變 壓 器 技 術

1、變變 壓壓 器器 技技 術術內容提示內容提示l變壓器的原理變壓器的原理l變壓器的分類變壓器的分類l變壓器技術數(shù)據(jù)變壓器技術數(shù)據(jù)l電力變壓器的設計（電磁計算）電力變壓器的設計（電磁計算）l變壓器的工藝流程變壓器的工藝流程l變壓器的試驗變壓器的試驗一、變壓器的原理一、變壓器的原理法拉第的電磁感應定律：法拉第的電磁感應定律： 導體回路中感應電動勢導體回路中感應電動勢e e 的大小，與的大小，與穿過回路的磁通量的變化率穿過回路的磁通量的變化率 成正比，成正比，其數(shù)學表達式為其數(shù)學表達式為 變壓器的原理與結構變壓器的原理與結構l變壓器是有一個鐵心和與其交鏈的幾個繞組組成，變壓器是有一個鐵心和與其交鏈的幾

2、個繞組組成，當某一繞組從電源接受交流電能時，通過電感生當某一繞組從電源接受交流電能時，通過電感生磁、磁感生電的電磁感應原理改變電壓（電流），磁、磁感生電的電磁感應原理改變電壓（電流），在其余繞組是以同一頻率、不同電壓傳輸出交流在其余繞組是以同一頻率、不同電壓傳輸出交流電能。電能。 = msin(t+90) E=Usint 在電機和變壓器工程設計時常用公式：在電機和變壓器工程設計時常用公式： E=4.44fWSBE=4.44fWSB l變壓器主要結構就是鐵心、繞組和絕緣系統(tǒng)。變壓器主要結構就是鐵心、繞組和絕緣系統(tǒng)。變壓器的基本特性：變壓器的基本特性：l匝數(shù)比匝數(shù)比( (變比變比) ) 原邊匝數(shù)：

3、副邊匝數(shù)原邊匝數(shù)：副邊匝數(shù)lW1/W2U1/U2I2/I1lU1I1U2I2lPOP PZ ZP PFeFeP PCuCu二、變壓器的分類二、變壓器的分類變壓器分為電力變壓器和特種變壓器：變壓器分為電力變壓器和特種變壓器：l電力變壓器又分為油浸式：升壓變壓器、降壓變電力變壓器又分為油浸式：升壓變壓器、降壓變壓器、聯(lián)絡變壓器（聯(lián)接幾個不同電壓等級的電壓器、聯(lián)絡變壓器（聯(lián)接幾個不同電壓等級的電網(wǎng)用）和配電變壓器。網(wǎng)用）和配電變壓器。l干干 式：配電變壓器（式：配電變壓器（0.4 kV0.4 kV）、調壓變壓器、）、調壓變壓器、特種變壓器。特種變壓器。110kV變壓器 SCB系列干式電力變壓器 安全

4、，難燃防火，無污染安全，難燃防火，無污染，可直接安裝在負荷中心?？芍苯影惭b在負荷中心。 免維護、安裝簡便、綜合運行成本低免維護、安裝簡便、綜合運行成本低。l SG10系列變壓器隔爆變壓器隔爆變壓器 非晶合金變壓器非晶合金變壓器 三、變壓器技術數(shù)據(jù)三、變壓器技術數(shù)據(jù)1 1相數(shù)和額定頻率相數(shù)和額定頻率 變壓器分單相和三相兩種，一般為三相變壓器，變壓器分單相和三相兩種，一般為三相變壓器， 小型變壓器有制成單相的，特大型變壓器做成單小型變壓器有制成單相的，特大型變壓器做成單 相后組成三相變壓器組。相后組成三相變壓器組。l額定頻率：額定頻率：50HZ50HZDC10-Z 單相樹脂絕緣干式電力變壓器 國內

5、首臺百萬伏變壓器國內首臺百萬伏變壓器 2 2額定電壓額定電壓n變壓器一個作用就是要改變電壓，因此，額定電壓是變壓變壓器一個作用就是要改變電壓，因此，額定電壓是變壓器重要的數(shù)據(jù)。我國輸變電線路電壓等級（器重要的數(shù)據(jù)。我國輸變電線路電壓等級（kVkV）為：）為： 終端：終端：0.38 3 6 10 150.38 3 6 10 15（2020） 35 63 110 220 330 50035 63 110 220 330 500 始端：始端：0.4 3.15 6.3 10.5 15.75 38.5 69 121 242 363 5500.4 3.15 6.3 10.5 15.75 38.5 69 1

