同步发电机原理.ppt

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1、同步发电机运行技术电磁感应现象和法拉第定律 电荷的运动产生磁效应,那么,就有可能由磁现象产生出电效应,英国的法拉第经过多年的实验研究,于1831年总结出电磁感应的规律.1833年，俄国的楞次在综合分析了法拉第实验的基础上，提出了确定感应电流方向的方法.现在，让我们先来回顾一下法拉第其中一个很重要的实验.如图在一个空心纸筒上绕上一组和电流计联接的导体线圈，当磁棒插进线圈的过程中，电流计的指针发生了偏转，而在磁棒从线圈内抽出的过程中，电流计的指针则发生反方向的偏转，磁棒插进或抽出线圈的速度越快，电流计偏转的角度越大.但是当磁棒不动时，电流计的指针不会偏转.对于线圈来说，运动的磁棒意味着它周围的磁场

2、发生了变化，从而使线圈感生出电流.法拉第终于实现了他多年的梦想用磁的运动产生电！奥斯特和法拉第的发现，深刻地揭示了一组极其美妙的物理对称性：运动的电产生磁，运动的磁产生电。同步电机原理和结构结构模型结构模型 同步发电机和其它类型的旋转电机一样，由固定的定子和可旋转的转子两大部分组成。一般分为转场式同步电机和转枢式同步电机。图15.1给出了最常用的转场式同步发电机的结构模型，其定子铁心的内圆均匀分布着定子槽，槽内嵌放着按一定规律排列的三相对称交流绕组。这种同步电机的定子又称为电枢，定子铁心和绕组又称为电枢铁心和电枢绕组。转子铁心上装有制成一定形状的成对磁极，磁极上绕有励磁绕组，通以直流电流时，将

3、会在电机的气隙中形成极性相间的分布磁场，称为励磁磁场(也称主磁场、转子磁场)。气隙处于电枢内圆和转子磁极之间，气隙层的厚度和形状对电机内部磁场的分布和同步电机的性能有重大影响。除了转场式同步电机外,还有转枢式同步电机，其磁极安装于定子上，而交流绕组分布于转子表面的槽内，这种同步电机的转子充当了电枢。图中用AX、BY、CZ三个在空间错开120电角度分布的线圈代表三相对称交流绕组。工作原理 主磁场的建立：励磁绕组通以直流励磁电流，建立极性相间的励磁磁场，即建立起主磁场。载流导体：三相对称的电枢绕组充当功率绕组，成为感应电势或者感应电流的载体。切割运动：原动机拖动转子旋转（给电机输入机械能），极性相

4、间的励磁磁场随轴一起旋转并顺次切割定子各相绕组（相当于绕组的导体反向切割励磁磁场）。交变电势的产生：由于电枢绕组与主磁场之间的相对切割运动，电枢绕组中将会感应出大小和方向按周期性变化的三相对称交变电势。通过引出线，即可提供交流电源。感应电势 有效值：每相感应电势的有效值为 感应电势 频率：感应电势的频率决定于同步电机的转速n 和极对数p，即 交变性与对称性：由于旋转磁场极性相间，使得感应电势的极性交变；由于电枢绕组的对称性，保证了感应电势的三相对称性。同步转速 同步转速 从供电品质考虑，由众多同步发电机并联构成的交流电网的频率应该是一个不变的值，这就要求发电机的频率应该和电网的频率一致。我国电

5、网的频率为50Hz，故有：要使得发电机供给电网50Hz的工频电能，发电机的转速必须为某些固定值，这些固定值称为同步转速。例如2极电机的同步转速为3000r/min，4极电机的同步转速为1500r/min，依次类推。只有运行于同步转速，同步电机才能正常运行，这也是同步电机名称的由来。运行方式 同步电机的主要运行方式有三种，即作为发电机、电动机和补偿机运行。作为发电机运行是同步电机最主要的运行方式，作为电动机运行是同步电机的另一种重要的运行方式。同步电动机的功率因数可以调节，在不要求调速的场合，应用大型同步电动机可以提高运行效率。近年来，小型同步电动机在变频调速系统中开始得到较多地应用。同步电机还

