110kv电力变压器基础知识.ppt
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1、 110kV变压器培训变压器培训湖北能源集团湖北能源集团 主讲人:朱毅主讲人:朱毅培训内容 变压器用途与分类变压器用途与分类变压器的结构变压器的结构 变压器的工作原理变压器的工作原理变压器的铭牌与额定值变压器的铭牌与额定值变压器的运行、维护与检查变压器的运行、维护与检查第一节第一节 用途与分类用途与分类一、用途一、用途 电力变压器是发电厂和变电所的主要设备电力变压器是发电厂和变电所的主要设备之一。变压器在电力系统中的作用是变换电压。之一。变压器在电力系统中的作用是变换电压。电压经升压变压器升压后,可以减少线路损耗,电压经升压变压器升压后,可以减少线路损耗,提高送电的经济性,达到远距离送电的目的
2、。提高送电的经济性,达到远距离送电的目的。而降压变压器则能把高电压变为用户所需要的而降压变压器则能把高电压变为用户所需要的各级使用电压,满足用户需要。各级使用电压,满足用户需要。二、分类二、分类1、电力变压器按功能分:、电力变压器按功能分:电力变压器按功能分,有电力变压器按功能分,有升压变压器升压变压器和和降压变压器降压变压器两大两大类。工厂变电所都采用降压变压器。终端变电所的降压变类。工厂变电所都采用降压变压器。终端变电所的降压变压器,也称配电变压器。压器,也称配电变压器。2、电力变压器按相数分、电力变压器按相数分 有有三相三相变压器和变压器和单相单相变压器。变压器。在工厂变电所中一般都用三
3、相变压器。在工厂变电所中一般都用三相变压器。3、电力变压器按结构型式分、电力变压器按结构型式分 有有铁芯式铁芯式变压器和变压器和铁壳式铁壳式变压器。变压器。如果绕组包在铁芯外围,则为铁芯式变压器;如果绕组包在铁芯外围,则为铁芯式变压器;如果铁芯包在绕组外围,则为铁壳式变压器。如果铁芯包在绕组外围,则为铁壳式变压器。4、电力变压器按调压方式分、电力变压器按调压方式分 有有无载调压无载调压和和有载调压有载调压变压器两大类。变压器两大类。用户(变电所)大多采用无载调压变压器用户(变电所)大多采用无载调压变压器 5、电力变压器按绕组形式分、电力变压器按绕组形式分 有有双绕组双绕组变压器、变压器、三绕组
4、三绕组变压器和变压器和自耦自耦变压器三大类。用户(变电变压器三大类。用户(变电所)大多采用双绕组变压器。所)大多采用双绕组变压器。6、电力变压器按冷却介质分、电力变压器按冷却介质分有有干式干式和和油浸式油浸式变压器两类。变压器两类。油浸式变压器又分为油浸自冷式、油浸风冷式和强迫油循环风冷油浸式变压器又分为油浸自冷式、油浸风冷式和强迫油循环风冷(或水冷)式三种类型。(或水冷)式三种类型。一般工厂变电所多采用油浸自冷式或油浸风冷式变压器。一般工厂变电所多采用油浸自冷式或油浸风冷式变压器。7、电力变压器按其绕组导体材质分、电力变压器按其绕组导体材质分有有铜绕组铜绕组和和铝绕组铝绕组两种类型。两种类型
5、。第二节第二节 变压器的结构变压器的结构 电力变压器指的是电力系统一次回路中供输、配、供电用的变压器。常见的两种变压器:油浸式变压器油浸式变压器干式变压器干式变压器油浸式电力变压器结构油浸式电力变压器结构油油浸浸式式电电力力变变压压器器器身器身油箱油箱冷却装置冷却装置保护装置保护装置出线装置出线装置铁心、绕组、绝缘结构、引线、分接开关铁心、绕组、绝缘结构、引线、分接开关油箱本体(箱盖、箱壁、箱底)和附件(放油阀门、油样活门、接油箱本体(箱盖、箱壁、箱底)和附件(放油阀门、油样活门、接地螺栓、铭牌地螺栓、铭牌散热器和冷却器散热器和冷却器储油柜(油枕)、油位表、防爆管(安全气道)、吸湿器储油柜(油
6、枕)、油位表、防爆管(安全气道)、吸湿器(呼吸呼吸器器)、温度计、净油器、气体继电器(瓦斯继电器)、温度计、净油器、气体继电器(瓦斯继电器)高压套管、低压套管高压套管、低压套管变压器基本结构变压器基本结构 变压器符号变压器符号 110kV110kV油浸式电力变压器内部结构图油浸式电力变压器内部结构图变压器的主体构造:1、铁芯 2、绕组变压器铁心结构变压器铁心结构铁芯结构:铁芯结构:铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。它由高导磁的硅铁芯在电力变压器中是重要的组成部件之一。它由高导磁的硅钢片叠积和钢夹件夹紧而成,铁心具有两个方面的功能。钢片叠积和钢夹件夹紧而成,铁心具有两个方面的功能。在原理上
