变压器的运行和维护课件.ppt
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1、电气设备的运行和维护电气设备的运行和维护变压器构造原理变压器构造原理变压器的运行维护变压器的运行维护电动机的构造原理电动机的构造原理电动机的运行维护电动机的运行维护二次控制设备二次控制设备继电保护系统继电保护系统第一章:变压器第一章:变压器一.变压器的种类和作用:1.按用途可分为:电力变压器:升压和降压实验变压器:产生高电压实验电气设备。调压器:自耦调压器,移圈式调压器,磁饱和调压器。测量变压器:电压互感器、电流互感器。其他用途变压器:电炉变压器、整流变压器、电焊变压器、控制变压器、冲击变压器等。2.按结构分:双绕组变压器(双圈)用的最多。三绕组变压器(三圈)自耦变压器3.按相数分:单相 三相
2、 多相(整流用多相变)4.按冷却条件分:油浸变压器(油浸自冷、油浸风冷、油浸水冷、强迫油循环、强迫风冷、强迫水冷)干式变压器 充气式变压器(变压器箱内充满特种气体)5.按调压方式分:无激磁(无载)调压变压器 有载调压变压器6.按中性点绝缘水平可分:全绝缘变压器(变压器绝缘水平与首端水平相同。半绝缘变压器(中性点绝缘水平比首端低二.变压器的作用:1.降低变压器各级别的电压等级,以满足各种不同电压等级的电气设备使用。2.提高电压,减少送电损失(电力系统传送电能过程中,必然会产生电压和功率的损耗,在输送统一功率时,电压损耗与电压成反比,功率损耗与电压的平方成反比。)三.变压器的工作原理:U11一次侧
3、二次侧主磁通铁芯U2工作原理:在主磁通的作用下,两侧线圈分别感应起电势E1和E2,电势的大小与匝数成正比,忽略内阻抗压降,感应电势旧等于端电压,电势大小不同即电压大小不同,这就是变压的原理。(电生磁,磁生电的电磁现象。)要点:如果不考虑变压器的损耗,二次输出功率一次输入功率;即二次电压二次电流一次电压一次电流 变比KU1/U2=W1/W2变压器二次电流增加,一次电流也自动增加(当变压器二次空载时,一次侧仅流过产生主磁通的激磁电流,外加一次电压不变激磁电流不变主磁通不变当二次侧加负载电流后,也在铁心中产生磁通,主磁通的变化影响到一次,一次侧要保持主 磁通不变,必将另外再流过一部分电流,这一部分的
4、电流是随二次电流的增减而增减的。)这是从磁路上的理解,从电路上也可以看出:当二次电流产生的磁通改变了一次电流所产生的磁通时,相当于一次线圈的感抗起变化,即阻抗变小了,这样在外加电压不变的前提下,由于电路中阻抗变小,一次电流当然要增加,这增加部分即是一次电流中用来平衡二次电流的部分。四.变压器的构造:1.铁芯:用导磁性能很好的硅钢片叠放组成闭合磁路(为减少涡流损失,硅钢片的螺栓均做绝缘处理。)2.线圈:原、副线圈是用铜线或铝线绕成园筒形的多层线圈,绕在铁心柱上导线外边采用纸绝缘或纱包绝缘。3.油箱:室变压器的外壳,内装铁心、线圈并充满变压器油,变压器油起绝缘和散热的作用。4.油枕:当油随油温膨胀
5、或缩小时,油枕起储油及补油的作用,保证变压器充满油。同时,由于装了油枕,室变压器缩小了与空气的接触面,减少油的劣化速度,侧面装有一个油位计(油标管),监视油的变化。5.呼吸器:由铁管和玻璃容器组成,内装干燥剂(硅胶),当油枕内的空气随变压器油的体积膨胀或缩小时,排出或吸入的空气都经呼吸器过滤,保证油的清洁和干燥。6.气体继电器:是油浸式变压器所用的一种保护装置,由于变压器内部绝缘击穿、匝间短路、铁心烧毁等故障二使油分解产生气体或造成油流涌动时,使继电器的接点动作,接通指定的控制回路,并及时发出信号或自动切除变压器。还可以取气样进行观察分析气体的颜色和数量。7.压力释放:油浸式全密封变压器在运行
