐵芯和繞組的電能損耗都轉(zhuǎn)化為熱量，使變壓器各部分的溫度升高，它們與周圍介質(zhì) 之間存在溫差，熱量散發(fā)到周圍的介質(zhì)中去。在油浸式變壓器中， 繞組和鐵芯熱量先傳給周圍的變壓器油,受熱的油又將熱量傳至油箱及散熱器，再散入外部介質(zhì)中。變

42、壓器的允許溫升取決于絕緣材料，油浸電力變壓器的繞組一般用油和紙作絕緣，屬A級絕緣。變壓器的絕緣材料隨著運行時間的延續(xù)會出現(xiàn)老化現(xiàn)象，即失去它初期具有的絕緣性質(zhì)。溫度越高， 絕緣老化越嚴重越迅速，以致發(fā)脆而碎裂，使線圈失去絕緣層的保護。溫度越高，絕緣材料的絕緣性能也 越差，容易被高壓擊穿，造成故障。因此，變壓器運行時不允許超過絕緣材料所允許的溫升。下表中列出了我國標準規(guī)定的，在額定使用條件下變壓器各部分的允許溫升。額定使用條件為：最高 氣溫+40 C；最高日平均氣溫+30 C；最高年平均氣溫 +20 C ;最低氣溫-30 C。"f-卻方式溫升C）自然油循環(huán)強迫油循環(huán)風(fēng)冷導(dǎo)向強迫油循環(huán)風(fēng)

43、冷油對空氣的平均溫升443540繞組對油的平均溫升213030頂層油對空氣的溫升554045繞組對的空氣的平均溫升6565702. 允許負載變壓器有負載時，因銅損和鐵損而發(fā)熱。負載越大，發(fā)熱量越多、溫升越高。為此，變壓器運行時， 有一個允許連續(xù)穩(wěn)定運行的額定負載，即變壓器額定容量。變壓器三相負荷不平衡時，應(yīng)嚴格監(jiān)視最大電 流相的負荷，使其不超過額定值，并且不平衡值不得超過額定電流的10%除正常過負荷以外，變壓器運行時，一般不能超過銘牌上所規(guī)定的容量。3. 允許過負荷變壓器的過負荷能力，是指為滿足某種運行而在某些時間內(nèi)允許變壓器超過其額定容量運行的能力。變壓器過負荷按其過負荷運行的目的不同，一般

44、又分為正常過負荷和事故過負荷兩種。（1）變壓器的正常過負荷。變壓器運行時的負荷經(jīng)常變化，日負荷曲線的峰谷差可能很大。根據(jù)等1.3值老化原則，可以在一部分時間內(nèi)小于額定負荷運行，只要在過負荷期間多損耗的壽命與低于額定負荷期 間少損耗的壽命相互補償，變壓器仍然可以獲得原設(shè)計的正常使用壽命。變壓器的正常過負荷能力，就是 以不犧牲變壓器正常壽命為原則制定。同時還規(guī)定，過負荷期間負荷和各部分溫度不得超過規(guī)定的最高限 值。我國的限值為：繞組最熱點的溫度不得超過140C ;自然油循環(huán)變壓器負荷不得超過額定負荷的倍，強迫油循環(huán)變壓器負荷不得超過額定負荷的1.2倍。（2）變壓器的事故過負荷。當電力系統(tǒng)發(fā)生事故時

45、，保證不間斷供電是首要任務(wù)，變壓器絕緣老化加速是次要的。因此事故過負荷是以犧牲變壓器壽命為代價的。事故過負荷時，絕緣老化率比正常過負荷 時高得多，即允許較大的過負荷，但我國規(guī)定繞組最熱點的溫度仍不得超過140 C。下表為變壓器事故過負荷允許時間的規(guī)定。強迫油循環(huán)冷卻的變壓器事故過負荷允許運行時間過負荷倍數(shù)環(huán)境溫度對應(yīng)時間（時：分）0C10C20 C30 C40 C1.124： 0024： 0024: 0014: 305: 101.224： 0021 : 008 : 003: 301 : 351.311 ： 005: 102 : 451: 300: 451.43： 402 : 101 : 200

