電機(jī)變壓器原理與維修課件：三相變壓器

1．掌握三相變壓器的用途。2．掌握三相變壓器的結(jié)構(gòu)。3．熟悉三相變壓器的銘牌。一、三相變壓器的用途簡單電力系統(tǒng)示意圖1-升壓變壓器2、3-降壓變壓器4、5-配電變壓器升壓——實(shí)現(xiàn)高壓輸電降壓——實(shí)現(xiàn)低壓用電電能傳輸?shù)暮唵坞娏ο到y(tǒng)示意圖二、三相變壓器的結(jié)構(gòu)三相變壓器的結(jié)構(gòu)1.鐵心

鐵心是三相變壓器的磁路部分，與單相變壓器一樣，它也是由0.35mm厚的硅鋼片疊壓（或卷制）而成，新型電力變壓器鐵心均用冷軋晶粒取向硅鋼片制作，以降低其損耗。三相變壓器鐵心均采用心式結(jié)構(gòu)。

方形階梯形多級(jí)階梯形2.繞組繞組是三相變壓器的電路部分。一般用絕緣紙包的扁銅線或扁鋁線繞成，繞組的結(jié)構(gòu)形式與單相變壓器一樣有同心式繞組和交疊式繞組。當(dāng)前新型的繞組結(jié)構(gòu)為箔式繞組電力變壓器，繞組用鋁箔或銅箔氧化技術(shù)和特殊工藝?yán)@制，使變壓器整體性能得到較大的提高，我國已開始批量生產(chǎn)。3.油箱和冷卻裝置

為了鐵心和繞組的散熱和絕緣，均將其置于絕緣的變壓器油內(nèi)，而油則盛放在油箱內(nèi)。

為了增加散熱面積，一般在油箱四周加裝散熱裝置，老型號(hào)電力變壓器采用在油箱四周加焊扁形散熱油管；新型電力變壓器以采用片式散熱器散熱為多。容量大于10000kV·A的電力變壓器，采用風(fēng)吹冷卻或強(qiáng)迫油循環(huán)冷卻裝置。油浸自冷式（ONAN）散熱器油浸風(fēng)冷式（ONAF）冷卻風(fēng)扇強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷式（OFAF）強(qiáng)迫油循環(huán)水冷式（OFWF）4.常用的保護(hù)裝置●氣體繼電器（瓦斯繼電器）●安全氣道●壓力釋放閥5.調(diào)壓分接開關(guān)無勵(lì)磁調(diào)壓分接開關(guān)有載調(diào)壓分接開關(guān)6.絕緣套管

絕緣套管穿過油箱蓋，將油箱中變壓器繞組的輸入、輸出線從箱內(nèi)引到箱外與電網(wǎng)相接。絕緣套管由外部的瓷套和中間的導(dǎo)電桿組成，對(duì)它的要求主要是絕緣性能和密封性能要好。7.測溫裝置測溫裝置就是熱保護(hù)裝置。變壓器的壽命取決于變壓器的運(yùn)行溫度，因此油溫和繞組的溫度監(jiān)測是很重要的。通常用三種溫度計(jì)監(jiān)測：箱蓋上設(shè)置酒精溫度計(jì)，其特點(diǎn)是計(jì)量精確但觀察不便；變壓器上裝有信號(hào)溫度計(jì)，便于觀察；箱蓋上裝有電阻式溫度計(jì)，其特點(diǎn)是為了遠(yuǎn)距離監(jiān)測。三、銘牌2.額定電壓變壓器額定電壓的確定取決于絕緣材料的介電常數(shù)和允許溫升。1.型號(hào)和含義3.額定電流額定電流是變壓器繞組允許長期連續(xù)通過的工作的電流，是指在某環(huán)境溫度、某種冷卻條件下允許的滿載電流值。當(dāng)環(huán)境溫度、冷卻條件改變時(shí)，額定電流也應(yīng)變化。4.額定容量

變壓器的額定容量是指變壓器的視在功率，表示變壓器在額定條件下的最大輸出功率。5.額定頻率我國規(guī)定額定頻率為50Hz。有些國家規(guī)定頻率為60Hz。6.溫升