6、可以接于电网作为同步补偿机。这时电机不带任何机械负载，靠调节转子中的励磁电流向电网发出所需的感性或者容性无功功率，以达到改善电网功率因数或者调节电网电压的目的。同步电机结构型式凸极式转子 凸极式转子上有明显凸出的成对磁极和励磁线圈，如图所示。当励磁线圈中通过直流励磁电流后，每个磁极就出现一定的极性，相邻磁极交替为 N 极和 S 极。对水轮发电机来说，由于水轮机的转速较低，要发出工频电能，发电机的极数就比较多，做成凸极式结构工艺上较为简单。另外，中小型同步电机多半也做成凸极式。水轮发电机水轮发电机的特点是：极数多，直径大，轴向长度短，整个转子在外形上与汽轮发电机大不相同。大多数水轮发电机为立式。

7、水轮发电机的直径很大，定子铁心由扇形电工钢片拼装叠成。为了散热的需要，定子铁心中留有径向通风沟。转子磁极由厚度为12mm的钢片叠成；磁极两端有磁极压板，用来压紧磁极冲片和固定磁极绕组。有些发电机磁极的极靴上开有一些槽，槽内放上铜条，并用端环将所有铜条连在一起构成阻尼绕组，其作用是用来拟制短路电流和减弱电机振荡，在电动机中作为起动绕组用。磁极与磁极轭部采用 T 形或鸽尾形连接，隐极式转子隐极式转子上没有凸出的磁极，如图所示。沿着转子本体圆周表面上，开有许多槽，这些槽中嵌放着励磁绕组。在转子表面约1/3部分没有开槽，构成所谓大齿，是磁极的中心区。励磁绕组通入励磁电流后，沿转子圆周也会出现 N 极和

8、 S 极。在大容量高转速汽轮发电机中，转子圆周线速度极高，最大可达170米/秒。为了减小转子本体及转子上的各部件所承受的巨大离心力，大型汽轮发电机都做成细长的隐极式圆柱体转子。考虑到转子冷却和强度方面的要求，隐极式转子的结构和加工工艺较为复杂。汽轮发电机定子大体上与异步电机相同，定子铁心由0.35mm,0.5mm或其它厚度的电工钢片叠成。定子外径较小时，采用圆形冲片，当定子外径大于1m 时，采用扇形冲片。定子铁心固定在机座上，机座常由钢板焊接而成，它必须有足够的强度和刚度，同时还必须满足通风和散热的需要。汽轮发电机的电压较高，要求定子绕组有足够的绝缘强度，一般采用 B 级或 F 级绝缘。为了减

9、少高速旋转引起的离心力，一般采用隐极式转子，其外形常做成一个细长的圆柱体。转子铁心表面圆周上铣有许多槽，励磁绕组嵌放在这些槽内。励磁绕组为同心式绕组，以铜线绕制，并用不导磁的槽楔将绕组紧固在槽内。励磁方式简介获得励磁电流的方法称为励磁方式。目前采用的励磁方式分为两大类：一类是用直流发电机作为励磁电源的直流励磁机励磁系统；另一类是用硅整流装置将交流转化成直流后供给励磁的整流器励磁系统。现说明如下：1 直流励磁机励磁 直流励磁机通常与同步发电机同轴，采用并励或者他励接法。采用他励接法时，励磁机的励磁电流由另一台被称为副励磁机的同轴的直流发电机供给。如图所示。2 静止整流器励磁 同一轴上有三台交流发

10、电机，即主发电机、交流主励磁机和交流副励磁机。副励磁机的励磁电流开始时由外部直流电源提供，待电压建立起来后再转为自励(有时采用永磁发电机)。副励磁机的输出电流经过静止晶闸管整流器整流后供给主励磁机，而主励磁机的交流输出电流经过静止的三相桥式硅整流器整流后供给主发电机的励磁绕组。(见图）3 旋转整流器励磁 静止整流器的直流输出必须经过电刷和集电环才能输送到旋转的励磁绕组，对于大容量的同步发电机，其励磁电流达到数千安培，使得集电环严重过热。因此，在大容量的同步发电机中，常采用不需要电刷和集电环的旋转整流器励磁系统，如所示。主励磁机是旋转电枢式三相同步发电机，旋转电枢的交流电流经与主轴一起旋转的硅整