46、: 450: 151.51： 501 : 100: 400: 160: 071.61： 000: 350: 160: 080: 051.70： 300: 150: 090: 05不允許自然冷卻或吹風(fēng)冷卻的油浸式電力變壓器事故過負荷允許運行時間過負荷倍數(shù)環(huán)境溫度對應(yīng)時間（時：分）0C10C20 C30 C40 C1.124: 0024: 0024 : 0019 : 007 : 001.224: 0024: 0013 : 005 : 502 : 451.323: 0010: 005 : 303 : 001 : 301.48: 305: 103 : 101 : 450 : 551.54: 453 :

47、 002 : 001 : 100 : 351.63: 002 : 051 : 200 : 450 : 181.72: 051 : 250 : 550 : 250 : 091.81: 301 : 000 : 300 : 130 : 061.91: 000 : 350 : 180 : 090 : 052.00: 400 : 220 : 110 : 06不允許干式變壓器的事故過負荷運行允許時間（單位：min）過負荷倍數(shù)1.21.31.41.51.6允許運行時間604532185變壓器在過負荷運行時應(yīng)注意以下幾點：A. 變壓器存在較大缺陷時，如冷卻系統(tǒng)故障、嚴重漏油、色譜分析異常等，不準過負荷運行。B

48、. 變壓器過負荷運行時，應(yīng)投入全部冷卻器。C. 變壓器事故過負荷后，應(yīng)進行一次全面檢查并將事故過負荷大小和時間記入變壓器的技術(shù)檔案中。4. 允許電壓波動當變壓器一次側(cè)繞組所加電壓升高時，由于其鐵芯磁化過飽和， 從而使損耗迅速增大而造成鐵芯過熱,在這種情況下變壓器只能輕載運行。當電壓升高時還有可能使絕緣損壞。105% ,根據(jù)上述情況，國家有關(guān)標準規(guī)定變壓器一次側(cè)繞組所加電壓一般不超過所接分接頭額定值的 并要求二次側(cè)繞組電流不大于額定電流。二、變壓器投運1.變壓器投運前的檢查：變壓器投入運行前應(yīng)仔細檢查，確認處于完好狀態(tài)，著重檢查以下各項：(1) 變壓器投入運行前應(yīng)檢查有關(guān)工作票全部結(jié)束，并有檢修

49、工作負責人的詳細書面交待。拆除安 全措施，恢復(fù)常設(shè)遮欄及警告標示牌；(8)(9)(10)(11)(12)2.變壓器及其附屬設(shè)備完整，清潔無雜物，各套管引線，電纜接頭處接觸良好，；油枕的油色，油位正常，各部無滲漏；TA電纜引線和避雷器等符合運行要求;瓷瓶瓷套清潔完好，無裂紋損傷，防爆膜完好，無噴油油跡，呼吸器完整，硅膠未潮解變色； 接地線與接地網(wǎng)連接牢固； 冷卻裝置完好，各閥門開啟； 核對并記錄分接開關(guān)位置； 戶內(nèi)變壓器門窗完好，照明充足，高壓側(cè)出線應(yīng)有遮欄； 保護裝置投入應(yīng)符合運行要求； 消防設(shè)施齊全完好； 按配電裝置運行規(guī)程的規(guī)定，檢查開關(guān)、刀閘、 檢查瓦斯繼電器防雨罩是否完好。變壓器投運前

