《變壓器》講課稿

1、.幾萬伏幾萬伏220V.常見 變壓器電力變壓器電力變壓器接觸調壓器接觸調壓器三相干式變壓器三相干式變壓器.常見變壓器電源變壓器電源變壓器環(huán)形變壓器環(huán)形變壓器控制變壓器控制變壓器.變壓器的分類v按用途：電力變壓器、互感器、特殊用途變壓器；v按繞組數(shù)目：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變壓器；v按相數(shù)：單相變壓器和三相變壓器；v按冷卻介質和冷卻方式：油浸式變壓器和干式變壓器；v按鐵芯結構：芯式變壓器和殼式變壓器；v按調壓方式：無勵磁調壓變壓器、有載調壓變壓器；v按容量大?。盒⌒妥儔浩?、中型變壓器、大型變壓器和特大型變壓器。.變壓器用途v電力系統(tǒng)中實現(xiàn)電能的遠距離高效輸送、合理配電、安全用電。如：電

2、力變壓器、配電變壓器。v供給特殊電源用的專用變壓器。如：煉鋼爐供電的電爐變壓器，大型電解電鍍、直流電力機車供電的整流變壓器。v測量用的儀用變壓器。v控制系統(tǒng)實現(xiàn)信號的傳輸控制變壓器，直到僅傳輸信號的非常小的無線電變壓器。.一、變壓器的構造一、變壓器的構造1. 1.示意圖示意圖 U1U2 n1n2原原線線圈圈副副線線圈圈鐵鐵芯芯2.2.構造：構造：（1 1）閉合鐵芯）閉合鐵芯 （絕緣（絕緣硅鋼片疊合而成）硅鋼片疊合而成）（2 2）原繞組（一次或）原繞組（一次或初級繞組）：其匝數(shù)用初級繞組）：其匝數(shù)用n n1 1表示表示（3 3）副繞組（二次或）副繞組（二次或次級繞組）：其匝數(shù)用次級繞組）：其匝數(shù)

3、用n n2 2表示表示（4 4）輸入電壓：）輸入電壓：U U1 1; ; 輸出電壓：輸出電壓：U U2 2. .單相變壓器.二、變壓器的工作原理二、變壓器的工作原理-互感現(xiàn)象互感現(xiàn)象 變壓器通過閉合鐵變壓器通過閉合鐵芯，利用互感現(xiàn)象實芯，利用互感現(xiàn)象實現(xiàn)了電能（現(xiàn)了電能（U U1 1、I I1 1）到磁場能（變化的磁到磁場能（變化的磁場）再到電能（場）再到電能（ U U2 2、I I2 2）轉化。）轉化。原原線線圈圈副副線線圈圈鐵芯鐵芯 U1U2n1n2互感現(xiàn)象：在原副線圈中由于有互感現(xiàn)象：在原副線圈中由于有交變電交變電流流而發(fā)生的互相感應現(xiàn)象。而發(fā)生的互相感應現(xiàn)象。.原線圈接交流電在鐵芯中產

4、生變化的磁通量在鐵芯中產生變化的磁通量副線圈有交流電原線圈產生感應電動勢副線圈產生感應電動勢.變壓器原副線圈的變壓器原副線圈的端電壓之比端電壓之比等于這兩等于這兩個線圈的個線圈的匝數(shù)之比匝數(shù)之比n n2 2 n n1 1 U U2 2U U1 1 -升壓變壓器升壓變壓器n n2 2 n n1 1 U U2 2 U U1 1 -降壓變壓器降壓變壓器U U1 1/U/U2 2= n= n1 1/n/n2 2.FeCu2212PPPPPP .3.1.4 變壓器的基本結構.3.1.4 變壓器的基本結構.變壓器的基本結構一、鐵芯作用：構成變壓器的磁路系統(tǒng)，且固定繞組。構成：由0.27/0.3/0.35m