溫升是變壓器在額定工作條件下，內(nèi)部繞組允許的最高溫度與環(huán)境的溫度差，它取決于所用絕緣材料的等級(jí)。

除額定值外，銘牌上還標(biāo)有變壓器的相數(shù)、聯(lián)結(jié)組、接線圖、短路電壓百分值、變壓器的運(yùn)行及冷卻方式等。為了考慮運(yùn)輸和吊心，還標(biāo)有變壓器的總質(zhì)量、油重和器身的吊運(yùn)質(zhì)量等。1．理解三相變壓器聯(lián)結(jié)組的概念。2．掌握三相變壓器聯(lián)結(jié)組的判別方法。3．掌握三相變壓器極性與首尾端的判別方法。一、三相變壓器磁路三相變壓器按磁路系統(tǒng)可分為三相組合式變壓器和三相芯式變壓器。三相組合式變壓器是由三臺(tái)單相變壓器按一定連接方式組合而成的，其特點(diǎn)是各相磁路各自獨(dú)立而互不相關(guān)。三相組合式變壓器的磁路系統(tǒng)三相芯式變壓器是三相共用一個(gè)鐵芯的變壓器，其特點(diǎn)是各相磁路互相關(guān)聯(lián)。三相芯式變壓器的磁路系統(tǒng)1．星形（Y）聯(lián)結(jié)星形（Y）聯(lián)結(jié)——將三個(gè)繞組的末端連在一起，接成中性點(diǎn)，再將三個(gè)繞組的首端引出箱外。

星形接法的優(yōu)點(diǎn)：1）與三角形接法相比，相電壓低

倍，可節(jié)省絕緣材料，對(duì)高電壓特別有利；2）有中性點(diǎn)可引出，適合于三相四線制，可提供兩種電壓；3）中點(diǎn)附近電壓低，有利于裝分接開關(guān)；4）相電流大，導(dǎo)線粗，強(qiáng)度大，匝間電容大，能承受較高的電壓沖擊。二、三相芯式變壓器繞組的連接1．星形（Y）聯(lián)結(jié)星形（Y）聯(lián)結(jié)——將三個(gè)繞組的末端連在一起，接成中性點(diǎn)，再將三個(gè)繞組的首端引出箱外。

星形接法的缺點(diǎn)：1）沒有中線時(shí)，電流中沒有三次諧波，這會(huì)使磁通中有三次諧波存在，造成損耗增加。所以1800kVA以上的變壓器不能采用這種接法；2）中性點(diǎn)要直接接地，否則當(dāng)三相負(fù)載不平衡時(shí)，中點(diǎn)電位會(huì)嚴(yán)重偏移，對(duì)安全不利；3）當(dāng)某相發(fā)生故障時(shí)，只好整機(jī)停用，而不像三角形接法時(shí)還有可能接成V形運(yùn)行。2．三角形（△

）聯(lián)結(jié)三角形（

△）聯(lián)結(jié)——將三個(gè)繞組的各相首尾相接構(gòu)成一個(gè)閉合回路，把三個(gè)連接點(diǎn)接到電源。

三角形接法的優(yōu)點(diǎn)：1）輸出電流比星形接法大

倍，可以省銅，對(duì)大電流變壓器很合適；2）當(dāng)一相有故障時(shí)，另外兩相可接成V形運(yùn)行供給三相電。

缺點(diǎn)是沒有中性點(diǎn)，沒有接地點(diǎn)，不能接成三相四線制。三、三相芯式變壓器繞組的聯(lián)結(jié)組別Y，yn0適用于三相四線制供電，即同時(shí)有動(dòng)力負(fù)載和照明負(fù)載的場合。Y，d11適用于一次側(cè)線電壓在35kV以下，二次側(cè)線電壓高于400V的線路中。YN，d11

適用于一次側(cè)線電壓在110kV以上的，中性點(diǎn)需要直接接地或經(jīng)阻抗接地的超高壓電力系統(tǒng)。YN，y0適用于高壓中性點(diǎn)需接地場合。Y，y0適用于三相動(dòng)力負(fù)載。三、三相變壓器聯(lián)結(jié)組的判別Y，y聯(lián)結(jié)Y，d聯(lián)結(jié)1．理解三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行的意義。2．掌握三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件。Y，y0聯(lián)結(jié)三相變壓器的并聯(lián)運(yùn)行一、三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)

