《供配電技術(shù)》課件2.3 電力變壓器

省級職業(yè)教育專業(yè)教學(xué)資源庫成果教材新時(shí)代職業(yè)教育課證融通新形態(tài)一體化教材供配電技術(shù)主編

申九菊

喬志杰

趙曉東項(xiàng)目2變配電所及高低壓配電裝置的選擇2.3電力變壓器2.3.1變配電所常用的電力變壓器電力變壓器（文字符號(hào)為TM）是供配電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)電能輸送、電壓轉(zhuǎn)換，滿足不同電壓等級負(fù)荷要求的核心器件，使用最多的是三相油浸式電力變壓器和三相環(huán)氧樹脂澆注絕緣的干式電力變壓器。電力變壓器按調(diào)壓方式分為無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩類；按繞組絕緣方式及冷卻方式分為油浸式、干式和充氣式等，工廠變配電所中大多采用油浸自冷式電力變壓器；按功能分為普通式、全封閉式、防雷式，工廠變配電所中大多采用普通式電力變壓器。如圖所示為三相油浸式電力變壓器。2.3.1變配電所常用的電力變壓器1.鐵芯和繞組變壓器是用導(dǎo)磁性能很好的硅鋼片疊壓組成的閉合磁路，變壓器的一次繞組和二次繞組是用銅或鋁線繞成圓筒形的多層線圈，放在鐵芯柱上，導(dǎo)體外面采用絕緣處理。2.油箱油箱由箱體、箱蓋、散熱裝置、放油閥組成，主要作用是把變壓器連成一個(gè)整體進(jìn)行散熱。3.吸濕器吸濕器由鐵管和玻璃容器組成，內(nèi)裝有干燥劑（如硅膠）。4.油枕當(dāng)變壓器油的體積隨著油的溫度膨脹或縮小時(shí)，油枕有儲(chǔ)油及補(bǔ)油的作用，從而保證油箱內(nèi)充滿油。同時(shí)由于裝了油枕，使得變壓器縮小了與空氣的接觸面，減緩了油的劣化速度。油枕的側(cè)面還裝有一個(gè)油位計(jì)（油標(biāo)管），從油位計(jì)中可以查看油位的變化。2.3.1變配電所常用的電力變壓器5.高、低壓套管高、低壓套管為瓷質(zhì)絕緣管，內(nèi)裝有導(dǎo)體，適用于變壓器一、二次繞組接入、引出端的固定和絕緣。6.氣體繼電器氣體繼電器只在800kVA及以上的油浸式變壓器才安裝，適用于在變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行瓦斯保護(hù)。7.防爆管防爆管的作用是防止油箱發(fā)生爆炸。當(dāng)油箱內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重的短路故障時(shí)，變壓器油箱內(nèi)的油急劇分解成大量的瓦斯氣體，使油箱內(nèi)部壓力劇增。這時(shí)，防爆管的出口處玻璃會(huì)自行破裂，釋放壓力，并使油噴出。8.分接開關(guān)分接開關(guān)通過改變變壓器的繞組匝數(shù)來調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓。2.3.2電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別1.Yyn0聯(lián)結(jié)和Dyn11聯(lián)結(jié)的電力變壓器Yyn0聯(lián)結(jié)的電力變壓器示意圖如圖所示。其一次線電壓與對應(yīng)的二次線電壓之間的相位關(guān)系，如同鐘表在零點(diǎn)時(shí)分針與時(shí)針的相互關(guān)系。圖中一、二次繞組一端標(biāo)“·”（黑點(diǎn)）的端子，為對應(yīng)的“同名端”，或稱“同極性端”。Dyn11聯(lián)結(jié)的電力變壓器示意圖如圖所示。其一次線電壓與對應(yīng)的二次線電壓之間的相位關(guān)系，如同鐘表在11點(diǎn)時(shí)分針與時(shí)針的相互關(guān)系。2.3.2電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別采用Dyn11聯(lián)結(jié)的電力變壓器較采用Yyn0聯(lián)結(jié)的電力變壓器相比有下列優(yōu)點(diǎn)。（1）Dyn11聯(lián)結(jié)的電力變壓器較Yyn0聯(lián)結(jié)的電力變壓器更有利于抑制高次諧波電流。（2）Dyn11聯(lián)結(jié)的電力變壓器有利于低壓側(cè)單相接地短路故障的保護(hù)和切除。（3）Dyn11聯(lián)結(jié)的電力變壓器的中性線電流允許達(dá)到相電流的75%以上，其承受單相不平衡負(fù)荷的能力優(yōu)于Yyn0聯(lián)結(jié)的電力變壓器。2.3.2電力變壓器的聯(lián)結(jié)組別2.Yzn11聯(lián)結(jié)的防雷變壓器Yzn11聯(lián)結(jié)的防雷變壓器的接線圖和相量圖如圖所示。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是每一鐵芯柱上的二次繞組都分為兩個(gè)匝數(shù)相等的繞組，并且采用曲折形（Z形）聯(lián)結(jié)。2.3.3電力變壓器的容量和過負(fù)荷能力1.電力變壓器的額定容量和實(shí)際容量電力變壓器的額定容量，是指它在規(guī)定的環(huán)境溫度條件下，室外安裝時(shí)，在規(guī)定的使用年限內(nèi)所能連續(xù)輸出的最大視在功率（kVA）。《電力變壓器》（GB/T1094—2013）規(guī)定，變壓器正常使用的最高年平均氣溫為+20℃。若變壓器安裝地點(diǎn)的年平均氣溫θo.av≠20℃，則每升高1℃，變壓器的容量就減少1%。因此變壓器的實(shí)際容量ST應(yīng)按下式計(jì)算電力變壓器全型號(hào)的表示和含義如圖所示。2.3.3電力變壓器的容量和過負(fù)荷能力氣象部門提供的環(huán)境溫度是室外溫度，對于電力變壓器來說，由于變壓器運(yùn)行發(fā)熱時(shí)的影響，一般室內(nèi)溫度比室外溫度按升高8℃考慮。因此室內(nèi)變壓器的實(shí)際容量S′T應(yīng)按下式計(jì)算例2-1

