變壓器(課件)

1、變壓器變壓器課目課目: : 變壓器變壓器目的目的: : 通過學習了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)通過學習了解變壓器的基本結(jié)構(gòu)內(nèi)容內(nèi)容: : 概述與結(jié)構(gòu)概述與結(jié)構(gòu)方法方法: : 講解講解地點地點: : 教室教室時間時間: : 4545分鐘分鐘要求要求: : 認真聽講認真聽講, ,做好筆記做好筆記 一、什么叫變壓器一、什么叫變壓器 二、變壓器的分類二、變壓器的分類 三、變壓器的結(jié)構(gòu)三、變壓器的結(jié)構(gòu) 五、變壓器的故障檢測五、變壓器的故障檢測四、變壓器的運行四、變壓器的運行 變壓器是一種靜止的電氣設(shè)變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備它利用電磁感應的原理把輸出備它利用電磁感應的原理把輸出的交流電壓升高或降低為同頻率的交流電

2、壓升高或降低為同頻率的交流輸出電壓，以滿足高壓送的交流輸出電壓，以滿足高壓送電低壓配電及其它用戶要求。電低壓配電及其它用戶要求。 一、什么叫變壓器一、什么叫變壓器 二、變壓器的分類二、變壓器的分類 三、變壓器的結(jié)構(gòu)三、變壓器的結(jié)構(gòu) 五、變壓器的故障檢測五、變壓器的故障檢測四、變壓器的運行四、變壓器的運行1 1. .按用途分按用途分: :電力變壓器電力變壓器 電爐變壓器電爐變壓器 整流變壓器整流變壓器 電焊變壓器電焊變壓器 特殊變壓器特殊變壓器 2.2.按相數(shù)分按相數(shù)分: : 單項變壓器單項變壓器 三相變壓器三相變壓器 多相變壓器多相變壓器 3. 3.按冷卻分按冷卻分: : 干式變壓器干式變壓器

3、 油浸式變壓器油浸式變壓器 充氣變壓器充氣變壓器 變壓器的用途和類型雖然各不一樣變壓器的用途和類型雖然各不一樣但其基本的工作原理和結(jié)構(gòu)是相同的它但其基本的工作原理和結(jié)構(gòu)是相同的它主要由鐵芯和繞在鐵芯上的兩個或多個主要由鐵芯和繞在鐵芯上的兩個或多個繞阻所組成。接電源的繞阻稱為原繞組繞阻所組成。接電源的繞阻稱為原繞組( (或稱原邊或初級或稱原邊或初級), ), 與負載相接的繞阻與負載相接的繞阻稱為副繞組稱為副繞組( (或稱副邊或次級或稱副邊或次級) )。由于原。由于原副繞組的匝數(shù)不同副繞組的匝數(shù)不同, , 它們會有不同的電它們會有不同的電勢和電流。勢和電流。 一、什么叫變壓器一、什么叫變壓器 二、

4、變壓器的分類二、變壓器的分類 三、變壓器的結(jié)構(gòu)三、變壓器的結(jié)構(gòu) 五、變壓器的故障檢測五、變壓器的故障檢測四、變壓器的運行四、變壓器的運行變壓器主要由變壓器主要由: : 鐵芯鐵芯. . 原副繞組倆部分組原副繞組倆部分組成成一、鐵芯一、鐵芯 : : 鐵芯是變壓器的磁路部分鐵芯是變壓器的磁路部分, ,鐵芯分為鐵芯分為 鐵芯柱和鐵軛鐵芯柱和鐵軛. . 鐵軛的作用是使磁路閉合鐵軛的作用是使磁路閉合, ,為提高磁為提高磁性減少磁滯損耗和渦流損耗性減少磁滯損耗和渦流損耗. .鐵芯多采用鐵芯多采用0.350.35毫米毫米厚的硅鋼片迭裝而成厚的硅鋼片迭裝而成. .片間彼此絕緣片間彼此絕緣. .鐵芯鐵芯又可分為芯

