电气课件变压器的运行与维护教学内容.ppt
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1、电气课件变压器的运行与维护 变压器的主要部件是铁芯和套在铁芯上的两个绕组。变压器的主要部件是铁芯和套在铁芯上的两个绕组。两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电两绕组只有磁耦合没电联系。在一次绕组中加上交变电压,产生交链一、二次绕组的交变磁通,在两绕组中分压,产生交链一、二次绕组的交变磁通,在两绕组中分别感应电动势。别感应电动势。当原边绕组接到交流电源时,绕组中便当原边绕组接到交流电源时,绕组中便当原边绕组接到交流电源时,绕组中便当原边绕组接到交流电源时,绕组中便有交流电流流过,并在铁心中产生与外加电压频率相同有交流电流流过,并在铁心中产生与外加电压频率相同有交流电流流过,并在铁心中产
2、生与外加电压频率相同有交流电流流过,并在铁心中产生与外加电压频率相同的磁通的磁通的磁通的磁通(主磁通主磁通主磁通主磁通),这个交变磁通同时交链着原边绕组和,这个交变磁通同时交链着原边绕组和,这个交变磁通同时交链着原边绕组和,这个交变磁通同时交链着原边绕组和副边绕组。并且在一、二次绕组中分别产生感应电动势。副边绕组。并且在一、二次绕组中分别产生感应电动势。副边绕组。并且在一、二次绕组中分别产生感应电动势。副边绕组。并且在一、二次绕组中分别产生感应电动势。1.1.变压器的基本工作原理和结构变压器的基本工作原理和结构 上式为上式为感应电动势感应电动势大小表示式,式中大小表示式,式中 N1N1、N2N
3、2分别为一、二次分别为一、二次绕组的匝数,绕组的匝数,为磁通为磁通变化率变化率2变压器构造、运行与维护变压器构造、运行与维护 油浸式电力变压器油浸式电力变压器11信信号号温温度度计计;22吸吸湿湿器器;33储储油油柜柜;44油油表表;55安安全全气气道道;66气气体体继继电电器器;77高高压压套套管管;88低低压压套套管管;99分分接接开开关关;1010油油箱箱;1111铁铁芯芯;1212绕绕组组 ;1313放油阀门放油阀门2.2.变压器的基本构造变压器的基本构造3变压器构造、运行与维护变压器构造、运行与维护 一、铁芯 变压器的主磁路,由变压器的主磁路,由铁芯由铁铁芯由铁芯芯柱和铁轭两部分构柱
4、和铁轭两部分构成。铁心柱上套绕组,铁轭将铁心柱连接起来形成闭合成。铁心柱上套绕组,铁轭将铁心柱连接起来形成闭合磁路,构成了变压器的磁路,同时又是套装绕组的骨架。磁路,构成了变压器的磁路,同时又是套装绕组的骨架。铁心材料:为了提高磁路的导磁性能,减少铁铁心材料:为了提高磁路的导磁性能,减少铁芯芯中的中的磁滞、涡流损耗,铁心一般用高磁导率的磁性材料磁滞、涡流损耗,铁心一般用高磁导率的磁性材料硅钢片叠成。其厚度为硅钢片叠成。其厚度为0.350.350.5mm0.5mm,两面涂以厚,两面涂以厚0.020.020.23mm0.23mm的漆膜,使片与片之间绝缘。的漆膜,使片与片之间绝缘。交流铁心线圈的功率
5、损耗主要有铜损和铁损两种。交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。交流铁心线圈的功率损耗主要有铜损和铁损两种。变压器的电路,一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。变压器的电路,一般用绝缘铜线或铝线绕制而成。一次绕组(原绕组):输入电能一次绕组(原绕组):输入电能 二次绕组(副绕组):输出电能二次绕组(副绕组):输出电能 它们通常套装在同一个心柱上,一次和二次绕组具有不同的匝数,通过电磁感应作用,它们通常套装在同一个心柱上,一次和二次绕组具有不同的匝数,通过电磁感应作用,一次绕组的电能就可传递到二次绕组,且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。一次绕组的电能