某用戶變電所的變壓器室有一臺(tái)1000kVA的油浸式電力變壓器，已知當(dāng)?shù)氐哪昶骄鶜鉁貫?6℃，試求該變壓器的實(shí)際容量。解

根據(jù)式得因此該變壓器的實(shí)際容量為960kVA。2.3.3電力變壓器的容量和過負(fù)荷能力2.電力變壓器的過負(fù)荷能力（1）正常過負(fù)荷能力。變壓器在正常運(yùn)行時(shí)帶額定負(fù)荷可連續(xù)運(yùn)行20年。由于晝夜負(fù)荷變化和季節(jié)性負(fù)荷差異而允許的變壓器過負(fù)荷，稱為正常過負(fù)荷。這種過負(fù)荷系數(shù)的總數(shù)，對室外變壓器不超過30%，對室內(nèi)變壓器不超過20%。變壓器的正常過負(fù)荷時(shí)間是指在不影響其壽命、不損壞變壓器各部分絕緣的情況下允許過負(fù)荷的持續(xù)時(shí)間。自然冷卻或吹風(fēng)冷卻油浸式電力變壓器的過負(fù)荷允許時(shí)間如表所示。2.3.3電力變壓器的容量和過負(fù)荷能力（2）事故過負(fù)荷能力。當(dāng)供配電系統(tǒng)或工廠變配電所發(fā)生事故時(shí)，為了保證對重要設(shè)備持續(xù)供電，故允許變壓器能在短時(shí)間內(nèi)過負(fù)荷，這種過負(fù)荷稱為事故過負(fù)荷。電力變壓器允許的事故過負(fù)荷百分值及過負(fù)荷時(shí)間如表所示。若過負(fù)荷百分值和過負(fù)荷時(shí)間超過允許值，則應(yīng)按規(guī)定減少電力變壓器的負(fù)荷。2.3.4電力變壓器的并列運(yùn)行條件1.并列運(yùn)行變壓器的電壓比必須相同2.并列運(yùn)行變壓器的阻抗電壓必須相同3.并列運(yùn)行變壓器的聯(lián)結(jié)組別必須相同4.并列運(yùn)行變壓器的容量應(yīng)盡量相同或相近2.3.5電力變壓器的選擇1.電力變壓器臺(tái)數(shù)的確定變配電所變壓器臺(tái)數(shù)的確定對投資的影響很大。當(dāng)選擇變壓器的臺(tái)數(shù)時(shí)，應(yīng)遵循供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性、接線簡單、考慮發(fā)展、留有發(fā)展余地的原則。電力變壓器臺(tái)數(shù)的確定主要考慮以下3點(diǎn)。（1）對于無特殊供電要求的三級負(fù)荷，應(yīng)盡量裝設(shè)一臺(tái)變壓器，但對于一些負(fù)荷較集中的變配電所也可采用兩臺(tái)變壓器，以降低單臺(tái)變壓器的容量。（2）對于有大量一、二級負(fù)荷（關(guān)于一、二級負(fù)荷的內(nèi)容將在項(xiàng)目4詳細(xì)講解）的變配電所，適合采用兩臺(tái)變壓器，以便當(dāng)一臺(tái)變壓器發(fā)生故障或維修時(shí)，另一臺(tái)變壓器能對一、二級負(fù)荷繼續(xù)供電，提高供