6、中,油被加热膨胀,内部压力会增加。当压力大到一定的程度,尤其是故障时,有可能使箱体爆裂。因此,在变压器顶部安装一个压力释放阀,当压力升高到某值时,会向外放油以避免过压力损坏。8.瓦斯继电器:变压器主保护,装在变压器的油箱和油枕的连接管上。瓦斯继电器的上接点接信号回路,下接点接跳闸回路。9.散热器(又称散热翅、冷却器)扇形、园形、排管等,散热面积愈大,散热效果愈好,当变压器上层油温和下部油温产生温差时,通过散热器形成油的对流。10.绝缘套管:引接线(有纯瓷、充油、和电容等不同形式。)11.分接开关:调压用,一般变压器的一二次线圈都有3至5个分头位置(三分头中间分头2为额定电压,相临分头相差5%,
7、多分头的相差2.5%)操作部分装于变压器顶部,经传动杆伸入变压器油箱。11.温度计:包括一个带电接点的温度计和测温管(外包),这两者用金属软管连接,测温包固定在油箱顶盖上的一个开口套筒内,套管内注满绝缘油,测温管内充满氯化或乙醚液体,当油温变化室,氯化甲烷的压力也跟着变化,使弹簧管变形而使表计的指针偏转,指示出相应的温度,在指针的轴上固定有一个接触板,它沿着两个带有触头的扇形片滑动,当温度上升到指针整定值时,两对接点分别导通,给出信号或启动自动冷却系统。五.变压器的几个重要参数:1.额定容量:(P):厂家规定的使用条件下,在额定电压、电流连续运行时所输送的容量。2.额定电压:指变压器长期运行时
8、,所能承受的工作电压(指中间分接头)3.额定电流:额定电流:指在变压器额定容量下,允许长期通过的电流。4.容量比:变压器各侧的额定容量之间的比值。如某变压器容量为31500千伏安,其容量比为100%、100%、67%,即变压器的一次容量、二次容量、三次容量分别为31500、31500、21000千伏安,运行中注意按各侧所规定的容量监视负荷。5.电压比(变比):指变压器各侧之间的电压比。6.铜损(短路损耗):指第一、二次电流流过改线圈电阻所消耗的能量之和。由于线圈多为铜导线,故简称铜损。铜损与一、二次电流的平方成正比,铭牌上所标的千瓦数系指线圈在75时通过额定电流的铜损。7.铁损:指变压器在额定
9、电压下,(二次开路),在铁芯中消耗的功率。其中包括激磁损耗和涡流损耗。8.百分阻抗(短路电压%):指指变压器二次短路,一次施加电压,并慢慢使电压加大,当二次产生的短路电流等于额定电流时,一次所施加的电压叫短路电压,铭牌上用的是百分数来表示,即:(短路电压%)短路电压/额定电压100%注意:注意:三圈变压器的百分阻抗有高、低压间、高中压间和中低压间三个百分阻抗,测高低压百分阻抗时,中压线圈需路,测高中压百分阻抗百分阻抗值时,低压线圈需开路,测中低间百分阻值时,高压线圈需开路。9.空载电流:指变压器在额定电压下空载(二次开路)运行时,一次线圈中通过的电流。一般以额定电流的百分数表示。即o%o/e1
10、00%为什么要搞清楚变压器的极性呢?因为变压器两侧线圈中的电压和电流是存在油相位关系的,而在日常工作中遇到要考虑变压器的接线组别及几台单相变压器进行串并联连接时,就都要搞清楚它们的极性。七.变压器的接线组别:三相变压器的一次线圈和二次线圈间电压或电流的相位关系就叫变压器的组别。相为关系实际上就是角度关系,而变压器的一二次各量的相位差都是30度倍数,这刚好与时钟一样有30度的分时针关系,这就有了变压器组别的最常用方法-时钟表示法:时钟表示法就是把变压器高压侧的线电压(或线电流)的向量作为长针,永远固定在12上,低压侧的线电压(或线电流)向量作为短针,再根据角度关系固定在时针上。如:Y/YD-12
11、接线,由于一次绕组和二次绕组同相,线端标号一致,所以一二次侧相对应的相电势是同相,其向量图如下图所示,若将图中A和a重合绘在一起看,则二次侧线电压向量Uab与一次侧线电压向量UAB也是同相,按规定UAB永远固定在12点上,即二次Uab也是12点,所以此此接线为12,记做Y/YO-12。ABCEAEaUabUAB向量图向量图接线图接线图线电压线电压相电压向量图相电压向量图abcEcEcEbEBECEaEbEAEBEC 又如:Y/-11接线,其连接顺序为ax-cz-bg,根据减极性的特点,两侧相电势为同相,又由于二次三相绕组接成形,其线电压与相电势相等,从向量图可以看出,二次侧线电压Uab等于相电
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