5、式和殼式倆種又可分為芯式和殼式倆種. . 繞組繞組: : 繞組是變壓器電路部分常用絕緣銅線和鋁繞組是變壓器電路部分常用絕緣銅線和鋁澆制而成澆制而成, ,近年有用鋁箔繞制近年有用鋁箔繞制. . 變壓器中工作電壓高的繞組叫高壓繞組變壓器中工作電壓高的繞組叫高壓繞組, ,工工作電壓低的繞組叫低壓繞組作電壓低的繞組叫低壓繞組. .心式變壓器心式變壓器殼式變壓器殼式變壓器 按高、低壓繞阻相互位置和形狀的不同按高、低壓繞阻相互位置和形狀的不同繞阻可分為繞阻可分為同心式同心式和和交迭式交迭式兩種。兩種。 同心式繞阻是將高、低壓繞阻同心的套在鐵芯同心式繞阻是將高、低壓繞阻同心的套在鐵芯柱上，它是一組常用的繞阻

6、形式，為了便于與鐵芯柱上，它是一組常用的繞阻形式，為了便于與鐵芯絕緣，把低壓繞阻裝在里面，而把高壓繞阻裝在外絕緣，把低壓繞阻裝在里面，而把高壓繞阻裝在外面。低壓大電流大容量變壓器，低壓繞阻引出線很面。低壓大電流大容量變壓器，低壓繞阻引出線很粗，也可以把它放在外面。粗，也可以把它放在外面。1 1、同心式繞阻同心式繞阻2 2、交迭式繞阻、交迭式繞阻 交迭式繞阻又稱餅式繞阻，它是將交迭式繞阻又稱餅式繞阻，它是將高、低壓繞組分成若干線餅，沿著鐵芯高、低壓繞組分成若干線餅，沿著鐵芯柱的高度交替排列著。為了便于絕緣，柱的高度交替排列著。為了便于絕緣，一般最上層和最下層安放低壓繞阻。主一般最上層和最下層安放

7、低壓繞阻。主要優(yōu)點是漏抗小，機械強度好，引線方要優(yōu)點是漏抗小，機械強度好，引線方便。便。三、其它附件三、其它附件: : 右圖為變壓器的右圖為變壓器的俯視圖，從圖中可俯視圖，從圖中可以看出電力變壓器以看出電力變壓器的其它附件還有：的其它附件還有：油箱、油枕、分接油箱、油枕、分接開關(guān)、安全氣道氣開關(guān)、安全氣道氣體繼電器和絕緣套體繼電器和絕緣套管等。管等。 油浸式變壓器外殼就是油油浸式變壓器外殼就是油箱。油箱內(nèi)用來絕緣的變壓器箱。油箱內(nèi)用來絕緣的變壓器油油, , 保護鐵芯和繞組不受外力保護鐵芯和繞組不受外力及潮濕的浸蝕及潮濕的浸蝕, , 并通過油的對并通過油的對流把鐵芯和繞組產(chǎn)生的熱量傳流把鐵芯和繞

8、組產(chǎn)生的熱量傳遞給箱筆遞給箱筆, , 在箱筆外側(cè)裝有散在箱筆外側(cè)裝有散熱熱管管使箱內(nèi)的熱油上升至箱的使箱內(nèi)的熱油上升至箱的上部上部, , 經(jīng)散熱管冷卻后的油下經(jīng)散熱管冷卻后的油下降至箱的底部降至箱的底部, , 構(gòu)成自然的循構(gòu)成自然的循環(huán)環(huán), , 把熱量散發(fā)到周圍的空氣把熱量散發(fā)到周圍的空氣中去。中去。 1. 1. 油箱油箱油箱油箱2. 2. 油枕油枕 油油枕枕又叫儲油柜又叫儲油柜, ,一般油充劑到儲油柜一般油充劑到儲油柜一半即可一半即可, ,油面的升降被限制在儲油柜中。油面的升降被限制在儲油柜中。這樣可以使油相內(nèi)部和外界空氣隔絕這樣可以使油相內(nèi)部和外界空氣隔絕, ,避免避免潮氣浸入。潮氣浸入。

