電力變壓器結構以及工作原理

1、關于電力變壓器的結構及工作原理第一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、電力變壓器的電氣特性二、電力變壓器的結構一、電力變壓器的用途和分類第二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、電力變壓器的用途和分類第三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.升壓變和降壓變升壓變低壓側額定電壓=發(fā)電機額定電壓升壓變高壓側額定電壓比線路額定電壓高10%降壓變高壓側額定電壓=線路額定電壓降壓變低壓側額定電壓比線路額定電壓高10%多的10%一般是用于補償線路電壓損失和變壓器 阻抗壓降。 第五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.分類按相數

2、：單相、三相；按調壓方式：無載調壓、有載調壓；按繞組結構分：單繞組自耦變壓器、雙繞組變壓器、三繞組變壓器；按繞組絕緣及冷卻方式分：油浸式、干式和充氣式（SF6）等。其中油浸式變壓器，又有油浸自冷式、油浸風冷式冷卻式、油浸水冷式和強迫油循環(huán)風冷變壓器等。（西昌變、雷波變、冕山變）第六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月強迫油循環(huán)風冷變壓器：冷卻器全停后，油溫達75度，持續(xù)20分鐘跳閘；冷卻器全停后，持續(xù)60分鐘，不經油溫控制跳閘；冷卻器全停后，溫度達95度，直接跳閘。第七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3.型號（了解）特殊使用環(huán)境代號額定電壓額定容量特殊用途和特殊結構代號設計序號

3、調壓方式導線材料繞組數油循環(huán)方式冷卻方式相數產品類別第八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）產品類別代號O-自耦變壓器，通用電力變壓器不標H-電弧爐變壓器C-感應電爐變壓器Z-整流變壓器K-礦用變壓器Y-試驗變壓器（2）相數D-單相變壓器S-三相變壓器（3）冷卻方式F-風冷式W-水冷式注：油浸自冷式和空氣自冷式不標注第九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（4）油循環(huán)方式N自然循環(huán)O強迫導向循環(huán)P強迫循環(huán)（5）繞組數S三繞組注：雙繞組不標注（6）導線材料L鋁繞組注：銅繞組不標注（7）調壓方式Z有載調壓注：無載調壓不標注第十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（8）性能水

4、平代號（設計序號）第十一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（9）特殊用途或特殊結構代號Z低噪聲用；L電纜引出X現場組裝式；J中性點為全絕緣；CY發(fā)電廠自用變壓器（10）變壓器的額定容量變壓器的額定容量，單位為kVA。（11）變壓器的額定電壓變壓器的額定電壓，單位為kV。第十二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、油浸式電力變壓器的結構第十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月油浸式電力變壓器器身油箱冷卻裝置保護裝置出線裝置鐵芯、繞組、絕緣結構、引線、分接開關油箱本體（箱蓋、箱壁、箱底）和附件（放油閥門、油樣活門、接地螺栓、銘牌散熱器和冷卻器儲油柜（油枕）、油位表、防爆管（

5、安全氣道）、吸濕器(呼吸器)、溫度計、凈油器、氣體繼電器（瓦斯繼電器）高壓套管、低壓套管第十四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.分接開關1.高壓套管4.瓦斯繼電器3.低壓套管6.油枕5.防爆管8.吸濕器7.油位表10.銘牌9.散熱器12.油樣活門11.接地螺栓14.活門13.放油閥門16.溫度計15.繞組18.凈油器17.鐵芯20.變壓器油19.油箱第十五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1 . 鐵芯鐵芯在電力變壓器中是重要的組成部件之一。它由高導磁的硅鋼片疊積和鋼夾件夾緊而成，鐵芯具有兩個方面的功能：在原理上，鐵芯是構成變壓器的磁路。它把一次電路的電能轉化為磁能，又把該磁