11、流器整流后，直接送到主发电机的转子励磁绕组。交流主励磁机的励磁电流由同轴的交流副励磁机经静止的晶闸管整流器整流后供给。由于这种励磁系统取消了集电环和电刷装置，故又称为无刷励磁系统。同步电机额定值及型号额定值 同步电机的额定值有：额定容量(VA,kVA,MVA等)或额定功率PN(W,kW,MW等)：指电机输出功率的保证值。发电机通过额定容量值可以确定电枢电流，通过额定功率可以确定配套原动机的容量。电动机的额定容量一般用kW数表示，补偿机则用kVAR表示。额定电压(V,kV等)：指额定运行时定子输出端的线电压。额定电流(A)：指额定运行时定子的线电流。额定功率因数：额定运行时电机的功率因数。额定频

12、率：额定运行时电机电枢输出端电能的频率，我国标准工业频率规定为50Hz。额定转速：额定运行时电机的转速，即同步转速。除上述额定值外，同步电机名牌上还常列出一些其它的运行数据，例如额定负载时的温升、励磁容量 和励磁电压 等。国产同步电机型号我国生产的汽轮发电机有QFQ、QFN、QFS等系列，前两个字母表示汽轮发电机；第三个字母表示冷却方式，Q表示氢外冷，N表示氢内冷，S表示双水内冷。我国生产的大型水轮发电机为TS系列，T表示同步，S表示水轮。举例来说：QFS-300-2 表示容量为300MW双水内冷2极汽轮发电机。TSS1264/160-48表示双水内冷水轮发电机，定子外径为1264厘米，铁心长

13、为160厘米，极数为48。此外同步电动机系列有TD、TDL等，TD表示同步电动机，后面的字母指出其主要用途。如TDG表示高速同步电动机；TDL表示立式同步电动机。同步补偿机为TT系列。同步发电机空载运行当原动机带动发电机在同步转速下运行,励磁绕组通过适当的励磁电流,电枢绕组不带任何负载时的运行情况，称为空载运行。空载运行是同步发电机最简单的运行方式，其气隙磁场由转子磁势单独建立空载特性当空载运行时,励磁电势随励磁电流变化的关系 称为同步发电机的空载特性。励磁电势的大小(有效值)与转子每极磁通成正比，而励磁电流的大小又和作用于同步电机磁路上的励磁磁势 正比例变化，所以空载特性与电机磁路的磁化曲线

14、具有类似的变化规律。如图所示。由图可见，当励磁电流较小时，由于磁通较小，电机磁路没有饱和，空载特性呈直线（将其延长后的射线称为气隙线）。随着励磁电流的增大，磁路逐渐饱和，磁化曲线开始进入饱和段。为了合理地利用材料，空载额定电压一般设计在空载特性的弯曲处，如图中的c点。空载特性可以通过计算或试验得到。试验测定的方法与直流发电机类似。同步电机的空载特性也常用标么值表示，空载电势以额定电压为基值，取 时的励磁电流(称为额定励磁电流)为励磁电流的基值。用标么值表示的空载特性具有典型性，不论电机容量的大小，电压的高低，其空载特性彼此非常接近。空载特性在同步发电机理论中有着重要作用：空载特性结合短路特性(

15、在后面介绍)可以求取同步电机的参数。发电厂通过测取空载特性来判断三相绕组的对称性以及励磁系统的故障。同步发电机负载运行和电枢反应空载时，同步电机中只有一个以同步转速旋转的励磁磁势，它在电枢绕组中感应出三相对称交流电势，称为励磁电势。当电枢绕组接上三相对称负载后，电枢绕组和负载一起构成闭合通路，通路中流过的是三相对称的交流电流，我们知道，当三相对称电流流过三相对称绕组时，将会形成一个以同步速度旋转的旋转磁势。由此可见，负载以后同步电机内部将会产生又一个旋转磁势-电枢旋转磁势。因此，同步发电机接上三相对称负载以后，电机中除了随轴同转的转子磁势(称为机械旋转磁势)外，又多了一个电枢旋转磁势(称为电气