5、m厚的冷軋硅鋼片疊成，每片硅鋼片的兩面涂絕緣漆膜，且沖壓成一定形狀。鐵芯分鐵芯柱、鐵軛兩部分。制造工藝：采用交疊式，主要使疊縫相互交疊，以減少接縫間隙，從而減少磁路的磁阻。芯柱截面是內接于的多級矩形。.2.繞組繞組v繞組是變壓器的電路部分，它是用紙包的絕緣扁線或圓線繞成。 右圖為交疊式右圖為交疊式繞組繞組 3.3.其他結構部件其他結構部件v以典型的油侵式電力變壓器為例，其他結構部件有:v油箱、儲油柜、散熱器、高壓絕緣管套以及繼電保護裝置等.繞組v繞組是變壓器的電路部分，它是由銅或鋁的絕緣導線繞制而成。為了便于絕緣，低壓繞組靠近鐵心柱，高壓繞組套在低壓繞組外面。.油箱v油浸式變壓器均要有一個油箱

6、，裝入變壓器油后，將組裝好的器身裝入其中，以保證變壓器正常工作。變壓器油用作加強變壓器內部絕緣強度和散熱作用。.儲油柜v變壓器在運行中，隨著油溫的變化，油的體積會膨脹和收縮，為了減少油與外界空氣的接觸面積，減小變壓器受潮和氧化的概率，通常在變壓器上部安裝一個儲油柜（俗稱油枕）。.呼吸器v變壓器隨著負荷和氣溫變化，各變壓器油溫不斷變化，這樣油枕內的油位隨著整個變壓器油的膨脹和收縮而發(fā)生變化，為了使潮氣不能進入油枕使油劣化，將油枕用一個管子從上部連通到一個內裝硅膠的干燥器（俗稱呼吸器），硅膠對空氣中水份具有很強的吸附作用，干燥狀態(tài)狀態(tài)為藍色，吸潮飽和后變?yōu)榉奂t色。吸潮的硅膠可以再生。.冷卻器v直接

7、裝配在變壓器油箱壁上，對于強迫油循環(huán)風冷變壓器，電動泵從油箱頂部抽出熱油送入散熱器管簇中，這些管簇的外表受到來自風扇的冷空氣吹拂，使熱量散失到空氣中去，經過冷卻后的油從變壓器油箱底部重新回到變壓器油箱內。無論電動泵裝在冷卻器上部還是下部，其作用是一樣的。.絕緣套管v變壓器繞組的引出線從油箱內部引到箱外時必須經過絕緣套管，使引線與油箱絕緣。絕緣套管一般是陶瓷的，其結構取決于電壓等級。1kV以下采用實心磁套管，1035kV采用空心充氣或充油式套管，110kV及以上采用電容式套管。為了增大外表面放電距離，套管外形做成多級傘形裙邊。電壓等級越高，級數(shù)越多。.分接開關v變壓器常用改變繞組匝數(shù)的方法來調壓

8、。一般從變壓器的高壓繞組引出若干抽頭，稱為分接頭，用以切換分接頭的裝置叫分接開關。分接開關分為無載調壓和有載調壓兩種，前者必須在變壓器停電的情況下切換；后者可以在變壓器帶負載情況下進行切換。分接開關安裝在油箱內，其控制箱在油箱外，有載調壓分接開關內的變壓器油是完全獨立的，它也有配套的油箱、瓦斯繼電器、呼吸器。.氣體繼電器v氣體繼電器又稱為瓦斯繼電器，是變壓器的一種保護裝置，安裝在油箱與儲油柜的連接管道中，當變壓器內部發(fā)生故障時（如絕緣擊穿、匝間短路、鐵芯事故、油箱漏油使油面下降較多等）產生的氣體和油流，迫使氣體繼電器動作。輕者發(fā)出信號，以便運行人員及時處理。重者使斷路器跳閘，以保護變壓器。.壓