9、油枕油枕3. 3. 分接開關(guān)分接開關(guān) 為了使輸出為了使輸出電壓控制在一定電壓控制在一定范圍內(nèi)要求原邊范圍內(nèi)要求原邊電壓都有一定范電壓都有一定范圍的調(diào)節(jié)圍的調(diào)節(jié), , 這種這種調(diào)節(jié)開關(guān)稱為分調(diào)節(jié)開關(guān)稱為分接開關(guān)。接開關(guān)。分接開關(guān)分接開關(guān)4.4.安全氣道安全氣道 安全氣道又叫安全氣道又叫防爆管防爆管, , 裝有油箱裝有油箱頂蓋上是作為保護頂蓋上是作為保護設(shè)備用。它是一個設(shè)備用。它是一個長鋼管，上端裝有長鋼管，上端裝有一定厚度的玻璃板一定厚度的玻璃板或酚醛紙板?；蚍尤┘埌?。安全氣道安全氣道5.5.氣體繼電器氣體繼電器 當變壓器內(nèi)部當變壓器內(nèi)部發(fā)生故障而使絕緣發(fā)生故障而使絕緣物質(zhì)損壞時物質(zhì)損壞時, ,

10、 油箱油箱內(nèi)部產(chǎn)生的氣體會內(nèi)部產(chǎn)生的氣體會使氣體繼電器動作使氣體繼電器動作 通過中間繼電器直通過中間繼電器直接斷開開關(guān)同時也接斷開開關(guān)同時也發(fā)出事故信號發(fā)出事故信號, , 以以便運行人員及時處便運行人員及時處理。理。氣體繼電器氣體繼電器 一、什么叫變壓器一、什么叫變壓器 二、變壓器的分類二、變壓器的分類 三、變壓器的結(jié)構(gòu)三、變壓器的結(jié)構(gòu) 五、變壓器的故障檢測五、變壓器的故障檢測四、變壓器的運行四、變壓器的運行 變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，其構(gòu)造比較簡單，變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，其構(gòu)造比較簡單，運行條件較好，因此運行的可靠性較高。運行條件較好，因此運行的可靠性較高。變壓器的允許運行方式變壓器

11、的允許運行方式允許溫度和溫升允許溫度和溫升允許溫度允許溫度 變壓器在運行中，電能在鐵芯和繞組中的變壓器在運行中，電能在鐵芯和繞組中的損耗轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，引起各部位發(fā)熱使變壓器溫損耗轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，引起各部位發(fā)熱使變壓器溫度升高。當熱量向周圍輻射傳導，發(fā)熱和散熱度升高。當熱量向周圍輻射傳導，發(fā)熱和散熱達到平衡狀態(tài)時，各部分的溫度趨于穩(wěn)定。達到平衡狀態(tài)時，各部分的溫度趨于穩(wěn)定。 變壓器運行時各部分的溫度是不同的，繞變壓器運行時各部分的溫度是不同的，繞組溫度最高，其次是鐵芯，絕緣油的溫度最低組溫度最高，其次是鐵芯，絕緣油的溫度最低 變壓器的允許溫度主要決定于繞組的絕緣材料我變壓器的允許溫度主要決定于繞組的絕

