電力變壓器基礎(chǔ)知識(shí)（課堂PPT）

1、.1電力變壓器山東臨沂 張培杰.2變壓器是一種靜態(tài)的電機(jī)，通過(guò)電磁感應(yīng)關(guān)系，將一種電壓等級(jí)的交流電轉(zhuǎn)變成同頻率的另一種電壓等級(jí)的交流電。電力變壓器是指在電力系統(tǒng)中，用于升壓、降壓，以便實(shí)現(xiàn)電能經(jīng)濟(jì)、遠(yuǎn)距離傳輸，供用戶使用的變壓器第一篇：基礎(chǔ)知識(shí)一、概 念：山東臨沂 張培杰.3按功能分，電力變壓器按功能分，有按功能分，電力變壓器按功能分，有升壓變壓器和降壓升壓變壓器和降壓變壓器變壓器兩大類。兩大類。按相數(shù)分，有按相數(shù)分，有三相變壓器和單相變壓器三相變壓器和單相變壓器。在工廠變電所。在工廠變電所中一般都用三相變壓器。中一般都用三相變壓器。 按調(diào)壓方式分，有按調(diào)壓方式分，有無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓無(wú)勵(lì)磁

2、調(diào)壓和有載調(diào)壓變壓器兩大類。變壓器兩大類。用戶（變電所）大多采用無(wú)載調(diào)壓變壓器。用戶（變電所）大多采用無(wú)載調(diào)壓變壓器。按繞組形式分，有按繞組形式分，有雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦雙繞組變壓器、三繞組變壓器和自耦變壓器變壓器三大類。三大類。 按冷卻介質(zhì)分，有按冷卻介質(zhì)分，有干式和油浸式干式和油浸式變壓器兩類。而油浸式變壓器兩類。而油浸式變壓器又分為變壓器又分為油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)油浸自冷式、油浸風(fēng)冷式和強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷冷（或水冷）式三種類型。（或水冷）式三種類型。 二、分類：山東臨沂 張培杰.4三、基本原理：原線圈副線圈1 1、空載：、空載：(1)(1)、原理描述：、原理描述：

3、電源電源u1u1接入一次繞組后，即產(chǎn)生電流接入一次繞組后，即產(chǎn)生電流i0,i0,由于電磁感應(yīng)原理，即由于電磁感應(yīng)原理，即產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1,e1,并建立空載磁場(chǎng)（并建立空載磁場(chǎng)（F0=I0F0=I0N1)N1)。根據(jù)右手定根據(jù)右手定則確定磁場(chǎng)方向則確定磁場(chǎng)方向，如圖。通過(guò)鐵心的為主磁通，如圖。通過(guò)鐵心的為主磁通m,m,其他的叫漏其他的叫漏磁通磁通1 1。主磁通。主磁通m,m,在二次側(cè)感應(yīng)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)在二次側(cè)感應(yīng)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2e2。這樣借助。這樣借助于主磁通就實(shí)現(xiàn)能量：電于主磁通就實(shí)現(xiàn)能量：電磁磁電的傳遞。漏磁通電的傳遞。漏磁通1供鐵心供鐵心磁滯和渦流損耗，二者合稱磁滯和渦流損耗

4、，二者合稱“鐵損鐵損”。電流在繞組中電阻的發(fā)。電流在繞組中電阻的發(fā)熱損耗稱熱損耗稱“銅損銅損”。山東臨沂 張培杰.5三、基本原理：1、空載：(2)、空載參數(shù)空載電流I0:空載電流絕大部分用于產(chǎn)生主磁通，屬于無(wú)功分量。很小部分形成鐵損，發(fā)熱散失屬于有功分量。無(wú)功分量遠(yuǎn)大于有功分量，因此電網(wǎng)中不允許變壓器長(zhǎng)期空載運(yùn)行。銘牌上標(biāo)出的空載電流是百分?jǐn)?shù)。%100(%)00=NIII山東臨沂 張培杰.6三、基本原理1、空載：(2)、空載參數(shù)空載損耗P0:空載運(yùn)行時(shí)，副邊雖然沒(méi)有能量輸出，但源邊仍然從電源吸收有功功率，供給變壓器本身的損耗，轉(zhuǎn)化為熱能散失出去。這就是空載損耗P0?？蛰d損耗包括銅損和鐵損兩部分