6、能轉化為二次電路的電能，因此，鐵芯是能量傳遞的媒介體。在結構上，它是構成變壓器的骨架。在它的鐵芯柱上套上帶有絕緣的線圈，并且牢固地對它們支撐和壓緊。第十六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月接地片上夾件鐵軛螺桿拉螺桿芯柱綁扎鐵芯磁導線下夾件鐵芯的結構第十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第十八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月變壓器鐵損：當成塊的金屬放在變化的磁場中或者在磁場中運動時，金屬內將產生感應電流。這種電流在金屬內自成閉合回路，猶如水的旋渦故稱渦流，由于成塊金屬的電阻很小，所以渦流很強，使成塊金屬大量發(fā)熱，同時電能遭到大量的浪費。此外還存在磁滯損耗 。第十九張，

7、PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月為了減少鐵芯的磁滯和渦流損耗，鐵芯用厚度為0.30.5mm的硅鋼片沖剪成幾種不同尺寸，并在表面涂厚為0.010.13mm的絕緣漆，烘干后按一定規(guī)則疊裝而成。由于硅鋼片比普通鋼的電阻串大，因此利用硅鋼片制成的鐵芯可以進一步減小渦流損耗。第二十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月為什么鐵芯要一點接地？因為運行中變壓器的鐵芯與其他附件都處于繞組周圍很強的電磁場內，如果不接地，必然因為電磁場作用，鐵芯與其附件必然產生一定的電位差。容易造成放電現象，使絕緣油分解或損壞其他固體絕緣介質。如果是幾點接地，通過接地點形成渦流通路，將造成鐵芯發(fā)熱，所以只允許一點接地。

8、鐵芯多點接地的故障特征：鐵芯局部過熱，使鐵芯損耗增加，甚至燒壞；過熱造成的溫升，使變壓器油分解，產生的氣體溶解于油中，引起變壓器油性能下降，油中總烴大大超標；油中氣體不斷增加并析出(電弧放電故障時，氣體析出量較之更高、更快)，可能導致氣體繼電器動作發(fā)信號，甚至使變壓器跳閘。 第二十一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.絕緣變壓器分級絕緣和全絕緣：分級絕緣就是變壓器靠近中性點的繞組主絕緣水平比端部繞組的絕緣水平要低，當其絕緣水平一致時就是全絕緣。主絕緣就是繞組與接地部分，繞組與繞組之間的絕緣?？v絕緣是同一電壓等級一個繞組各個部分的絕緣。 第二十二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6

9、月3.繞組不同容量、不同電壓等級的電力變壓器，繞組形式也不一樣。一般電力變壓器中常采用同芯式和交疊式兩種結構形式。繞組繞鐵芯分布，大致有兩種方式: 第二十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月為什么高壓繞組都在外側？一是絕緣考慮，電壓等級低一些的繞組靠近鐵芯，從絕緣角度容易做到；二變壓器調檔是改變高壓側匝數實現，因為高壓側電流小一些，分接開關體積小，接觸器引線和接頭容易解決。升壓變功率是從低壓側流向高壓側，低壓側在中間，其自感被抵消，等值電抗較小，它與高壓側的短路電壓變小，也即高壓側達到額定電流時，低壓側所需施加的電壓較小，利于升壓。第二十四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月4.

10、分接開關變壓器調壓是在變壓器的某一繞組上設置分接頭，當變換分接頭時就減少或增加了一部分線匝，使帶有分接頭的變壓器繞組的匝數減少或增加，其他繞組的匝數沒有改變，從而改變了變壓器繞組的匝數比。繞組的匝數比改變了，電壓比也相應改變，輸出電壓就改變，這樣就達到了調整電壓的目的。 第二十五張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月調壓方式分無載調壓和有載調壓兩種。無載調壓需要將主變停下，一般在35kV及以下系統(tǒng)使用；有載調壓可以帶負荷調壓，一般在110kV及以上系統(tǒng)使用；有載調壓時，Q1先斷開，移動到下一個檔位，Q2隨后斷開，移動到相應檔位，即實現了不中斷負荷的調檔，切換裝置中的電抗是用于限制環(huán)流。調檔