12、緣材料我國電力變壓器大部分采用國電力變壓器大部分采用A A級絕緣，即浸漬處理過的有級絕緣，即浸漬處理過的有機材料，如紙、木材、棉紗等。對于機材料，如紙、木材、棉紗等。對于A A級絕緣的變壓器級絕緣的變壓器在正常運行中，當周圍空氣溫度最高為在正常運行中，當周圍空氣溫度最高為4040度時變壓器度時變壓器繞組的極限工作溫度為繞組的極限工作溫度為105105度。由于繞組的平均溫度比度。由于繞組的平均溫度比油溫高油溫高1010度，同時為了防止油質(zhì)劣化，所以規(guī)定變壓度，同時為了防止油質(zhì)劣化，所以規(guī)定變壓器上層油溫最高不超過器上層油溫最高不超過9595度而在正常情況下為使絕緣度而在正常情況下為使絕緣油不致過

13、速氧化，上層油溫不應超過油不致過速氧化，上層油溫不應超過8585度。對于采用度。對于采用強迫油循環(huán)水冷和風冷的變壓器，上層油溫不宜經(jīng)常強迫油循環(huán)水冷和風冷的變壓器，上層油溫不宜經(jīng)常超過超過7575度度溫升溫升 變壓器溫度與周圍空氣溫度的差值叫變壓器變壓器溫度與周圍空氣溫度的差值叫變壓器的溫升。當變壓器的溫度升高時，繞組的電阻會的溫升。當變壓器的溫度升高時，繞組的電阻會加大，使銅損增加。因此對變壓器的額定負荷時加大，使銅損增加。因此對變壓器的額定負荷時各部分的溫升作出的規(guī)定為允許溫升。各部分的溫升作出的規(guī)定為允許溫升。 對對A A級絕緣的變壓器，當周圍最高溫度為級絕緣的變壓器，當周圍最高溫度為4

14、040度度時，國家標準規(guī)定繞組的溫升為時，國家標準規(guī)定繞組的溫升為6565度，上層油溫度，上層油溫的允許溫升為的允許溫升為5555度。只要上層油溫及其溫升不超度。只要上層油溫及其溫升不超過規(guī)定值，就能保證變壓器在規(guī)定的使用年限內(nèi)過規(guī)定值，就能保證變壓器在規(guī)定的使用年限內(nèi)安全運行。安全運行。變壓器并列運行變壓器并列運行將兩臺或多臺變壓器的一次側(cè)以及二次側(cè)同極將兩臺或多臺變壓器的一次側(cè)以及二次側(cè)同極性的端子之間，通過同一母線分別互相連接，性的端子之間，通過同一母線分別互相連接，這種運行方式叫變壓器的并列運行。這種運行方式叫變壓器的并列運行。變壓器并列運行單線系統(tǒng)圖變壓器并列運行單線系統(tǒng)圖1 1#

15、B B2 2# B BU1U22 2、提高供電可靠性、提高供電可靠性當并列運行的變壓器中有一臺損壞時，只要迅速當并列運行的變壓器中有一臺損壞時，只要迅速將其從電網(wǎng)中切除，其它變壓器仍可正常供電檢將其從電網(wǎng)中切除，其它變壓器仍可正常供電檢查某臺變壓器時，也不引響其他變壓器正常行這查某臺變壓器時，也不引響其他變壓器正常行這樣減少了故障和檢修時的停電范圍。樣減少了故障和檢修時的停電范圍。變壓器并列運行的目的變壓器并列運行的目的1 1、提高變壓器運行的經(jīng)濟性、提高變壓器運行的經(jīng)濟性當負荷增加到一臺變壓器的容量不夠用時則當負荷增加到一臺變壓器的容量不夠用時則可并列投入第二臺變壓器，二當負荷減少到可并列投

16、入第二臺變壓器，二當負荷減少到不需要兩臺變壓器同時供電時，可將一臺變不需要兩臺變壓器同時供電時，可將一臺變壓器退出運行。壓器退出運行。變壓器并列運行的條件變壓器并列運行的條件 變壓器的并列運行固然具有很多優(yōu)點，然而并非變壓器的并列運行固然具有很多優(yōu)點，然而并非所有的變壓器均能并列運行。變壓器并列運行應同時所有的變壓器均能并列運行。變壓器并列運行應同時滿足下列條件：滿足下列條件：一、是變壓器的接線組別相同一、是變壓器的接線組別相同二、是變壓器的變比相同（允許有二、是變壓器的變比相同（允許有0.5%0.5%的差值）的差值）三、是變壓器的短路電壓相等（允許有正負三、是變壓器的短路電壓相等（允許有正負