50、的試驗：(1)新安裝、檢修后和長期停用的變壓器投入運行前應(yīng)測量絕緣電阻，并將測量結(jié)果和當時的上層油 溫記入變壓器絕緣電阻記錄本內(nèi)，其值與最近一次相比應(yīng)無顯著降低；6kV以上(2) 變壓器測量絕緣電阻前，必須驗、放電后方可進行，測量時將電壓互感器斷開。(3) 測量變壓器絕緣時應(yīng)測量其線圈對地、線圈間絕緣電阻、吸收比及相間電阻等。電壓在50%變壓器者用2500V搖表測量，變壓器的絕緣電阻數(shù)值應(yīng)不低于1MQ /kV,且不應(yīng)低于前次測量值的吸收比應(yīng)大于或等于 1.3，若低于以上規(guī)定時，應(yīng)及時聯(lián)系檢修查明原因并處理。主變壓器、廠高變、啟備變高壓側(cè)絕緣電阻應(yīng)有檢修或試驗人員的測量或試驗交待。干式變絕緣電阻

51、應(yīng)滿足如下值：高壓對低壓及地30MQ ;低壓對地5MQo新安裝或大修后的變壓器投運前，應(yīng)進行局部放電測量和繞組變形測量及油中溶解氣體色譜分析，應(yīng)有保護傳動試驗和上述各項試驗合格的書面交代。且消防系統(tǒng)噴水裝置試驗應(yīng)良好。3.變壓器投運操作規(guī)定：(1) 新安裝或大修中更換線圈的變壓器以及內(nèi)部故障保護動作切除的變壓器，在投入運行時如果條件 許可應(yīng)采用零起升壓，主變采用零起升壓前應(yīng)投入瓦斯保護；(2) 變壓器一、二次回路檢修或有變更時，投運前應(yīng)進行核相，有差動保護的變壓器投運后，帶負荷 至2030%寸，應(yīng)進行差動 TA二次回路差流檢測，正確后方可投入差動保護出口壓板；(3) 廠用高壓變壓器，廠用低壓變

52、壓器在倒換電源操作過程中，符合并列條件的允許并列運行，在并 列前應(yīng)檢查一次系統(tǒng)，注意防止大環(huán)流損壞設(shè)備。廠用高壓變壓器并列時，應(yīng)用啟備變有載調(diào)壓裝置調(diào)整 6kV備用段與工作段電壓相等；變壓器送電前必須測量絕緣電阻值，合格后方可送電；變壓器的投運操作，必須使用裝有保護裝置的開關(guān)進行，禁止用刀閘拉合空載運行的變壓器； 變壓器無載調(diào)壓分接開關(guān)的切換操作，應(yīng)在變壓器停電并做好安全措施后，由檢修人員進行，切換后應(yīng)測量三相直流電阻合格，運行人員應(yīng)檢查檔位正確，且三相一致，并做好記錄；(7)變壓器停電時先停負荷側(cè)后停電源側(cè)，送電時則相反。三、變壓器運行中的檢查與監(jiān)視值班人員應(yīng)經(jīng)常監(jiān)視變壓器運行情況，并按規(guī)定抄錄有關(guān)表計，如變壓器在過負荷情況下運行，更應(yīng) 嚴格監(jiān)視變壓器負荷及上層油溫，繞組溫升等數(shù)值，并每半小時抄錄表計一次，廠低變溫度等表計應(yīng)在每 值巡視檢查時抄錄一次。對運行和備用中的變壓器及其系統(tǒng)檢查，每班至少一次，氣候異?；蛘咴O(shè)備存在缺陷時，應(yīng)增加檢查 次數(shù)。1.(1)(6)變壓器運行中檢查的一般項目：變壓器運行中聲音是否正常，聲響是否增大，有無其它異音；變壓器油枕內(nèi)和充油套管內(nèi)的油色、油面高度是否正常，有無滲油，漏油現(xiàn)象； 變壓器的油溫和溫升是否正常，就地各溫度表指示和遙測溫度表指示是否相符； 變壓器套管是否清潔，有無放電痕跡及過熱、破損、裂紋現(xiàn)象；變壓器各引接線、電纜