5、，銅損可護(hù)綠不計(jì)。所以空載損耗P0近似等于鐵損。容量越大空載損耗比例越小。FePP0山東臨沂 張培杰.7三、基本原理：原線圈副線圈負(fù)載：負(fù)載：電源電源u1u1接入一次繞組后，即產(chǎn)生電流接入一次繞組后，即產(chǎn)生電流i1,i1,由于電磁感應(yīng)原理，即產(chǎn)生感應(yīng)由于電磁感應(yīng)原理，即產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)e1,e1, 形成磁場(chǎng)，通過(guò)鐵心的磁通形成磁場(chǎng)，通過(guò)鐵心的磁通1 1。 磁通磁通1 1在二次側(cè)感應(yīng)出感應(yīng)在二次側(cè)感應(yīng)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)電動(dòng)勢(shì)e2e2，在二次接入負(fù)載后，二次繞組就有電流，在二次接入負(fù)載后，二次繞組就有電流i2 i2，同樣二次繞組也產(chǎn)，同樣二次繞組也產(chǎn)生磁場(chǎng)，通過(guò)鐵心的為磁通生磁場(chǎng)，通過(guò)鐵心的為磁通2

6、 2。磁通。磁通1 1與磁通與磁通2 2共同形成主磁通共同形成主磁通m m。很明顯此時(shí)比空載狀態(tài)下主磁通有所增大，電很明顯此時(shí)比空載狀態(tài)下主磁通有所增大，電磁磁電的能量傳遞效率電的能量傳遞效率更高。當(dāng)然兩側(cè)也都有各自的更高。當(dāng)然兩側(cè)也都有各自的 “鐵損鐵損”和和“銅損銅損”。所以電力變壓器盡。所以電力變壓器盡量減少在系統(tǒng)中空載運(yùn)行。量減少在系統(tǒng)中空載運(yùn)行。山東臨沂 張培杰.8 繞組及絕緣；鐵芯；吸濕器；油枕（儲(chǔ)油柜）；油位繞組及絕緣；鐵芯；吸濕器；油枕（儲(chǔ)油柜）；油位指示器（油標(biāo)）；防爆管；瓦斯繼電器；高壓套管；低指示器（油標(biāo)）；防爆管；瓦斯繼電器；高壓套管；低壓套管；分接開(kāi)關(guān)；油箱；信號(hào)溫度

7、計(jì)；壓套管；分接開(kāi)關(guān)；油箱；信號(hào)溫度計(jì)；3 3放油放油閥；閥；4 4接地端子接地端子四、基本結(jié)構(gòu)：山東臨沂 張培杰.9山東臨沂 張培杰.10 分接開(kāi)關(guān)分接開(kāi)關(guān) 呼吸器呼吸器 瓦斯繼電器瓦斯繼電器山東臨沂 張培杰.111、鐵心鐵心是構(gòu)成變壓器主磁路的部件，又是器身的骨架。由表面涂有絕緣漆膜的、高導(dǎo)磁性硅鋼片疊裝壓制而成。山東臨沂 張培杰.12變壓器鐵心的絕緣變壓器鐵心的絕緣鐵心的絕緣有兩種，即鐵心片間的絕緣以及鐵芯片與結(jié)構(gòu)件間的絕緣。1、鐵心變壓器鐵心的接地變壓器鐵心的接地鐵心必須接地。鐵心及其金屬結(jié)構(gòu)件必須經(jīng)油箱面接地且要確保電氣接通。山東臨沂 張培杰.132. 2.繞組 繞組構(gòu)成變壓器的繞組