6、就可传递到二次绕组,且使一、二次绕组具有不同的电压和电流。其中,两个绕组中,电压较高的我们称为高压绕组,相应的电压较低的称为低压绕组。其中,两个绕组中,电压较高的我们称为高压绕组,相应的电压较低的称为低压绕组。为了绝缘布置方便,通常低压绕组装得靠近铁芯,高压绕组则套在低压绕组的外面,低压绕组为了绝缘布置方便,通常低压绕组装得靠近铁芯,高压绕组则套在低压绕组的外面,低压绕组与高压绕组之间,以及低压绕组与铁芯之间都留有一定的绝缘间隙和散热油道,并用绝缘纸筒与高压绕组之间,以及低压绕组与铁芯之间都留有一定的绝缘间隙和散热油道,并用绝缘纸筒隔开,使绕组有效地散热。隔开,使绕组有效地散热。从高、低压绕组
7、的相对位置来看,变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。由于同心式绕从高、低压绕组的相对位置来看,变压器的绕组又可分为同心式、交迭式。由于同心式绕组结构简单,制造方便,所以,国产的均采用这种结构,交迭式主要用于特种变压器中。组结构简单,制造方便,所以,国产的均采用这种结构,交迭式主要用于特种变压器中。将线圈的高、低压引线引到箱外,是引线对地的绝缘,担负着固定的作用。将线圈的高、低压引线引到箱外,是引线对地的绝缘,担负着固定的作用。绝缘套管一绝缘套管一般是陶瓷的,其结构取决于电压等级。般是陶瓷的,其结构取决于电压等级。二、绕组三、绝缘套管2 2.1 1 基本结构基本结构4变压器构造、运行与维护变压器
8、构造、运行与维护 油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质,又是绝缘介质。油箱侧壁有冷油浸式变压器的器身浸在变压器油的油箱中。油是冷却介质,又是绝缘介质。油箱侧壁有冷却用的管子(散热器或冷却器)。却用的管子(散热器或冷却器)。四、油箱四、油箱五、压力释放阀五、压力释放阀 作用:为防止变压器内部发生严重故障而产生大量气体,引起变压器发生爆炸。作用:为防止变压器内部发生严重故障而产生大量气体,引起变压器发生爆炸。压力释放装置在变压器油箱顶盖上,压力释放装置在保护电力变压器方面起重要作用。充有变压器压力释放装置在变压器油箱顶盖上,压力释放装置在保护电力变压器方面起重要作用。充有变压器油的
9、电力变压器,如果内部出现故障或短路,电弧放电就会在瞬间使油汽化,导致油箱内压力极快油的电力变压器,如果内部出现故障或短路,电弧放电就会在瞬间使油汽化,导致油箱内压力极快升高。如果不能极快释放该压力,油箱就会破裂,将易燃油喷射到很大的区域内,可能引起火灾,升高。如果不能极快释放该压力,油箱就会破裂,将易燃油喷射到很大的区域内,可能引起火灾,造成更大破坏,因而通过压力释放装置使油箱内减压防止上述情况发生。造成更大破坏,因而通过压力释放装置使油箱内减压防止上述情况发生。六、瓦斯继电器六、瓦斯继电器 是变压器的主要保护,能有效的反应变压器的内是变压器的主要保护,能有效的反应变压器的内部故障。部故障。轻
10、瓦斯保护的气体继电器由开口杯、干簧触点等组成,作轻瓦斯保护的气体继电器由开口杯、干簧触点等组成,作用于信号。重瓦斯保护的气体继电器由挡板、弹簧、干簧触点等组用于信号。重瓦斯保护的气体继电器由挡板、弹簧、干簧触点等组成,作用于跳闸。成,作用于跳闸。正常运行时,瓦斯继电器充满油,开口杯浸在油中,处于上浮位置,正常运行时,瓦斯继电器充满油,开口杯浸在油中,处于上浮位置,干簧触点断开。当变压器内部故障时,故障点局部发生高热,引起干簧触点断开。当变压器内部故障时,故障点局部发生高热,引起附近的变压器油膨胀,油内溶解的空气被逐出,形成气泡上升,同附近的变压器油膨胀,油内溶解的空气被逐出,形成气泡上升,同时