6、21 242 363 550 高壓額定電壓等于線路和始端電壓的變壓器為升壓變壓器高壓額定電壓等于線路和始端電壓的變壓器為升壓變壓器, , 高壓額定電壓等于線路和終端電壓的變壓器為降壓變壓器。高壓額定電壓等于線路和終端電壓的變壓器為降壓變壓器。3.額定容量額定容量(額定視在功率額定視在功率) 額定容量額定容量S SN N是銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下是銘牌規(guī)定的額定狀態(tài)下變壓器輸出視在功率的保證值。變壓器輸出視在功率的保證值。是表征變是表征變壓器傳輸電能能力的大小。壓器傳輸電能能力的大小。額定容量用伏額定容量用伏安（安（VAVA）或千伏安（）或千伏安（kVAkVA）表示）表示 變壓器額定容量與繞組額定容

7、量有所區(qū)別：雙繞組變壓器額定容量與繞組額定容量有所區(qū)別：雙繞組變壓器的額定容量就是繞組的額定容量；多繞組變壓器變壓器的額定容量就是繞組的額定容量；多繞組變壓器應對每個繞組的額定容量加以規(guī)定，其額定容量為最大應對每個繞組的額定容量加以規(guī)定，其額定容量為最大的繞組額定容量。的繞組額定容量。容量系數(shù)：容量系數(shù)：R10R10l單位：單位：kVAkVA 10 20 （30） 50 63 80 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000 10000 12500 16000

8、 20000 25000 31500 40000 50000 63000 （90000） （120000） （150000） （180000） （240000） （300000） (360000)4. 4.額定電流額定電流l變壓器額定電流是由繞組的額定容量除變壓器額定電流是由繞組的額定容量除 以該繞組的額定電壓及相應的相系數(shù)（單以該繞組的額定電壓及相應的相系數(shù)（單 相為相為1 1，三相為，三相為3 31/21/2 ），而算得的流經繞），而算得的流經繞 組線端的電流。變壓器的額定電流就是各組線端的電流。變壓器的額定電流就是各 繞組的額定電流，是指的線電流，也是有繞組的額定電流，是指的線電流，也是

9、有 效值。效值。 I Ie eS SN N/ /3 31/21/2U Ue e5 5繞組聯(lián)結組標號繞組聯(lián)結組標號l繞組聯(lián)結組繞組聯(lián)結組 變壓器同一側線圈是按照一定形式進行聯(lián)結的。 三相變壓器可以聯(lián)結成星形、三角形和曲折三相變壓器可以聯(lián)結成星形、三角形和曲折形。星形聯(lián)結是各相線圈的一端結成一個公共點形。星形聯(lián)結是各相線圈的一端結成一個公共點（中性點），其它端子結到相應的線端上；三角（中性點），其它端子結到相應的線端上；三角形聯(lián)結是三個相線圈互相串聯(lián)形成閉合回路，由形聯(lián)結是三個相線圈互相串聯(lián)形成閉合回路，由串聯(lián)處結至相應的線端。串聯(lián)處結至相應的線端。繞組聯(lián)結組標號繞組聯(lián)結組標號 變壓器不同側間電壓

10、相量有角度差變壓器不同側間電壓相量有角度差-相位相位移，用時鐘表示，用分針表示高壓線端與中性點間移，用時鐘表示，用分針表示高壓線端與中性點間的電壓相量，且指向的電壓相量，且指向0 0（1212）；用時針表示低壓（或）；用時針表示低壓（或中壓）線端與中性點間的電壓相量，則時針所指的中壓）線端與中性點間的電壓相量，則時針所指的小時數(shù)就是繞組的聯(lián)結組組別。小時數(shù)就是繞組的聯(lián)結組組別。 6.6.分接范圍分接范圍l為了調整所需要的電壓，變壓器的繞組要具有分接抽頭以為了調整所需要的電壓，變壓器的繞組要具有分接抽頭以 改變電壓比。改變電壓比。l主分接主分接-與額定電壓、額定電流和額定容量相對應的分與額定電壓