8、構(gòu)成變壓器的電路，是帶有電纜電路，是帶有電纜紙的圓或扁導(dǎo)線繞紙的圓或扁導(dǎo)線繞成。成。 高壓繞組在外層，高壓繞組在外層，便于絕緣和散熱。便于絕緣和散熱。繞組間，繞組與鐵繞組間，繞組與鐵芯間都要有絕緣材芯間都要有絕緣材料隔開(kāi)。料隔開(kāi)。.143.分接開(kāi)關(guān)有無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和有有無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種方式。載調(diào)壓兩種方式。無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓把變壓無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓把變壓器各側(cè)都與電網(wǎng)斷器各側(cè)都與電網(wǎng)斷開(kāi)，有載調(diào)壓是變開(kāi)，有載調(diào)壓是變壓器在不中斷負(fù)載壓器在不中斷負(fù)載的情況下進(jìn)行變換的情況下進(jìn)行變換繞組的分接頭繞組的分接頭。山東臨沂 張培杰.153.分接開(kāi)關(guān)繞組中有不同匝數(shù)繞組中有不同匝數(shù)的抽頭（分接頭），的抽頭（分接頭），

9、通過(guò)分接開(kāi)關(guān)改變通過(guò)分接開(kāi)關(guān)改變高壓繞組匝數(shù)，一高壓繞組匝數(shù)，一般情況在高壓繞組般情況在高壓繞組上抽出適當(dāng)?shù)姆纸由铣槌鲞m當(dāng)?shù)姆纸宇^，因?yàn)楦邏豪@組頭，因?yàn)楦邏豪@組在外面；高壓側(cè)電在外面；高壓側(cè)電流小。流小。無(wú)勵(lì)磁中性點(diǎn)調(diào)壓原理無(wú)勵(lì)磁中性點(diǎn)調(diào)壓原理山東臨沂 張培杰.164.油枕當(dāng)變壓器油的體積隨著油的溫度膨脹或減小時(shí)，油枕起著調(diào)節(jié)油量，保證變壓器油箱內(nèi)經(jīng)常充滿油的作用。變壓器油枕有三種形式：波紋式、膠囊式、隔膜式。山東臨沂 張培杰.17膠囊式油枕，（以主變?yōu)槔┩ㄟ^(guò)在油枕內(nèi)部的小膠囊式油枕，（以主變?yōu)槔┩ㄟ^(guò)在油枕內(nèi)部的小膠囊，當(dāng)油枕的油面升高時(shí)，小膠囊的體積被縮小膠囊，當(dāng)油枕的油面升高時(shí)，小膠囊

10、的體積被縮小了一些；相反，油枕中的油面降低時(shí)，使小膠囊體了一些；相反，油枕中的油面降低時(shí)，使小膠囊體積也相對(duì)要增大一些。膠囊的上升下降影響著油位積也相對(duì)要增大一些。膠囊的上升下降影響著油位計(jì)的浮球上升下降，通過(guò)連桿實(shí)現(xiàn)油位計(jì)指示。計(jì)的浮球上升下降，通過(guò)連桿實(shí)現(xiàn)油位計(jì)指示。 4.油枕山東臨沂 張培杰.185.氣體繼電器 氣體繼電器（瓦斯繼電器）裝于油箱連接管與油枕之間，當(dāng)變壓器內(nèi)部故障時(shí)，產(chǎn)生氣體（油流）該繼電器動(dòng)作，分為輕瓦斯信號(hào)、重瓦斯跳閘兩種。山東臨沂 張培杰.19A A、罩、罩 B B、項(xiàng)針、項(xiàng)針 C C、氣塞、氣塞D D、磁鐵、磁鐵E E、開(kāi)口杯、開(kāi)口杯F F、重錘、重錘 G G、探針

