變壓器基礎(chǔ)知識(shí)

1、變壓器基礎(chǔ)知識(shí)lNIH SB , 變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電變壓器是一種常見的電氣設(shè)備，在電力系統(tǒng)和電子線路中應(yīng)用廣泛。子線路中應(yīng)用廣泛。變電壓：變電壓：電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) 變阻抗：變阻抗：電子線路中的阻抗匹配電子線路中的阻抗匹配變電流：變電流：電力系統(tǒng)電力系統(tǒng) ： 在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率在能量傳輸過程中，當(dāng)輸送功率P =UI cos 及及負(fù)載功率因數(shù)負(fù)載功率因數(shù)cos 一定時(shí)：一定時(shí)：電能損耗小電能損耗小節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)）節(jié)省金屬材料（經(jīng)濟(jì)）U I P = I RlI S 發(fā)電廠發(fā)電廠10.5kV輸電線輸電線220kV升壓升壓儀器儀器36V降壓降壓實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)室380 /

2、 220V降壓降壓變電站變電站 10kV降壓降壓降壓降壓1u2uLZ1i2i單相變壓器單相變壓器+一次一次繞組繞組N1二次二次繞組繞組N2鐵心鐵心 變壓器是利用電磁感應(yīng)原理工作的。如圖所示，以單相變壓器為例，變壓器的主要部件是一個(gè)閉合鐵芯和套在鐵芯上的兩個(gè)繞組。這兩個(gè)繞組具有不同的匝數(shù)且互相絕緣，兩繞組間只有磁的耦合而沒有電的聯(lián)系。其中繞組1接交流電源，稱為原繞組、一次繞組或一次側(cè)，它是電能的輸入側(cè)；繞組2接負(fù)載，稱為副繞組、二次繞組或二次側(cè)，它是電能的輸出側(cè)。 根據(jù)電磁感應(yīng)定律，交變磁通分別在一、二次側(cè)中感應(yīng)出同頻率的電動(dòng)勢(shì). dtdNe11 dtdNe22 在主磁通的作用下，兩側(cè)的線圈分別

3、產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)，電勢(shì)的大小與匝數(shù)成正比，K為變壓器變比。kNNfNfNEEmm21212144.444.4變壓器電流之比與一、二次繞組的匝數(shù)成反比，即KNNII11221 變壓器匝數(shù)多的一側(cè)電流小，匝數(shù)少的一側(cè)電流大。變壓器的原、副線圈匝數(shù)不同，起到了變壓作用。 變壓器一次側(cè)為額定電壓時(shí)，其二次側(cè)電壓隨著負(fù)載電流的大小和功率因素的高低而變化。4.變壓器傳輸能力變壓器傳輸能力額定電壓（kV）輸送功率（kW）輸送距離（km）10200-20006-20352000-1000020-50663500-3000030-10011010000-5000030-150220100000-500000200-

4、300 由于感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與繞組的匝數(shù)成正比，因此，改變一、二次側(cè)的匝數(shù)即可改變二次側(cè)的電壓大小，這就是變壓器的變壓原理。二次側(cè)有了電動(dòng)勢(shì)，便可以向負(fù)載輸出電能，實(shí)現(xiàn)了不同電壓等級(jí)電能的傳遞。5.5.變壓器的應(yīng)用變壓器的應(yīng)用升壓變壓器升壓變壓器 把水力或火力發(fā)電廠中發(fā)電機(jī)組所產(chǎn)生的交流電壓升把水力或火力發(fā)電廠中發(fā)電機(jī)組所產(chǎn)生的交流電壓升高后，向電力網(wǎng)輸出電能的變壓器稱為升壓變壓器。高后，向電力網(wǎng)輸出電能的變壓器稱為升壓變壓器。降壓變壓器降壓變壓器 用于降低電壓的變壓器稱為降壓變壓器。用于降低電壓的變壓器稱為降壓變壓器。聯(lián)絡(luò)變壓器聯(lián)絡(luò)變壓器 用于聯(lián)絡(luò)兩種不同電壓網(wǎng)絡(luò)的變壓器稱為聯(lián)絡(luò)變壓器。用于

5、聯(lián)絡(luò)兩種不同電壓網(wǎng)絡(luò)的變壓器稱為聯(lián)絡(luò)變壓器。五、變壓器的基本資料 1吸濕器；2儲(chǔ)油柜；3油標(biāo)；4安全氣道；5氣體繼電器；6低壓套管；7高壓套管；8分接開關(guān)；9油箱；10鐵芯；11繞組及絕緣；12放油閥門1.額定容量SN2.額定電壓UN3.額定電流IN4.額定頻率fN5.額定溫升6.短路電壓百分值UK7.額定冷卻介質(zhì)溫度8鐵耗9銅耗10接線組別11絕緣等級(jí) 變壓器的絕緣一般分為主絕緣、縱絕緣。主絕緣是指變壓器相間、帶電體對(duì)地的絕緣；縱絕緣是指同相繞組線匝間、線圈間和線餅間的絕緣。按照耐熱能力的高低，電力行業(yè)使用的絕緣材料可分成A、E、B、F、H和C等六個(gè)等級(jí)。FepA、變壓器的基本參數(shù)、變壓器的