9、力釋放閥v當變壓器內部發(fā)生嚴重故障而產生大量氣體時，油箱內壓力迅速增加，為防止壓器發(fā)生爆炸，油箱上安裝壓力釋放閥。（注意打開閥芯）.變壓器的型號 型號表示一臺變壓器的結構、額定容量、電壓等級、冷卻方式等內容。我場變壓器型號：S F Z 1 1 -50000/110分類分類類別類別代表符號代表符號繞組耦合方式繞組耦合方式自耦自耦O相數(shù)相數(shù)單相單相D三相三相S冷卻方式冷卻方式油浸自冷油浸自冷（表示缺?。ū硎救笔。┯徒L冷油浸風冷F油浸水冷油浸水冷S強迫油循環(huán)風冷強迫油循環(huán)風冷FP強迫油循環(huán)水冷強迫油循環(huán)水冷SP繞組數(shù)繞組數(shù)雙繞組雙繞組三繞組三繞組S繞組導線材質繞組導線材質銅銅鋁鋁L調壓方式調壓方

10、式無勵磁調壓無勵磁調壓有載調壓有載調壓Z.冷卻方式：油浸風冷額定容量：50000kVA接線方式：星角11點接線負載損耗：182.95kVA三相風冷有載調壓額定頻率：50HZ空載損耗：31.87kVA.2.2.互感器互感器 A電流互感器電流互感器電壓互感器電壓互感器V 使用時把原線圈與電路并聯(lián)，原線圈匝數(shù)多于副線圈匝數(shù) 使用時把原線圈與電路串聯(lián)，原線圈匝數(shù)少于副線圈匝數(shù).（二）（二）電流互感器電流互感器 kNNII11221kII/12（被測電流）（被測電流）N1（匝數(shù)少（匝數(shù)少）N2（匝數(shù)多（匝數(shù)多）ARi1i2被測電流被測電流=電流表讀數(shù)電流表讀數(shù) N2/N1.不許開路不許開路.Ai1i2

11、3.7.3 電流互感器作用：作用：把被測的大電流通把被測的大電流通入電流互感器的原邊，變入電流互感器的原邊，變換成副邊的小電流，送到換成副邊的小電流，送到電流表或控制回路。電流表或控制回路。結構特點：結構特點：原邊繞組匝數(shù)原邊繞組匝數(shù)少、截面大，串入被測回少、截面大，串入被測回路；副邊匝數(shù)多、截面小，路；副邊匝數(shù)多、截面小，串接小阻抗儀表。串接小阻抗儀表。.3.7.3 電流互感器原理分析：正常運行時相當于變壓器副邊短路。被測的大電流計算：I1=ki I2I2-副邊額定電流，規(guī)定為5A或1Aki -電流互感器的電流比。注意事項注意事項 ：1、電流互感器副方、電流互感器副方不允許開路。開路不允許開

12、路。開路后，原方電流全為后，原方電流全為勵磁作用，鐵芯過勵磁作用，鐵芯過飽和，電壓較高，飽和，電壓較高，鐵芯嚴重發(fā)熱。鐵芯嚴重發(fā)熱。2、電流互感器副繞、電流互感器副繞組一端和鐵芯須可組一端和鐵芯須可靠接地。靠接地。.3.7.4 電壓互感器作用：作用：把被測的大電壓通把被測的大電壓通入電壓互感器的原邊，變入電壓互感器的原邊，變換成副邊的小電壓，送到換成副邊的小電壓，送到電壓表或控制回路。電壓表或控制回路。結構特點：結構特點：原邊繞組匝數(shù)原邊繞組匝數(shù)多、截面小，并聯(lián)接入被多、截面小，并聯(lián)接入被測回路；副邊匝數(shù)少、截測回路；副邊匝數(shù)少、截面大，串接線圈阻抗大的面大，串接線圈阻抗大的電壓儀表。電壓儀表

13、。VU1U2.注意事項注意事項 ： 1 1、電壓互感器副邊絕、電壓互感器副邊絕不允許短路。因短路電不允許短路。因短路電流將使繞組發(fā)熱，破壞流將使繞組發(fā)熱，破壞絕緣，危及人身和設備絕緣，危及人身和設備的安全。的安全。2 2、電壓互感器鐵心和、電壓互感器鐵心和副繞組的一端必須可靠副繞組的一端必須可靠接地，保障人身安全。接地，保障人身安全。原理分析：原理分析：正常運行時相當于變壓器正常運行時相當于變壓器副邊開路。副邊開路。被測的大電壓計算：被測的大電壓計算：U1=kv U2U2-副邊額定電壓，規(guī)定副邊額定電壓，規(guī)定為為100V或或100/30.5Vkv-電壓互感器的電壓比電壓互感器的電壓比3.7.4