11、油和其他材料在电弧和放电等的作用下电离而产生气体。当故障时油和其他材料在电弧和放电等的作用下电离而产生气体。当故障轻微时,排出的气体缓慢上升而进入瓦斯继电器,使油面下降,开轻微时,排出的气体缓慢上升而进入瓦斯继电器,使油面下降,开口杯产生以支点为轴的逆时针转动,使干簧触点接通,发出信号。口杯产生以支点为轴的逆时针转动,使干簧触点接通,发出信号。当变压器内部故障严重时,放电电弧使变压器油发生分解当变压器内部故障严重时,放电电弧使变压器油发生分解,产生甲产生甲烷、乙炔、氢气、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷等多种特征气烷、乙炔、氢气、一氧化碳、二氧化碳、乙烯、乙烷等多种特征气体,故障越严重,气体的量
12、越大,使变压器内部压力突增,产生很体,故障越严重,气体的量越大,使变压器内部压力突增,产生很大的油流向油枕方向冲击,因油流冲击挡板,挡板克服弹簧的阻力,大的油流向油枕方向冲击,因油流冲击挡板,挡板克服弹簧的阻力,带动磁铁向干簧触点方向移动,使干簧触点接通,作用于跳闸。带动磁铁向干簧触点方向移动,使干簧触点接通,作用于跳闸。5变压器构造、运行与维护变压器构造、运行与维护2.2胶囊式储油柜结构原理 油的老化,除了油本身的质量原因外,油和大气相接触是一个非常它要的原油的老化,除了油本身的质量原因外,油和大气相接触是一个非常它要的原因。因。因为变压器油中溶解出一部分空气,空气中的氧将促使变压器油及浸泡
13、在油因为变压器油中溶解出一部分空气,空气中的氧将促使变压器油及浸泡在油中的纤维老化。为了防止和延缓油的老化,必须尽量避免变压器油直接和大气相中的纤维老化。为了防止和延缓油的老化,必须尽量避免变压器油直接和大气相接触。变压器油面与大气相接触的部位有两处:一是安全气道的油面;二是油枕接触。变压器油面与大气相接触的部位有两处:一是安全气道的油面;二是油枕中的油面。气道采用压力释放阀,油枕采用胶囊密封,可以减少油与大气接中的油面。气道采用压力释放阀,油枕采用胶囊密封,可以减少油与大气接触的面积,用这种力方法能防止和减缓油质老化。触的面积,用这种力方法能防止和减缓油质老化。胶囊式油枕是在油枕的内壁增加了
14、一个胶囊袋。胶囊袋内部经过呼吸器及其胶囊式油枕是在油枕的内壁增加了一个胶囊袋。胶囊袋内部经过呼吸器及其连管与大气相通,胶囊袋的底面紧贴地浮在油枕上,使胶囊袋和油面之间没有空连管与大气相通,胶囊袋的底面紧贴地浮在油枕上,使胶囊袋和油面之间没有空气,隔绝了油面和空气的接触。这样空气中的氧不再和油中的气体相交换,油中气,隔绝了油面和空气的接触。这样空气中的氧不再和油中的气体相交换,油中溶解氧的含量渐渐下降,直到全部消耗完为止,从而可达到阻止油氧化的目的。溶解氧的含量渐渐下降,直到全部消耗完为止,从而可达到阻止油氧化的目的。用胶囊袋还可以防止外界的湿气、杂质等侵入变压器内部,使变压器能保持一定用胶囊袋
15、还可以防止外界的湿气、杂质等侵入变压器内部,使变压器能保持一定的干燥程度。当油面随温度变化时胶囊袋也会随之膨胀和压缩,起到了呼吸的的干燥程度。当油面随温度变化时胶囊袋也会随之膨胀和压缩,起到了呼吸的作用。作用。1 1吸湿器;吸湿器;2 2胶囊;胶囊;3 3放气塞;放气塞;4 4胶囊压胶囊压板板5 5安装手孔;安装手孔;6 6储油柜本体;储油柜本体;7 7油位计注油油位计注油及呼吸塞;及呼吸塞;8 8油位计(与储油柜不连通)油位计(与储油柜不连通)9 9油位计胶囊(将油位计内油油位计胶囊(将油位计内油与储油柜内油隔离)与储油柜内油隔离)6变压器构造、运行与维护变压器构造、运行与维护 油枕、呼吸器