11、、額定電流和額定容量相對應的分 接；接；l分接范圍分接范圍-最大、最小兩個百分數(shù)表示分接因數(shù)與最大、最小兩個百分數(shù)表示分接因數(shù)與100100 相比的范圍。相比的范圍。 （如:635%，1022.5%,110132.5%， 110312.5%） 空載電流空載電流I I0 0 變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率變壓器二次繞組開路，一次繞組施加額定頻率的額定電壓時，一次繞組中所流通的電流稱為空載的額定電壓時，一次繞組中所流通的電流稱為空載電流電流I I0 0 。其較小的有功分量其較小的有功分量I IOO用以補償鐵心的損用以補償鐵心的損耗，其較大的無功分量耗，其較大的無功分量I IOrOr用于勵

12、磁以平衡鐵心的磁用于勵磁以平衡鐵心的磁壓降。壓降?？蛰d電流空載電流: : I I0 02 2I I0 0 2 2I IOrOr2 2l空載電流的無功分量空載電流的無功分量IOr 是勵磁電流。由于是勵磁電流。由于IOr 與鐵心中磁通的關系是非線性的，所以與鐵心中磁通的關系是非線性的，所以IOr 的波形含有奇次諧波的非正弦波形。的波形含有奇次諧波的非正弦波形。 勵磁電流諧波分量（勵磁電流諧波分量（%） 基基 波波 100 3次諧波次諧波 4050 5次諧波次諧波 1025 7次諧波次諧波 510 9次諧波次諧波 36 空載電流的空載電流的有功分量有功分量I Io o 是損耗電流。所是損耗電流。所汲

13、取的有功功率稱空載損耗汲取的有功功率稱空載損耗P PO O，忽略空載運，忽略空載運行狀態(tài)下一次繞組的電阻損耗時又稱為鐵行狀態(tài)下一次繞組的電阻損耗時又稱為鐵損。損。8阻抗電壓和負載損耗阻抗電壓和負載損耗 雙繞組變壓器當二次繞組短接，一次繞組流雙繞組變壓器當二次繞組短接，一次繞組流通額定電流而施加的電壓稱為阻抗電壓通額定電流而施加的電壓稱為阻抗電壓U UZ Z，多繞，多繞組變壓器則有任意一對繞組組合的組變壓器則有任意一對繞組組合的U UZ Z，通常阻抗，通常阻抗電壓以額定電壓百分數(shù)表示電壓以額定電壓百分數(shù)表示 Uz（UZ/UE）100 油變雙繞組變壓器的標準阻抗電壓：油變雙繞組變壓器的標準阻抗電壓

14、： 電壓等級（電壓等級（kVkV） 610 35 63 110 220 610 35 63 110 220 阻抗電壓（阻抗電壓（% %） 45.5 6.58 8945.5 6.58 89 10.5 10.5 1224 1224干變雙繞組變壓器標準阻抗電壓：干變雙繞組變壓器標準阻抗電壓：l10KV10KV級：級： 容量（容量（kVAkVA） 30630kVA 6302500 kVA30630kVA 6302500 kVA 阻抗電壓（阻抗電壓（% %） 4 4 6 6l35kV35kV級：級： 容容 量（量（kVAkVA） 3152500 kVA3152500 kVA阻抗電壓（阻抗電壓（% %）

15、6 6l二次繞組短接、一次繞組流通額定電流時二次繞組短接、一次繞組流通額定電流時所汲取的有功功率稱所汲取的有功功率稱負載損耗負載損耗PF。 負載損耗最大一對繞組的電阻損耗附加損耗負載損耗最大一對繞組的電阻損耗附加損耗 （應折算到參考溫度）（應折算到參考溫度）9溫升和冷卻方式溫升和冷卻方式l溫升溫升 變壓器的溫升，對于空氣冷卻變壓變壓器的溫升，對于空氣冷卻變壓 器是指測量部分的溫度與冷卻空氣溫度之器是指測量部分的溫度與冷卻空氣溫度之差；對于水冷卻變壓器是指測量部分的溫差；對于水冷卻變壓器是指測量部分的溫度與冷卻器入口處水溫之差。度與冷卻器入口處水溫之差。冷卻方式冷卻方式變壓器的冷卻方式由冷卻介質