16、旋转磁势)。参看异步电机的介绍，不难证明这两个旋转磁势的转速均为同步速，而且转向一致，二者在空间处于相对静止状态，可以用矢量加法将其合成为一个合成磁势。气隙磁场可以看成是由合成磁势在电机的气隙中建立起来的磁场。也是以同步转速旋转的旋转磁场。可见同步发电机负载以后，电机内部的磁势和磁场将发生显著变化，这一变化主要由电枢磁势的出现所致。电枢反应电枢磁势的存在，将使气隙磁场的大小和位置发生变化，我们把这一现象称为电枢反应。电枢反应会对电机性能产生重大影响。电枢反应的情况决定于空间相量 和之间的夹角，而这一夹角又和时间相量E0 和Ia 之间的相位差y相关连。y称为内功率因数角，其大小由负载的性质决定。

17、同步电抗和电枢反应电抗当三相对称电枢电流流过电枢绕组时，将产生旋转的电枢磁势，将在电机内部产生跨过气隙的电枢反应磁通和不通过气隙的漏磁通，和将分别在电枢各相绕组中感应出电枢反应电势 和漏磁电势。与电枢电流的大小成正比(不计饱和)，比例常数称为电枢反应电抗。同步发电机并网运行并联条件及其方法 并网运行的优势并网运行的优势单机供电的缺点是明显的：既不能保证供电质量(电压和频率的稳定性)和可靠性(发生故障就得停电)，又无法实现供电的灵活性和经济性。这些缺点可以通过多机并联来改善。通过并联可将几台电机或几个电站并成一个电网。现代发电厂中都是把几台同步发电机并联起来接在共同的汇流排上，一个地区总是有好几

18、个发电厂并联起来组成一个强大的电力系统(电网)。电网供电比单机供电有许多优点：提高了供电的可靠性，一台电机发生故障或定期检修不会引起停电事故。提高了供电的经济性和灵活性，例如水电厂与火电厂并联时，在枯水期和旺水期，两种电厂可以调配发电，使得水资源得到合理使用。在用电高峰期和低谷期，可以灵活地决定投入电网的发电机数量，提高了发电效率和供电灵活性。提高了供电质量，电网的容量巨大(相对于单台发电机或者个别负载可视为无穷大)，单台发电机的投入与停机，个别负载的变化，对电网的影响甚微，衡量供电质量的电压和频率可视为恒定不变的常数。电网对单台发电机来说可视为无穷大电网或无穷大汇流排。同步发电机并联到电网后

19、，它的运行情况要受到电网的制约，也就是说它的电压、频率要和电网一致而不能单独变化。并联条件 把同步发电机并联至电网的过程称为投入并联，或称为并列、并车、整步。在并车时必须避免产生巨大的冲击电流，以防止同步发电机受到损坏、电网遭受干扰。并车前必须检查发电机和电网是否适合以下条件：双方应有一致的相序；双方应有相等的电压；双方应有同样或者十分接近的频率和相位。若以上条件中的任何一个不满足则在开关K的两端，会出现差额电压，如果闭合K，在发电机和电网组成的回路中必然会出现瞬态冲击电流。上述条件中，除相序一致是绝对条件外，其它条件都是相对的，因为通常电机可以承受一些小的冲击电流。并车的准备工作是检查并车条

20、件和确定合闸时刻。通常用电压表测量电网电压，并调节发电机的励磁电流使得发电机的输出电压U=U1。再借助同步指示器检查并调整频率和相位以确定合闸时刻。同步发电机的运行1 1、发电机允许温度和温升、发电机允许温度和温升发电机的连续工作容量取决于发电机的转子、定子绕组和定子铁芯的温度，这些部分允许的长期最高温度又决定于所用的绝缘材料的等级和测温方法。绝缘材料受热后，温度越高，老化越快，寿命越短，因此必须规定其允许温度，同时，为了能真正反应绕组的温度，还要规定其允许温升。2 2、发电机在电压、周波变动时的运行、发电机在电压、周波变动时的运行电压和周波（频率）是供电质量的标准。电压周波过高或过低不但对用