16、、防爆管装设图油枕、呼吸器、防爆管装设图1 1油枕油枕 ;2 2防爆管防爆管 ;3 3油枕与防油枕与防爆管的连通管爆管的连通管 ;4 4呼吸器呼吸器 ;5 5防爆防爆隔膜隔膜 ;6 6气体继电器气体继电器 ;7 7蝶形阀蝶形阀 ;8 8箱盖箱盖油枕的作用:变压器在运行中,因油枕的作用:变压器在运行中,因铁芯和绕组发热,会使油温升高,油铁芯和绕组发热,会使油温升高,油的体积要因此而膨胀。油枕为变压器的体积要因此而膨胀。油枕为变压器油提供了一个膨胀室,缩小了油与空油提供了一个膨胀室,缩小了油与空气的接触面积,可大为延缓油吸潮和气的接触面积,可大为延缓油吸潮和氧化的速度,且防止油膨胀时导致箱氧化的速
17、度,且防止油膨胀时导致箱体受高压而爆炸。油枕可使油面高度体受高压而爆炸。油枕可使油面高度超过箱盖和套管的高度,使绝缘套管超过箱盖和套管的高度,使绝缘套管中也充满变压器油,以增加引出线的中也充满变压器油,以增加引出线的绝缘强度。绝缘强度。油枕通过连接通道,经瓦斯继电器、油枕通过连接通道,经瓦斯继电器、蝶形阀与箱体连通。油枕上设有监视蝶形阀与箱体连通。油枕上设有监视油面的油位表,油枕内装有与大气连油面的油位表,油枕内装有与大气连通的管子,该管的下端装有呼吸器。通的管子,该管的下端装有呼吸器。这根管子的高度应高于变压器油温最这根管子的高度应高于变压器油温最高时的油面高度,以防止油的溢出。高时的油面高
18、度,以防止油的溢出。2 2.3.3 油枕油枕7变压器构造、运行与维护变压器构造、运行与维护 呼吸器的结构图呼吸器的结构图1 1联管联管 ;2 2螺栓;螺栓;3 3外壳;外壳;4 4玻璃罩;玻璃罩;5 5硅胶;硅胶;6 6座子;座子;7 7胶胶垫;垫;8 8油油 ;9 9盖子盖子 呼吸器的作用:呼吸器内部装有用氯呼吸器的作用:呼吸器内部装有用氯化钴浸渍过的硅胶,具有很强的吸潮能力化钴浸渍过的硅胶,具有很强的吸潮能力,当含水分的空气经呼吸器进入油枕时,当含水分的空气经呼吸器进入油枕时,水分将被硅胶吸收,以减少进入变压器的水分将被硅胶吸收,以减少进入变压器的空气的水分含量。呼吸器下端有一个油封空气的
19、水分含量。呼吸器下端有一个油封装置,使空气不能直接经呼吸器进入变压装置,使空气不能直接经呼吸器进入变压器,以降低油的吸潮和氧化速度。器,以降低油的吸潮和氧化速度。硅胶对硅胶对空气中水份具有很强的吸附作用,干燥状空气中水份具有很强的吸附作用,干燥状态状态为兰色,吸潮饱和后变为粉红色。态状态为兰色,吸潮饱和后变为粉红色。吸潮的硅胶可以再生。硅胶除能吸潮以外吸潮的硅胶可以再生。硅胶除能吸潮以外,尚有指示剂的作用,因其吸潮饱和时,尚有指示剂的作用,因其吸潮饱和时,颜色由蓝变红,此时则需将其更换,以保颜色由蓝变红,此时则需将其更换,以保证呼吸器的有效作用。证呼吸器的有效作用。2 2.4.4呼吸器呼吸器8
20、变压器构造、运行与维护变压器构造、运行与维护 信号温度计图信号温度计图1 1管接头;管接头;2 2金属软管;金属软管;3 3测温测温管;管;4 4接线端接线端5 5指针;指针;6 6固定孔固定孔7 7外壳;外壳;8 8调节螺钉;调节螺钉;9 9示位指示位指针针 温度计是用来测量油箱上层油温的,通过对油温的温度计是用来测量油箱上层油温的,通过对油温的监视,可判断变压器运行是否正常。按变压器容量大小,监视,可判断变压器运行是否正常。按变压器容量大小,温度计可分为水银温度计、信号温度计和电阻温度计三温度计可分为水银温度计、信号温度计和电阻温度计三种。种。信号温度计的各部件组成表示如图,其组成部件有:
21、信号温度计的各部件组成表示如图,其组成部件有:带电气接点的温度计表盘带电气接点的温度计表盘1010和测温管和测温管3 3,二者之间用金,二者之间用金属软管属软管2 2联接起来。测温管固定在油箱顶盖上的一个开联接起来。测温管固定在油箱顶盖上的一个开口套筒内,套筒内注满变压器油。测温管口套筒内,套筒内注满变压器油。测温管3 3和金属软管和金属软管2 2之间用管接头之间用管接头1 1联结。软管联结。软管2 2的另一端与温度计的气压弹的另一端与温度计的气压弹簧管相接,管内充满氯甲烷。当油温变化时,氯甲烷的簧管相接,管内充满氯甲烷。当油温变化时,氯甲烷的压力随着变化,致使弹簧管变形,导致指针压力随着变化
22、,致使弹簧管变形,导致指针5 5偏转,指偏转,指示出相应的温度值。在指针的轴上固定一个接触板,它示出相应的温度值。在指针的轴上固定一个接触板,它沿着两个带有触头的扇形滑动,两个扇形片分别接到黄沿着两个带有触头的扇形滑动,两个扇形片分别接到黄色和红色的示位指针色和红色的示位指针9 9上,当油温上升到示位指针所整上,当油温上升到示位指针所整定的数值时,两对接点分别接通,发出信号或者启动冷定的数值时,两对接点分别接通,发出信号或者启动冷却系统的自动装置。却系统的自动装置。期期厂变、主变均两厂变、主变均两只温度只温度表,一表,一只启动风机,一只报警至只启动风机,一只报警至保护,集控集控表可以报警,不接
23、至保护。温度保护,集控集控表可以报警,不接至保护。温度表均为压力式表表均为压力式表计,就地表红针指示历史最高值,由黑针带动指示最高值。计,就地表红针指示历史最高值,由黑针带动指示最高值。低压变就地圆式表为接点式,黑、红接触接点接触至保护。低压变就地圆式表为接点式,黑、红接触接点接触至保护。变频室温度表为接点式,黑、红接触接点接触至集控光字牌发温变频室温度表为接点式,黑、红接触接点接触至集控光字牌发温度高信号。度高信号。2 2.5.5 测温元件测温元件 9连接发电机与电网的升压变压器连接发电机与电网的升压变压器连接发电机的封闭连接发电机的封闭母线母线 与电网相连的高压与电网相连的高压出线端出线端
24、10变压器构造、运行与维护变压器构造、运行与维护 3.1、型号 型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容,表示方法为式等内容,表示方法为例如:SL-500/10:表示三相油浸自冷双线圈铝线,额定容量为500kVA,高压侧额定电压为10kV级的电力变压器。3 3 变压器的主要参数变压器的主要参数11变压器构造、运行与维护变压器构造、运行与维护SFPF1132000220为强迫油循环风冷三圈变压器;变压器的主要变压器的主要型号型号12变压器构造、运行与维护变压器构造、运行与维护 3.2、额定值此外,额定值还有此外,额定值还有额
25、定频率额定频率、效率、温升效率、温升等。等。指铭牌规定的额定使用条件指铭牌规定的额定使用条件下所能输出的视在功率。下所能输出的视在功率。额定容量额定容量指长期运行时所能承受的工作电压指长期运行时所能承受的工作电压额定电压额定电压 是指一次侧所加的额定电压,是指一次侧所加的额定电压,是指一次侧加额定电压时二是指一次侧加额定电压时二次侧的开路电压。在三相变压器中额定电压为线电压。次侧的开路电压。在三相变压器中额定电压为线电压。三者关系三者关系:单相:单相:三相:三相:指在额定容量下,允许长期通过的额定指在额定容量下,允许长期通过的额定电流。在三相变压器中指的是线电流电流。在三相变压器中指的是线电流
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