16、種類及其循環(huán)種類來標志。變壓器的冷卻方式由冷卻介質種類及其循環(huán)種類來標志。l字母代號：字母代號：l冷卻介質種類冷卻介質種類 礦物油或可燃性合成油礦物油或可燃性合成油 O O 不燃性合成油不燃性合成油 L L 氣體氣體 G G 水水 W W 空氣空氣 A Al循環(huán)種類循環(huán)種類 自然循環(huán)自然循環(huán) N N 強迫循環(huán)（非導向）強迫循環(huán)（非導向） F F 強迫導向油循環(huán)強迫導向油循環(huán) D Dl冷卻方式由二到四個字母代號標志：冷卻方式由二到四個字母代號標志： AN AN 干式自冷干式自冷 AF AF 干式風冷干式風冷 ONAN ONAN 油浸自冷式油浸自冷式 ONAF ONAF 油浸風冷式油浸風冷式 OF

17、AF OFAF 強油風冷式強油風冷式 OFWF OFWF 強油水冷式強油水冷式10絕緣水平 變壓器的絕緣水平也稱絕緣強度。絕緣變壓器的絕緣水平也稱絕緣強度。絕緣水平可用雷電沖擊耐受電壓水平可用雷電沖擊耐受電壓SISI、工頻耐受、工頻耐受電壓電壓ACAC來驗證。來驗證。 10kV10kV：SI/AC 75/35kVSI/AC 75/35kV 35 kV 35 kV：SI/AC 200/85kVSI/AC 200/85kV 110 kV 110 kV：SI/AC 480/200kVSI/AC 480/200kV11性能數(shù)據(jù)的允許偏差性能數(shù)據(jù)的允許偏差(GB1094.1)項目允許偏差項目允許偏差1

18、1空載損耗空載損耗15%15% 負載損耗負載損耗15%15% 總損耗總損耗10%10%2 2空載電壓比空載電壓比 規(guī)定的第一對繞組規(guī)定的第一對繞組 主分接主分接a.a.規(guī)定電壓比的規(guī)定電壓比的0.5%0.5% b. b.實際阻抗百分數(shù)的實際阻抗百分數(shù)的1/10 1/10 其它分接按協(xié)議，但不低于其它分接按協(xié)議，但不低于a a和和b b中較小者中較小者 其它繞組對按協(xié)議，但不低于其它繞組對按協(xié)議，但不低于a a和和b b中較小者中較小者3 3短路阻抗雙繞組或多繞組中規(guī)定的第一獨立繞組短路阻抗雙繞組或多繞組中規(guī)定的第一獨立繞組 主分接主分接-當阻抗當阻抗10%10%時，時，7.5%;7.5%;當阻

19、抗當阻抗10%10%時，時，10%10% 其它分接其它分接-當阻抗當阻抗10%10%時，時，10%10%當阻抗當阻抗10%10%時，時，15%15% 其它繞組對其它繞組對-15%15%按協(xié)議正偏差可加大按協(xié)議正偏差可加大4 4空載電流空載電流30%30%5 5直流電阻不平衡率直流電阻不平衡率1600kVA1600kVA時，相為時，相為4%4%，線為，線為2%2% 1600kVA1600kVA時：相為時：相為2%2%（有中性點引出（有中性點引出),),線為線為2%2%（無中（無中性點引出）性點引出）四、電力變壓器的設計（電磁計算）四、電力變壓器的設計（電磁計算）1 1確定硅鋼片品種、牌號及鐵心結