21、户不利，而且对电力系统以及发电机本身也不利。在额定频率下电压变动时的运行发电机电压变化5%时，定子电流也可以相应变化5%，在此变化范围内，发电机可带满负荷长期运行在额定电压下频率变动的运行发电机在运行中，应保证额定频率50周/秒，允许变动范围为0.5周/秒，即49.550.5周/秒，最高不得超过额定值的5%，即47.552.5周/秒3 3、发电机在功率因数变动时的运行、发电机在功率因数变动时的运行功率因数cos亦称为力率，它的大小是表示发电机向系统输送无功负荷的情况，这种负荷通常是感性的。发电机的功率因数不宜超过滞后0.95运行，超过后由于励磁电流的减小，降低了发电机的电势，使定子、转子磁极间

22、吸力减小，功角增大，使发电机运行的静态稳定性降低功率因数低于额定值时，定子电流的无功分量增大，由于感性无功起去磁作用，为维持定子电压不变，必须增加转子电流，若保持额定出力，会使转子电流超过额定值，引起转子绕组温度过高。4 4、发电机的不对称运行、发电机的不对称运行负序电流会引起转子过热磁场不均匀会引起机组振动负荷不平衡的限制汽轮发电机三相电流中任意两相电流之差不得超过额定电流的10%；任意一相的定子电流不得超过额定值；对于绑线式转子的汽轮发电机，维持存在的负序电流与额定电流之比的百分值不得超过5%发电机轴和轴承中的电流在汽轮机组中，由于定子磁场的不平衡或转轴本身带磁，当出现交变磁通时，在转轴上

23、就感应出一定的电压，称为轴电压。出现轴电流的原因有以下三种：单极效应产生的轴电流由静电荷产生的轴电流磁通不对称引起的轴电流轴承绝缘的监视轴承对地绝缘电阻的测量发电机负荷的调整有功负荷的调整有功负荷的调整发电机在运行中有功功率的调整（也就是调频）是利用汽轮机调速系统来实现的。无功负荷的调整无功负荷的调整发电机在运行中无功功率的调整是利用改变发电机励磁电流的大小来进行调节的。同步发电机的事故处理发电厂和电力系统的工作人员的基本职责就是保证电力设备安全、可靠和经济地运行。事故是电力系统的一大灾害，应以预防为主。万一发生事故时，应该镇静、大胆、果断地根据事故的现象，正确判断事故的性质，采取有效的处理方

24、法，尽速限制事故的发展，消除事故根源。发电机的非同期并列在不符合并列的主要条件的情况下，合上被并发电机断路器的瞬间，将会产生巨大的冲击电流，机组发生强烈的震动。现象：定子电流表指示突然升高，系统电压降低，发电机本体由于冲击力矩的作用而发出“吼”的声音，然后定子电流表剧烈摆动，母线电压表也来回摆动。发电机的振荡和失步发电机振荡和失步的原因当系统中发生某些重大事故时，发电机与用户的功率平衡便遭到破坏，此时在改变发电机输出功率时，由于发电机转子的转动惯性及汽轮机调速器动作的延时，所以输出功率的改变有一过程。在这个过程中，发电机的功率与用户功率不能平衡，就会破坏发电机的稳定运行，使发电机产生振荡，严重

25、时可能发展到发电机与系统失去同步，甚至使整个发电厂与系统失去同步。现象：定子电流表的指针向两侧剧烈地摆动，有超过正常值的情况发电机和母线上各电压表的指针都发生剧烈的摆动，通常是电压降低有功功率表指针在全表盘刻度上摆动转子电流表指针在正常运行数据值附近激烈地摆动周波和发电机转速忽上忽下，发电机发出有节奏的鸣音，其节奏与上列各表计指针的摆动合拍发电机的强行励磁装置在电压降低到额定电压的85%时间隙动作振荡和失步的处理增加励磁电流，提高发电机电压，以利于恢复同步自动励磁装置投入时，应减少发电机的有功负荷，使转子加速不致过大，以有利于发电机拉入同步采取以上措施后，经过12分钟仍不能恢同期，可将发电机与

26、系统解列，待系统正常后再与系统并列。同步发电机变为电动机运行与系统并列的汽轮发电机在运行中，由于汽轮机危急保安器误动作而将主汽门关闭，或因主汽门误动作而关闭，使发电机失去原动力而变为同步电动机运行。此时对负荷来说它是一台无功发电机（即调相机）。它将向系统吸收部分有功负荷来维持本身的同步运转而向系统输出无功负荷，因为此时励磁并未改变。现象：该机配电盘上“主汽门关闭”光字牌亮发电机的有功表指针摆到零位附近的针挡处（数显表指示负值）。发电机的无功表指示升高发电机的功率因数表指示进相定子电流表指示降低定子电压表及励磁回路的仪表指示正常频率表正常，但若发电机占系统总负荷比例较重时，频率会有所下降。同步发