11、、探針 H H、支架、支架 K K、彈簧、彈簧 L L、擋板、擋板 MM、磁鐵、磁鐵 N N、螺桿、螺桿 P P、干簧接點(diǎn)（跳閘用）、干簧接點(diǎn)（跳閘用）Q Q、調(diào)節(jié)桿、調(diào)節(jié)桿 R R、干簧節(jié)點(diǎn)（信號(hào)用）、干簧節(jié)點(diǎn)（信號(hào)用）S S、套管、套管 T T、嘴子、嘴子 5.氣體繼電器山東臨沂 張培杰.206.吸濕器 吸濕器又名呼吸器，提供變壓器在溫度變化時(shí)內(nèi)部氣體出入的通道，解除正常運(yùn)行中因溫度變化產(chǎn)生對(duì)油箱的壓力。吸濕器內(nèi)裝有吸附劑硅膠，油枕內(nèi)的絕緣油通過(guò)吸濕器與大氣連通，內(nèi)部吸附劑吸收空氣中的水分和雜質(zhì)，以保持絕源油的良好性能。 山東臨沂 張培杰.21為了顯示硅膠受潮情況，一般采用變色硅膠。變色硅

12、膠原理是利用二氯化鈷（CoCL2）所含結(jié)晶水?dāng)?shù)量不同而有幾種不同顏色做成，二氯化鈷含六個(gè)分子結(jié)晶水時(shí)，呈粉紅色；含有兩個(gè)分子結(jié)晶水時(shí)呈紫紅色；不含結(jié)晶水時(shí)呈藍(lán)色。6.吸濕器山東臨沂 張培杰.227.散熱器/冷卻器油浸式變壓器冷卻裝置包括散熱器和冷卻器，不帶強(qiáng)油循環(huán)的稱為散熱器，帶強(qiáng)油循環(huán)的稱為冷卻器。山東臨沂 張培杰.238.溫度計(jì) 有油溫表、繞溫表，用于檢測(cè)變壓器溫度，帶有電接點(diǎn)，可發(fā)出報(bào)警和跳閘信號(hào)。山東臨沂 張培杰.249、套管絕緣套管是油浸式電力變壓器箱外的主要絕緣裝置，變壓器繞組的引出線必須穿過(guò)絕緣套管，使引出線之間及引出線與變壓器外殼之間絕緣，同時(shí)起到固定引出線的作用。 山東臨沂

13、張培杰.25五、型號(hào)、額定參數(shù) 電力變壓器的銘牌上主要標(biāo)注了以下各項(xiàng)：變壓器型號(hào)，額定視在功率，額定電壓，額定電流，頻率，相數(shù)，接線圖與連接組別，阻抗電壓，冷卻方式等。山東臨沂 張培杰.26五、型號(hào)、額定參數(shù)1 1、型號(hào)、型號(hào): :-/ /數(shù)字?jǐn)?shù)字0-0-設(shè)計(jì)序號(hào)，性能水平序號(hào)設(shè)計(jì)序號(hào)，性能水平序號(hào)數(shù)字?jǐn)?shù)字1-1-額定容量額定容量S S（KVA)KVA)數(shù)字?jǐn)?shù)字2-2-高壓側(cè)額定電壓等級(jí)高壓側(cè)額定電壓等級(jí)(KV)(KV)。我廠主變：我廠主變： SFPS10-170000/220SFPS10-170000/220三相三相/ /風(fēng)冷風(fēng)冷/ /強(qiáng)迫油循環(huán)強(qiáng)迫油循環(huán)-17-17萬(wàn)萬(wàn)千伏安千伏安/220