14、 電壓互感器.1、 聲音異常: 變壓器在正常運行時發(fā)出均勻的有節(jié)律的“嗡嗡”聲，如果出現(xiàn)其他不正常聲音，均為聲音異常，產生的主要原因有以下幾方面: v 當有大容量的動力設備起動時，負荷突然增大，變壓器聲音也會變大;v 過負荷，在夏季或農忙用電高峰時，配變會因為過負荷發(fā)出很高的沉重的“嗡嗡”聲;.v 個別零件松動，如鐵芯的穿芯螺絲夾得不緊，使鐵芯松動，這時變壓器發(fā)出強烈而不均勻的“噪音”;v 內部接觸不良或絕緣擊穿，變壓器會發(fā)出放電的“噼啪”聲;v 系統(tǒng)短路或接地時，通過的短路電流很大，使變壓器的噪音也很大。當線路在導線連接處或T接處發(fā)生斷線，刮風時容易造成時接時斷的接觸而產生弧光或火花，這時變

15、壓器就會發(fā)出象青蛙“唧哇唧哇”的叫聲;當?shù)蛪壕€路發(fā)生接地或短路事故時，變壓器就發(fā)出“轟轟”的響聲。.2、 油溫異常: 正常負荷及正常冷卻情況下，變壓器的油溫不斷升高，其主要原因有: 由于渦流或夾緊鐵芯用的穿芯螺絲絕緣損壞，均會使變壓器油溫升高; 另外，繞組局部層間或匝間短路，內部接點有故障，接觸電阻加大，二次線上有大電阻短路，也會使油溫升高。.v3、 油色、油位異常: 油色變化過重，油內出現(xiàn)碳質; 在夏季重負荷運行時，油位就會升高，若超過最高溫度標線刻度，就應適當放油; 當變壓器滲漏嚴重，就會使油位下降，若降到最低標線以下，應加油補充。v.v4、 高低壓套管發(fā)生嚴重損傷并有放電現(xiàn)象，其主要原因

16、是:v 套管密封不嚴，因進水使絕緣受潮而損壞;v 套管的電容芯子制造不良，內部游離放電;v 套管積垢嚴重，表面釉質脫落，或套管上有大的碎片和裂紋，均會造成套管閃絡和爆炸事故。.v5、 三相電壓不平衡，其主要原因有:v 三相負載不平衡，引起中性點位移，使三相電壓不平衡;v 系統(tǒng)發(fā)生鐵磁諧振，會使三相電壓不平衡;v 內部發(fā)生匝間或層間短路，也會造成三相電壓不平衡。v.v6、 分接開關故障v分接開關故障主要有: 接觸不良、觸頭燒壞、觸頭間短路、觸頭對地放電，油箱上有“吱吱”的放電聲，產生這類故障的主要原因有:v 分接開關觸頭彈簧壓力不足，觸頭滾輪壓力不勻，接觸面減少，觸頭磨損嚴重，引起分接開關燒毀。v 分接開關接觸不良，經受不住短路電流沖擊而發(fā)生故障。.v 由于操作不當，使分接頭位置切換錯誤，引起開關燒壞。v 相間絕緣距離不夠，或絕緣材料性能降低，在過壓作用下短路。v 油溫過高，分接開關長期浸在高于常溫的油中，使分接開關觸頭出現(xiàn)碳膜及油垢，觸頭發(fā)熱，損壞觸頭。.v7、 引線部分故障: 引線部分故障常有引線燒斷、接線柱打火等現(xiàn)象發(fā)生。主要原因有: 引線與接線柱連接松動，導致接觸不良、發(fā)熱; 軟銅片焊接不良，引線之間焊接不牢，造成過熱或開焊，如不及時處理，將造成變壓器不能運行或三相電壓不平