27、电机的无励磁异步运行发电机在运行中失去励磁电流，使转子的磁场消失，叫做发电机的失磁l汽轮发电机的异步运行是在发电机失去励磁后，仍带有一定的有功功率，以某滑差率与电网保持联系的一种特殊运行方式。l由于失磁发电机定子电流的增加会使定子线棒的端部过热以及转子在异步运行时的表面涡流损耗会引起转子本体表面发热，因此，失磁发电机不能长时间运行。现象转子电流表指示为零或接近于零定子电流显著增加并摆动发电机端电压及发电机母线电压降低并摆动有功表指示降低并摆动无功表指示负值转子电压表指示异常功率因数表指示进相上述表计发生周期性摆动随着上述现象的发生，汽轮机转速会升高，同时周波略有升高，但没有危急保安器动作信号。

28、同步发电机的性能发电机的外特性当保持发电机的转速不变，在励磁电流IL等于常数、负载功率因数等于常数的情况下，改变负载电流大小时，端电压U随着负载电流变化的曲线。发电机的电压变化率在额定负载和额定电压下运行时，励磁电流保持不变，当发电机甩掉全部负载时，端电压将上升至空载电势E0。额定励磁电流下发电机从额定负载变到空载值端电压的升高值对额定电压的百分比，叫做发电机的电压变化率，即同步发电机的调节特性在保持转速、负载功率因数和端电压不变的条件下，励磁电流IL随着负载电流Ie的变化关系，称为发电机的调节特性。上述三个特性表明了发电机在不同性质负荷情况下电压的变化和励磁电流之间的关系变压器运行技术变压器

29、正常巡视检查项目有哪些？变压器正常巡视检查项目有哪些？(1)变压器运行的音响是否正常；(2)油枕及充油套管中的油色、油位是否正常，有无渗漏油现象；(3)各侧套管有无破损，有无放电痕迹及其它异常现象；(4)冷却装置运行是否正常；(5)上层油温表指示是否正确，有无异常情况；(6)防爆管的隔膜是否完好，有无积液情况；(7)呼吸器变色硒胶的变色程度；(8)瓦斯继电器内是否满油；(9)本体及各附件有无渗、漏油；(10)各侧套管桩头及连接线有无发热、变色现象；(11)变压器附近周围环境及堆放物是否有可能造成威胁变压器的安全运行。根据变压器油温度,怎样判别变压器是否正常?变压器在额定条件下运行，铁芯和绕组的

30、损耗发热引起各部位温度升高，当发热与散热达平衡时，各部位温度趋于稳定。在巡视检查时，应注意环境温度、上层油温、负载大小及油位高度，并与以往数值对照比较分析，如果在同样条件下，上层油温比平时高出10，或负载不变，但油温还不断上升，而冷却装置运行正常，温度表无失灵，则可认为变压器内部发生异常和故障。变压器油在变压器中的主要作用是什么？变压器中的油在运行时主要起散热冷却作用；对绕组等起绝缘和绝缘保养作用（保持良好绝缘状态）；油在高压引线处和分接开关接触点起消弧作用，防止电晕和电弧放电的产生。变压器并列运行的条件有哪些？为什么？参加并列运行的各变压器必须接线组别相同。否则，副边出现电压差很大，产生的环

31、流很大甚至象短路电流，均会损坏变压器；各变压器的原边电压应相等，副边电压也分别相等。否则副边产生环流引起过载，发热，影响带负荷，并增加电能损耗、效率降低；各变压器的阻抗电压（短路电压）百分数应相等，否则带负荷后产生负荷分配不合理。因为容量大的变压器短路电压百分数大、容量小的变压器短路电压百分数小，而负载分配与短路电压百分数成反比，这样会造成大变压器分配的负载小，设备没有充分利用；而小变压器分配的负载大，易过载，限制了并列运行的变压器带负荷运行。单台变压器运行在什么情况下效率最高？单台变压器运行效率最高点，条件是：当可变损耗（线圈铜耗）等于不变损耗（铁芯损耗）时，一般负荷系数0.6约为额定负载6