20、構型式，計算鐵心柱直徑，選用標準直確定硅鋼片品種、牌號及鐵心結構型式，計算鐵心柱直徑，選用標準直徑，得出鐵心和鐵軛截面積。徑，得出鐵心和鐵軛截面積。2 2根據(jù)硅鋼片牌號，初選鐵心柱中的磁通密度，計算每匝電動勢。根據(jù)硅鋼片牌號，初選鐵心柱中的磁通密度，計算每匝電動勢。3 3初算低壓線圈匝數(shù)，湊成整數(shù)匝；重算每匝電動勢及磁通密度，再算出初算低壓線圈匝數(shù)，湊成整數(shù)匝；重算每匝電動勢及磁通密度，再算出高壓線圈匝數(shù)。高壓線圈匝數(shù)。4 4根據(jù)變壓器額定容量及電壓等級，確定變壓器的主、縱絕緣結構。根據(jù)變壓器額定容量及電壓等級，確定變壓器的主、縱絕緣結構。5 5根據(jù)線圈結構型式，確定導線規(guī)格，直行線圈段數(shù)（層

21、數(shù)）、匝數(shù)的排根據(jù)線圈結構型式，確定導線規(guī)格，直行線圈段數(shù)（層數(shù)）、匝數(shù)的排列，計算線圈軸向高度及輻向尺寸。列，計算線圈軸向高度及輻向尺寸。6 6初算阻抗電壓無功分量。初算阻抗電壓無功分量。7 7計算線圈負載損耗，檢查阻抗電壓是否符合標準。不符合應作調整。計算線圈負載損耗，檢查阻抗電壓是否符合標準。不符合應作調整。8 8計算導線對油的溫差，不合格時，可調整導線規(guī)格，或調整線段數(shù)及每計算導線對油的溫差，不合格時，可調整導線規(guī)格，或調整線段數(shù)及每段匝數(shù)的分配，或變更鐵心柱直徑。段匝數(shù)的分配，或變更鐵心柱直徑。9 9計算短路機械力及導線應力，當超過規(guī)定值時，應調整安匝分布，加大計算短路機械力及導線應

22、力，當超過規(guī)定值時，應調整安匝分布，加大導線截面積。導線截面積。1010計算空載性能及變壓器總損耗、計算油溫升，當油溫升過高或過低時，計算空載性能及變壓器總損耗、計算油溫升，當油溫升過高或過低時，應調整冷卻裝置的數(shù)目。應調整冷卻裝置的數(shù)目。1111計算變壓器的重量、繪制外形尺寸圖。計算變壓器的重量、繪制外形尺寸圖。五、變壓器的工藝流程五、變壓器的工藝流程油浸式變壓器油浸式變壓器l鐵心的制備：縱剪鐵心的制備：縱剪-橫剪橫剪-疊片疊片-夾夾緊緊-鐵心起立鐵心起立-綁扎綁扎工藝工藝l油箱的制備：油箱的制備：下料-加工-成形-焊接-除銹噴砂-噴涂工藝工藝l絕緣器材的制備：絕緣器材的制備：紙板、紙筒（剪

23、板機、剪園機）、絕緣墊塊、撐條紙板、紙筒（剪板機、剪園機）、絕緣墊塊、撐條l線圈的繞制：線圈的繞制：電磁線（線規(guī)測量）電磁線（線規(guī)測量）-繞線繞線-試驗試驗-整形整形-加加壓壓-干燥干燥線圈的型式l層式線圈 圓筒式-單層圓筒式、雙層圓筒式、l 多層圓筒式和分段圓筒式l 箔 式-一般箔式、分段箔式l餅 式連續(xù)式-一般連續(xù)式、半連續(xù)式l 糾結式-糾結連續(xù)式、普通糾結式和l 插花糾結式l 內屏蔽式（內屏蔽連續(xù)式） l 螺旋式-單螺旋式（半螺旋式）、雙螺 l 旋式（雙半螺旋式）和四螺旋式l 交錯式-由連續(xù)式或螺旋式線段交錯排列l(wèi) 而成 總裝：總裝： 拆上軛拆上軛-套線圈套線圈-插上軛插上軛-墊塊位置夾緊墊塊位置夾緊-引線裝引線裝配配-絕緣距離調整、引線夾緊絕緣距離調整、引線夾緊-變比、聯(lián)結組、絕緣電變比、聯(lián)結組、絕緣電阻阻測量測量-真空干燥真空干燥油箱清理油箱清理-下箱下箱-內口裝配內口裝配-外部外部組組裝裝-真空注油真空注油-密封試驗密封試驗干式變壓器主要是線圈與油變不一樣 lSCBSCB系列是環(huán)氧澆注式線圈系列是環(huán)