（1）變電站所供的負(fù)載一般來講總是在若干年內(nèi)不斷發(fā)展、不斷增加的，隨著負(fù)載的不斷增加，可以相應(yīng)地增加變壓器的臺(tái)數(shù)，這樣做可以減少建站、安裝時(shí)的一次投資。

（2）當(dāng)變電站所供的負(fù)載有較大的晝夜或季節(jié)波動(dòng)時(shí)，可以根據(jù)負(fù)載的變動(dòng)情況，隨時(shí)調(diào)整投入并聯(lián)運(yùn)行的變壓器臺(tái)數(shù)，以提高變壓器的運(yùn)行效率。

（3）當(dāng)某臺(tái)變壓器需要檢修（或故障）時(shí)，可以切換下來，而用備用變壓器投入并聯(lián)運(yùn)行，以提高供電的可靠性。二、三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的條件1.三相變壓器并聯(lián)運(yùn)行的理想情況

（1）空載時(shí)并聯(lián)的各變壓器之間沒有環(huán)流，以避免環(huán)流銅耗。

（2）負(fù)載時(shí)，各變壓器所承擔(dān)的負(fù)載電流應(yīng)按其容量的大小成正比例分配，防止其中某臺(tái)過載或欠載，使并聯(lián)組的容量得到充分利用。

（3）負(fù)載后，各變壓器所分擔(dān)的電流應(yīng)與總的負(fù)載電流同相位。這樣在總的負(fù)載電流一定時(shí)，各電壓所分擔(dān)的電流小。如果各變壓器的二次電流一定，則共同承擔(dān)的負(fù)載電流為最大。2.必須滿足的條件

（1）一、二次繞組電壓應(yīng)相等，即變壓比應(yīng)相等。

（2）聯(lián)結(jié)組別必須相同。

（3）短路阻抗（即短路電壓）應(yīng)相等。 1）變比相等 2）聯(lián)結(jié)組別相等 3）短路阻抗相等變比不等時(shí)的并聯(lián)運(yùn)行兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行的電壓差1．熟悉三相變壓器的使用要求。2．掌握三相變壓器維護(hù)方法和故障的處理技能。一、三相變壓器的使用1.電力變壓器投入運(yùn)行前的檢查內(nèi)容（1）檢查型號(hào)和規(guī)格（2）檢查各種保護(hù)裝置（3）檢查監(jiān)視裝置（4）外觀檢查（5）消防設(shè)備的檢查（6）測量各電壓級(jí)繞組對(duì)地的絕緣電阻2.變壓器投入運(yùn)行前應(yīng)進(jìn)行的的檢查工作（1）監(jiān)視儀表（2）現(xiàn)場檢查二、三相變壓器常見故障的處理1.了解故障發(fā)生的情況（1）變壓器的運(yùn)行狀況、種類及過載狀況。（2）變壓器的溫升及電壓狀況。（3）事故發(fā)生前的氣候與環(huán)境，如氣溫、濕度及有無雷雨等。（4）查看變壓器的運(yùn)行記錄、前次大修記錄和質(zhì)量評(píng)價(jià)等。（5）了解繼電器保護(hù)動(dòng)作的性質(zhì)，如短路保護(hù)、啟動(dòng)保護(hù)、氣體繼電器等動(dòng)作。2．變壓器短時(shí)過負(fù)載及處理原則

（1）解除音響報(bào)警，匯報(bào)值班班長并做好記錄。

（2）及時(shí)調(diào)整運(yùn)行方式，調(diào)整負(fù)荷的分配，如有備用變壓器，應(yīng)立即投入。

（3）如屬正常過負(fù)荷，可根據(jù)正常過負(fù)荷的倍數(shù)確定允許運(yùn)行時(shí)問，并加強(qiáng)監(jiān)視油位、油溫，不得超過允許值，若過負(fù)荷超過允許時(shí)間，則應(yīng)立即減小負(fù)荷。

（4）如屬事