32、0%左右，为效率最高点。什么叫变压器经济运行方式？当几台变压器并列运行时，由于各变压器铁耗基本不变，而铜耗随着负载的变化而变化，因此需按负载大小调整运行变压器的台数和容量，使变压器的功率总损耗为最小，这种运行方式，称为变压器经济运行方式。瓦斯保护的保护范围是什么？1）变压器内部的多相短路。2）匝间短路，绕组与铁芯或外壳短路。3）铁芯故障。4）油面下将或漏油。5）分接开关接触不良或导线焊接不牢固。主变差动保护动作的条件是什么？1）主变及套管引出线故障。2）保护二次线故障。3）电流互感器开路或短路。4）主变内部故障。主变差动与瓦斯保护的作用有哪些区别？1）主变差动保护是按循环电流原理设计制造的，而

33、瓦斯保护是根据变压器内部故障时会产生或分解出气体这一特点设计制造的。2）差动保护为变压器的主保护，瓦斯保护为变压器内部故障时的主保护。3）保护范围不同电压互感器一、二次熔断器的保护范围是什么？电压互感器一次熔断器的保护范围是：电压互感器的内部故障（匝间短路故障熔丝可能不熔断），或在电压互感器与电网连接线上的短路故障。电压互感器二次熔断器的保护范围是：二次熔断器以下回路的短路引起的持续短路故障（一般二次保险以下回路的故障一次熔断器不熔断）。变压器运行中常见故障分析及处理措施(1)绕组的主绝缘和匝间绝缘故障。变压器绕组的主绝缘和匝间绝缘是容易发生故障的部位。主要原因是:由于长期过负荷运行、或散热条

34、件差、或使用年限长,使变压器绕组绝缘老化脆裂,抗电强度大大降低;变压器多次受到短路冲击,使绕组受力变形,隐藏着绝缘缺陷,一旦遇有电压波动就有可能将绝缘击穿;变压器油中进水使绝缘强度大大降低而不能承受允许的电压,造成绝缘击穿;在高压绕组加强段处或低压绕组部位,由于绝缘膨胀,使油道阻塞,影响了散热,使绕组绝缘由于过热而老化,发生击穿短路;由于防雷设施不完善,在大气过电压作用下,发生绝缘击穿。(2)变压器套管故障。主要是套管闪络和爆炸,变压器高压侧一般使用电容套管,由于套管瓷质不良或者有沙眼和裂纹,套管密封不严,有漏油现象;套管积垢太多等都有可能造成闪络和爆炸。(3)铁心绝缘故障。变压器铁芯由硅钢片

35、叠装而成,硅钢片之间有绝缘漆膜。由于硅钢片紧固不好,使漆膜破坏产生涡流而发生局部过热。同理,夹紧铁心的穿心螺丝、圧铁等部件,若绝缘损坏也会发生过热现象。此外,若变压器内残留有铁屑或焊渣,使铁芯两点或多点接地,都会造成铁芯故障。(4)分接开关故障。变压器分接开关是变压器常见故障之一。由于开关长时间靠压力接触,会出现弹簧压力不足,使开关连接部分的有效接触面积减小,以及接触部分镀银层磨损脱落,引起分接开关在运行中发热损坏。分接开关接触不良,经受不住短路电流的冲击而造成分接开关烧坏而发生故障;在有载调压的变压器,分接开关的油箱与变压器油箱一般是互不相通的。若分接开关油箱发生严重缺油,则分接开关在切换中

36、会发生短路故障,使分接开关烧坏。(5)瓦斯保护故障。瓦斯保护是变压器的主保护,轻瓦斯作用于信号,重瓦斯作用于跳闸。下面分析瓦斯保护动作的原因及处理办法:第一,轻瓦斯保护动作后发出信号。其原因是:变压器内部有轻微故障;变压器内部存在空气;二次回路故障等。运行人员应立即检查,如未发现异常现象,应进行气体取样分析。第二,瓦斯保护动作跳闸时,可能变压器内部产生严重故障,引起油分解出大量气体,也可能二次回路故障等。出现瓦斯保护动作跳闸,应先投备用变,然后进行外部检查。检查油枕防爆门,各焊接缝是否裂开,变压器外壳是否变形;最后检查气体的可燃性。(6)变压器自动跳闸的处理。当变压器各侧断路器自动跳闸后,首先