17、10%10%的差值）的差值） 除滿足以上三個條件外，對于并列運行的容量除滿足以上三個條件外，對于并列運行的容量比一般不宜超過比一般不宜超過3 3：1 1 一、什么叫變壓器一、什么叫變壓器 二、變壓器的分類二、變壓器的分類 三、變壓器的結(jié)構(gòu)三、變壓器的結(jié)構(gòu) 五、變壓器的故障檢測五、變壓器的故障檢測四、變壓器的運行四、變壓器的運行一、變壓器的故障一、變壓器的故障 砸間短路的特點是繞組局部過熱，且溫度上升很砸間短路的特點是繞組局部過熱，且溫度上升很快，時間稍長，就會發(fā)出焦味甚至冒煙。這種局部過快，時間稍長，就會發(fā)出焦味甚至冒煙。這種局部過熱在空載時也會出現(xiàn)。如果變壓器原邊接上電源數(shù)分熱在空載時也會出

18、現(xiàn)。如果變壓器原邊接上電源數(shù)分鐘后即發(fā)現(xiàn)局部過熱，便可初步斷定繞組內(nèi)部有匝間鐘后即發(fā)現(xiàn)局部過熱，便可初步斷定繞組內(nèi)部有匝間短路。短路。 不論是原繞組或付繞組發(fā)生匝間短路，短路回路中不論是原繞組或付繞組發(fā)生匝間短路，短路回路中都會產(chǎn)生大的短路電流。短路電流的磁勢有減弱鐵心磁都會產(chǎn)生大的短路電流。短路電流的磁勢有減弱鐵心磁通的作用，因此空載時原邊電流顯著增大。這時原邊電通的作用，因此空載時原邊電流顯著增大。這時原邊電流除了激磁分量外，還有一個更大的分量來抵消短路電流除了激磁分量外，還有一個更大的分量來抵消短路電流削弱鐵心磁通作用。短路的匝數(shù)越多，空載電流的增流削弱鐵心磁通作用。短路的匝數(shù)越多，空載

19、電流的增大越顯著。大越顯著。1 1、局部過熱、局部過熱 2 2、空載電流顯著增大、空載電流顯著增大 匝間短路比較嚴重時，變壓器鐵心匝間短路比較嚴重時，變壓器鐵心振動，發(fā)出不正常的嗡嗡聲。振動，發(fā)出不正常的嗡嗡聲。 當短路的匝數(shù)較多時，這種故障在當短路的匝數(shù)較多時，這種故障在原付邊的電壓關(guān)系上也能反映出來。原付邊的電壓關(guān)系上也能反映出來。3 3、鐵芯發(fā)出不正常的響聲、鐵芯發(fā)出不正常的響聲4 4、付邊空載電壓偏高或偏低、付邊空載電壓偏高或偏低二、變壓器的檢試二、變壓器的檢試 變壓器在重繞后，為了保證使用可靠一般變壓器在重繞后，為了保證使用可靠一般應進行以下幾項檢查試驗：應進行以下幾項檢查試驗：1 1、 測量絕緣電阻。測量絕緣電阻。原付繞組之間以及各繞組與鐵心原付繞組之間以及各繞組與鐵心之間的絕緣電阻，一般應在之間的絕緣電阻，一般應在0.50.5兆歐以上兆歐以上。2 2、 測量各繞組的電阻。測量各繞組的電阻。如電阻太大，說明端線邊接如電阻太大，說明端線邊接處接觸不良，如電阻過小，則繞組內(nèi)部可能有短路。處接觸不良，如電阻過