11、需要逐檔進行。調壓繞組一般靠近中性點處，使調節(jié)裝置處于較低電位。第二十六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月“高往高調：低壓側電壓高，分接頭就往高檔位調?！?1檔為高檔)“低往低調：低壓側電壓高，分接頭就往低檔位調?！蹦?20kV變壓器，1檔高壓側額定電壓250kV，中壓側110kV，變比為25/11；2檔高壓側額定電壓220kV，中壓側110kV，變比為22/11。假設系統(tǒng)電壓為220kV，1檔中壓側為220/25*11=96.8kV，2檔中壓側電壓為220/22*11=110kV。不能用有載調壓的情況：過負荷、調壓裝置異常、調壓裝置油位低、調壓裝置瓦斯發(fā)信、調壓裝置油溫低于-40度。

12、第二十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月5.油枕（1）使變壓器油箱在任何氣溫及運行狀況下均充滿油。（2）為了使變壓器器身和套管下部能可靠地浸入油中，保證了安全運行，且可減小套管的設計尺寸。（3）變壓器油僅在油枕內與空氣接觸 (有些還裝有膠囊呼吸器)，與空氣接觸面減少，使變壓器油的受潮和氧化機會減少，油枕內的油溫較油箱內油溫低，也使氧化速度變慢，有利于減緩油的老化。（4）油枕和油箱的連管中間可安裝氣體繼電器。（5）變壓器油從空氣中吸收的水分將沉積在油枕底部集污器內以便定期放出，使水分不會迸人油箱。第二十八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月A、罩B、項針C、氣塞D、磁鐵E、開口杯

13、F、重錘G、探針H、支架 K、彈簧L、擋板M、磁鐵 N、螺桿 P、干簧接點（跳閘用）Q、調節(jié)桿 R、干簧節(jié)點（信號用）S、套管 T、嘴子6.氣體繼電器第二十九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月6.氣體繼電器氣體繼電器又稱瓦斯繼電器，是利用變壓器內故障時產生的熱油流和熱氣流推動繼電器動作的元件，是變壓器的保護元件；瓦斯繼電器裝在變壓器的油枕和油箱之間的管道內；輕瓦斯主要反映在運行或者輕微故障時由油分解的氣體上升入瓦斯繼電器，氣壓使油面下降，繼電器的開口杯隨油面落下，輕瓦斯干簧觸點接通發(fā)出信號，當輕瓦斯內氣體過多時，可以由瓦斯繼電器的氣嘴將氣

14、體放出。規(guī)程規(guī)定，輕瓦斯報警必須檢查主變。重瓦斯主要反映在變壓器嚴重內部故障（特別是匝間短路等其他變壓器保護不能快速動作的故障）產生的強烈氣體推動油流沖擊擋板，擋板上的磁鐵吸引重瓦斯干簧觸點，使觸點接通而跳閘。規(guī)程規(guī)定，重瓦斯動作不可試送主變。第三十一張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月7.吸濕器吸濕器又名呼吸器，常用吸濕器為吊式吸濕器結構。吸濕器內裝有吸附劑硅膠，油枕內的絕緣油通過吸濕器與大氣連通。當儲油柜油面下降時，外部空氣因為大氣壓的作用，先通過呼吸器底部變壓器油，濾去雜質，再通過干燥劑吸去水分，最后進入儲油柜，保證了變壓器油的絕緣強度。 第三十二張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于202