37、将跳闸断路器的控制开关操作至跳闸后的位置,并迅速投入备用变压器,调整运行方式和负荷分配,维持运行系统和设备处于正常状态。再检查保护动作情况,进行外部检查。经检查不是内部故障而是由于外部故障(穿越性故障)或人员误动作等引起的,则可不经内部检查即可投入送电。如属差动、重瓦斯、速断等主保护动作,应对该保护范围内的设备进行全部检查。在未查清原因前,禁止将变压器投入运行。(7)变压器着火也是一种危险事故。由于变压器套管的破损或闪络,使油在油枕油压的作用下流出,并在变压器顶盖上燃烧;变压器内部发生故障,使油燃烧并使外壳破裂等。因变压器有许多可燃物质,不及时处理可能引起爆炸或使火灾扩大。发生这类事故时,变压

38、器保护应动作使断路器断开。若因故断路器未断开,应手动立即断开断路器,拉开可能通向变压器电源的隔离开关,并迅速投入备用变,恢复供电,停止冷却设备的运行,进行灭火。变压器灭火时,最好用泡沫式灭火器或者干粉灭火器,必要时可用沙子灭火。变压器日常的维护工作变压器日常的维护工作包括:检查套管和磁裙的清洁程度并及时清理,保持磁套管及绝缘子的清洁,防止发生闪络。冷却装置运行时,应检查冷却器进、出油管的蝶阀在开启位置;散热器进风通畅,入口干净无杂物;检查潜油泵转向正确,运行中无异音及明显振动;风扇运转正常;冷却器控制箱内分路电源自动开关闭合良好,无振动及异常声音;冷却器无渗漏油现象。保证电气连接的紧固可靠。定

39、期检查分接开关,并检查触头的紧固、灼伤、疤痕、转动灵活性及接触的定位。每3 年应对变压器的线圈、套管以及避雷器进行检测。每年检查避雷器接地的可靠性,避雷器接地必须可靠,而引线应尽可能短。旱季应检测接地电阻,其值不应超过5。更换呼吸器的干燥剂。定期试验消防设施。干式变压器依靠空气对流进行冷却，一般用于局部照明、电子线路等小容量变压器，在电力系统中，一般应用于负荷容量不是很大，使用条件相对较好的场合，变比为6000V/400V，用于带额定电压380V的负载。简单的说干式变压器就是指铁芯和绕组不浸渍在绝缘油中的变压器.干式变压器结构特点铁芯采用优质冷轧晶粒取向硅钢片,铁芯硅钢片采用45度全斜接缝,使

40、磁通沿着硅钢片接缝方向通过.绕组有以下几种:(1)缠绕式(2)环氧树脂加石英砂填充浇注(3)玻璃纤维增强环氧树脂浇注(即薄绝缘结构)(4)多股玻璃丝浸渍环氧树脂缠绕式(一般多采用3,因为它能有效的防止浇注的树脂开裂,提高了设备的可靠性)高压绕组一般采用多层圆筒式或多层分段式结构低压绕组一般采用层式或箔式结构相对于油式变压器,干式变压器因没有油，也就没有火灾、爆炸、污染等问题，故电气规范、规程等均不要求干式变压器置于单独房间内。特别是新的系列，损耗和噪声降到了新的水平，更为变压器与低压屏置于同一配电室内创造了条件。干式变压器的温度控制系统干式变压器的安全运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏，是导致变压器不能正常工作的主要原因之一，因此对变压器的运行温度的监测及其报警控制是十分重要的。干式变压器的冷却方式干式变压器冷却方式分为自然空气冷却(AN)和强迫空气冷却(AF)。自然空冷时，变压器可在额定容量下长期连续运行。强迫风冷时，变压器输出容量可提高50%。适用于断续过负荷运行，或应急事故过负荷运行；由于过负荷时负载损耗和阻抗电压增幅较大，处于非经济运行状态，故不应使其处于长时间连续过负荷运行。