6、基本參數(shù) B B、理想的并聯(lián)運(yùn)行條件、理想的并聯(lián)運(yùn)行條件1.理想的并聯(lián)運(yùn)行狀態(tài)(1)并聯(lián)運(yùn)行的變壓器空載運(yùn)行時(shí)，各臺(tái)變壓器之間無環(huán)流。(2)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，各臺(tái)變壓器所分擔(dān)的負(fù)載，與其容量成正比，以確保設(shè)備容量能得到充分利用。(3)負(fù)載運(yùn)行時(shí)，各變壓器的輸出電流相位相同。這樣當(dāng)各變壓器輸出電流一定時(shí)，它們共同承擔(dān)的總輸出容量最大(此時(shí)總負(fù)載電流等于各臺(tái)變壓器承擔(dān)負(fù)載電流的算術(shù)和)。2.理想的并聯(lián)運(yùn)行條件為達(dá)到上述理想的并聯(lián)狀態(tài)，并聯(lián)運(yùn)行的變壓器需要滿足以下條件: (1)各變壓器一次側(cè)額定電壓和二次側(cè)額定電壓應(yīng)分別相等，且變比相等。 (2)各變壓器的連接組別相同。 (3)各變壓器的短路阻抗（短路電壓

7、百分值）標(biāo)么值相等，且短路阻抗角相等。 當(dāng)短路阻抗標(biāo)么值不等的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，向負(fù)載提供最大輸出功率的情況是：短路阻抗標(biāo)么值最小的變壓器滿載運(yùn)行，而其他變壓器都欠載運(yùn)行。這樣變壓器的容量不能得到充分利用，是不經(jīng)濟(jì)的。所以，要求并聯(lián)運(yùn)行的各臺(tái)變壓器的短路阻抗標(biāo)么值與所有并聯(lián)運(yùn)行的變壓器的短路阻抗標(biāo)么值的算術(shù)平均值之差不超過10。 （4）最大、最小容量之比不超過三比一。%5 . 0%100kkkkk分 類 類 別 代表符號(hào) 繞組耦合方式 自耦 O相 數(shù) 單相 D三相 S冷卻介質(zhì) 油浸式 -干式 G澆注式 CC、變壓器一些基本分類、變壓器一些基本分類冷卻方式 油浸風(fēng)冷 F油浸水冷 S強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷

8、 FP強(qiáng)迫油循環(huán)水冷 SP繞 組 數(shù) 雙繞組 -三繞組 S分裂繞組 F調(diào)壓方式 無勵(lì)磁調(diào)壓 -有載調(diào)壓 Z繞組導(dǎo)線材質(zhì) 銅導(dǎo)線 -鋁導(dǎo)線 L銅鋁導(dǎo)線 Lb六、電力變壓器異常運(yùn)行及事故處理1、發(fā)現(xiàn)下列事故，變壓器要立即停運(yùn)油浸變壓器外殼破裂。 變壓器著火。 安全氣道保護(hù)薄膜破，向外大量噴油。 套管閃絡(luò)爆裂。 套管接頭熔斷。 變壓器內(nèi)部發(fā)生故障（鐵芯短路、繞組匝間短路）、變壓器保護(hù)裝置失靈，這種情況下必須停止變壓器運(yùn)行。2、發(fā)現(xiàn)下列情況，應(yīng)及時(shí)匯報(bào)和記錄變壓器內(nèi)部聲音異?；蛴蟹烹娐暋?變壓器溫度異常升高，散熱器局部不熱。 變壓器局部漏油，油位計(jì)看不到油。油色變化過甚，油化驗(yàn)不合格。 安全氣道發(fā)生裂

9、紋，防爆膜破碎。 端頭引線發(fā)紅、發(fā)熱冒煙。 變壓器上蓋落掉雜物，可能危及安全運(yùn)行。在正常負(fù)載下，油位上升，甚至溢油。 3、變壓器油溫升高，超過允許限度變壓器油溫升高超過許可限度時(shí)，值班人員應(yīng)判明原因，升高的油溫與以前同環(huán)境溫度同負(fù)載時(shí)作比較，如果是特殊升高，應(yīng)及時(shí)報(bào)告并作詳細(xì)記錄，同時(shí)要采取辦法降低溫度。檢查溫度表是否自身有故障。 檢查變壓器機(jī)械冷卻裝置或變壓器室的通風(fēng)情況。 如果確因冷動(dòng)系統(tǒng)有故障，在運(yùn)行中無法修理時(shí)，可考慮停下變壓器處理，這時(shí)要啟用備用變壓器或降低負(fù)載運(yùn)行。 如果變壓器油溫較平時(shí)同一負(fù)載和冷卻溫度下高出10C以上，而冷卻系統(tǒng)、溫度計(jì)、通風(fēng)系統(tǒng)等均良好，可判定是變壓器內(nèi)部器身

10、有故障（鐵芯和繞組出現(xiàn)故障），檢查保護(hù)裝置又失靈，變壓器應(yīng)停下來檢查檢修。七、變壓器故障類型與氣體組分關(guān)系七、變壓器故障類型與氣體組分關(guān)系 變壓器故障原因、類型與油中所含氣體組分和數(shù)量有關(guān)系。 下表給出不同的變壓器故障類型和產(chǎn)生氣體組分關(guān)系。變壓器故障類型 產(chǎn)生的氣體組分 變壓器油過熱 H2、CH4、C2H4、C2H6 油和絕緣紙過熱 CO、CO2、H2、CH4、C2H4、C2H6 油中有電弧 H2、CH4、C2H4、C2H2、C2H6 油中局部放電 H2、CH4、C2H4、C2H6 油和絕緣紙中有電弧 CO、CO2、H2、C2H2、CH4、C2H4、C2H6、 油中存在火花放電 H2、C2H2 變壓器進(jìn)水或受潮 H2 變壓器產(chǎn)生故障時(shí)，油中含有