15、2年6月8.凈油器變壓器的凈油器也是一個充有吸收劑的容器。當變壓器油流經吸收劑時，油中所帶的水分、游離酸和加速絕緣老化的氧化物等皆被吸收，借此使變壓器油得到連續(xù)再生。根據油在凈油器內的循環(huán)流通的方式不同，凈油器可分為溫差環(huán)流法和強制環(huán)流法兩類。變壓器運行時，由于上下層油存在溫差，于是變壓器油從上至下經過凈油器，這種方式稱為溫差環(huán)流法，常用于油浸自冷或油浸風冷變壓器。強制環(huán)流法凈油器需有強迫油循環(huán)的機械力（如油泵）作為油流動的動力，適用于強迫油循環(huán)冷卻的變壓器。第三十三張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月9.防爆管防爆管又名安全氣道，裝在油箱的上蓋上，由一個喇叭形管子與大氣相通，管口用薄膜

16、玻璃板或酚醛紙板封住。為防止正常情況下防爆管內油面升高使管內氣壓上升而造成防爆薄膜松動或破損及引起氣體繼電器誤動作，在防爆管與儲油柜之間連接一小管，已使兩處壓力相等。10.壓力釋放閥壓力釋放閥是變壓器的一種壓力保護裝置，當主變內部嚴重故障時，大量油分解，壓力急劇上升，壓力釋放閥及時打開放出油氣，避免損壞變壓器，當壓力降低時，壓力釋放閥自動閉合。第三十四張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 11.溫度計大型變壓器都裝有測量上層油溫的測溫裝置，它裝在變壓器油箱外，便于運行人員監(jiān)視變壓器油溫情況。繞組溫度是通過采集上層油溫和負荷電流后，通過相應的熱反應得到，也即其不是真實的繞組溫度。第三十五張

17、，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月12.套管變壓器套管是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，同時起固定引出線的作用。因電壓等級不同，絕緣套管有純瓷套管、充油套管和電容套管等形式。純瓷套管多用于10kV及以下變壓器，它是在瓷套管中穿一根導電銅桿，瓷套內為空氣絕緣。充油套管多用在35kV級變壓器，它是在瓷套管充油，在瓷套管內穿一根導電銅桿，銅桿外包絕緣紙。電容式套管由主絕緣電容芯子，外絕緣上下瓷件，連接套筒，油枕，彈簧裝配，底座，均壓球，測量端子，接線端子，橡皮墊圈，絕緣油等組成。它用于100kV以上的高電壓變壓器上。第三十

18、六張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月13.中性點結構第三十七張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、變壓器的電氣特性第三十八張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1.技術參數(1)額定容量：指變壓器廠家額定電壓、額定電流時連續(xù)運行所輸送的容量。額定容量是指變壓器的視在功率，以VA、KVA、MVA表示。(2)額定電壓：指變壓器長時間運行所能承受的工作電壓，以V、KV表示。(3)額定電流：指變壓器在額定容量下，允許長期通過的工作電流，以A、KA表示。(4)容量比：指變壓器各側額定容量之比。（注意：三繞組變壓器高、中、低側容量比不是1：1：1）(5)電壓比：指變壓器各側額定電壓之比

19、。(6)短路損耗(銅損)：將變壓器的二次繞組短路，變壓器一、二次電流流過一、二次繞組，在繞組電阻上所消耗的能量之和。銅損與一、二次電流的平方成正比。(7)空載損耗(鐵損)：指變壓器在二次側開路、一次側施加額定電壓時，變壓器鐵芯所產生的有功損耗，以W、KW表示。鐵損包括激磁損耗和渦流損耗。(8)空載電流：指變壓器產品在額定電壓下空載運行時，一次側通過的電流。(9) 短路電壓：指變壓器二次繞組短路，使一次側電壓逐漸升高，當二次繞組的短路電流達到額定值時，此時一次側電壓與額定電壓比值的百分數。第三十九張，PPT共四十二頁，創(chuàng)作于2022年6月(10)額定溫升：變壓器內繞組或上層油的溫度與變壓器外圍空氣的溫度(環(huán)境溫度)之差，稱為繞組或上層油的溫升。在每臺變壓器的銘牌上都標明了該變壓器的溫升限值。我