14、/220千伏千伏山東臨沂 張培杰.27五、型號(hào)、額定參數(shù)cos322=+=NNIUPQPS2 2、額定參數(shù)、額定參數(shù)（）額定容量（）額定容量 S S 額定容量是指在額定狀態(tài)下變壓器輸出功率的保證值，單位為額定容量是指在額定狀態(tài)下變壓器輸出功率的保證值，單位為。由于電力變壓器的效率極高由于電力變壓器的效率極高，（銅損鐵損忽略不計(jì)）所以一次、二次側(cè)容量，（銅損鐵損忽略不計(jì)）所以一次、二次側(cè)容量相同。相同。（）（）額定電壓額定電壓 U U 高壓高壓 （一次）側(cè)額定電壓是指變壓器在空載時(shí)，變壓器額定分接頭對(duì)應(yīng)（一次）側(cè)額定電壓是指變壓器在空載時(shí)，變壓器額定分接頭對(duì)應(yīng)的電壓，單位為。二次側(cè)額定電壓是指在

15、一次側(cè)加上額定電壓時(shí)，二次的電壓，單位為。二次側(cè)額定電壓是指在一次側(cè)加上額定電壓時(shí)，二次側(cè)的空載電壓值。對(duì)三相電力變壓器，額定電壓是指線電壓。側(cè)的空載電壓值。對(duì)三相電力變壓器，額定電壓是指線電壓。（）（）額定電流額定電流 I I 根據(jù)變壓器的額定容量和額定電壓計(jì)算出來(lái)的電流稱為變壓器的額定根據(jù)變壓器的額定容量和額定電壓計(jì)算出來(lái)的電流稱為變壓器的額定電流，單位為。對(duì)三相電力變壓器，額定電流是指線電流。電流，單位為。對(duì)三相電力變壓器，額定電流是指線電流。另外，在額定運(yùn)行時(shí)，變壓器的頻率、效率和溫升均為額定值。另外，在額定運(yùn)行時(shí)，變壓器的頻率、效率和溫升均為額定值。三相變壓器NNIUS=單相變壓器N

16、NIUS= 3山東臨沂 張培杰QQ736929822.283、接線組別：、接線組別：接線方式：我國(guó)電力變壓器的繞組一般采用星型接線方式：我國(guó)電力變壓器的繞組一般采用星型(Y)，或三角型（，或三角型（）五、型號(hào)、額定參數(shù) 星形向量圖星形向量圖 三角形（反順序）三角形（反順序）標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn) 三角形（正順序）三角形（正順序）星星型型Y Y三三角角型型山東臨沂 張培杰QQ736929822.29接線組別：接線組別： 反應(yīng)三相變壓器對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，高、低壓側(cè)對(duì)應(yīng)反應(yīng)三相變壓器對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，高、低壓側(cè)對(duì)應(yīng)線電壓線電壓間的相位關(guān)間的相位關(guān)系。與繞組的繞向和各側(cè)接線方式有關(guān)。系。與繞組的繞向和各側(cè)接線方式有關(guān)。 所謂變壓器的聯(lián)接組別，所謂變壓器的聯(lián)接組別，是指變壓器一、二次繞組因采用不同聯(lián)接方式而形成變壓器各側(cè)對(duì)是指變壓器一、二次繞組因采用不同聯(lián)接方式而形成變壓器各側(cè)對(duì)應(yīng)的應(yīng)的線電壓線電壓之間的不同相位關(guān)系。之間的不同相位關(guān)系。 五、型號(hào)、額定參數(shù)例變壓器例變壓器Nd11Nd11聯(lián)接聯(lián)接（1）、高壓側(cè)接線方式用大寫(xiě)字）、高壓側(cè)接線方式用大寫(xiě)字母表示寫(xiě)在前面母表示寫(xiě)在前面,Y表示星型，表示星型，N表表示中性點(diǎn)引出。示中性點(diǎn)引出。（2）、低壓側(cè)接線方式用小寫(xiě)字）、低壓側(cè)接線方式用小寫(xiě)字母表示寫(xiě)在后面，母表示寫(xiě)在后面，d表示低壓側(cè)是表示低壓側(cè)是三角形