7、,铁心是构成变压器的磁路在原理上,铁心是构成变压器的磁路。它把一次电路的电能转化为磁。它把一次电路的电能转化为磁能,又把该磁能转化为二次电路的电能,因此,铁心是能量传递的媒介体。能,又把该磁能转化为二次电路的电能,因此,铁心是能量传递的媒介体。在结构上,它是构成变压器的骨架在结构上,它是构成变压器的骨架。在它的铁心柱上套上带有绝缘的。在它的铁心柱上套上带有绝缘的线圈,并且牢固地对它们支撑和压紧。线圈,并且牢固地对它们支撑和压紧。铁芯由铁芯柱和铁轭两部分组成。铁芯的结构一般分铁芯由铁芯柱和铁轭两部分组成。铁芯的结构一般分为心式和壳两类。为心式和壳两类。心式1-铁芯柱 2-上铁轭 3-下铁轭4、5
8、-高低压绕组 壳式1-铁芯柱 2-上铁轭 3-下铁轭 4-旁轭 5,6-高低绕组铁心的作用:是变压器的主磁路、骨架铁心的材料:0.350.5mm厚的硅钢片 铁心形式:电力变压器主要采用心式结构变压器绕组绕组是变压器的电路部分,采绕组是变压器的电路部分,采用铜线或铝线绕制而成,原、用铜线或铝线绕制而成,原、副绕组同心套在铁芯柱上。副绕组同心套在铁芯柱上。为便于绝缘,一般低压绕组在为便于绝缘,一般低压绕组在里,高压绕组在外,但大容量里,高压绕组在外,但大容量的低压大电流变压器,考虑到的低压大电流变压器,考虑到引出线工艺困难,往往把低压引出线工艺困难,往往把低压绕组套在高压绕组的外面绕组套在高压绕组
9、的外面。变压器绕组结构变压器绕组结构绕组作用:绕组作用:绕组是变压器的电路部分绕组材料:绕组材料:铜或铝导线包绕绝缘纸以后绕制而成。变压器附件1-铭牌;铭牌;2-信号式温度计信号式温度计3-吸湿器;吸湿器;4-油标;油标;5-储油柜;储油柜;6-安全气道安全气道 7-气体继电器;气体继电器;8-高压套管;高压套管;9-低压套管;低压套管;10-分接开关;分接开关;11-油箱;油箱;12-放油阀门;放油阀门;13-器身;器身;14-接地板;接地板;15-小车小车 一、变压器一、变压器-油枕油枕 位于变压器油箱的上方,通过气体继电器与油箱相通。位于变压器油箱的上方,通过气体继电器与油箱相通。油枕的
10、作用油枕的作用:调节油量,保证变压调节油量,保证变压器油箱内经常充满油;器油箱内经常充满油;减小油和空气的接触减小油和空气的接触面,防止油受潮或氧面,防止油受潮或氧化速度过快化速度过快。二、变压器-气体继电器气体继电器气体继电器(也称瓦斯继也称瓦斯继电器电器),安装在变压器油管箱与储安装在变压器油管箱与储油柜之间连接有关的中部。油柜之间连接有关的中部。作用:作用:主要是变压器内部发主要是变压器内部发生故障时给出信号或切断生故障时给出信号或切断电源的保护装置电源的保护装置气体继电器气体继电器在变压器内部发生故障(如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故等)产生气体在变压器内部发生故障(如绝缘击穿、匝间短路
11、、铁芯事故等)产生气体或油箱漏油使油面降低时,接通信号或跳闸回路,使有关装置发出报警信或油箱漏油使油面降低时,接通信号或跳闸回路,使有关装置发出报警信号或变压器从电网中切除,从而保护变压器。号或变压器从电网中切除,从而保护变压器。气体继电器气体继电器(也称瓦斯继电器也称瓦斯继电器)动作原理动作原理 正常时两个开口杯都浸在油内,开口杯与平衡锤平衡。永久磁铁距干正常时两个开口杯都浸在油内,开口杯与平衡锤平衡。永久磁铁距干簧接点较远,干簧接点是断开的,瓦斯继电器不动作。当变压器簧接点较远,干簧接点是断开的,瓦斯继电器不动作。当变压器轻微故障轻微故障时,电弧使油产生的气体顺油箱顶部进入连通管,聚积在继
12、电器上部,迫时,电弧使油产生的气体顺油箱顶部进入连通管,聚积在继电器上部,迫使油面下降,上开口杯也随着下降,使永久磁铁趋近于干簧接点,当气体使油面下降,上开口杯也随着下降,使永久磁铁趋近于干簧接点,当气体体积达到体积达到250300cm3范围内时,干簧接点接通,发出范围内时,干簧接点接通,发出轻瓦斯动作信号轻瓦斯动作信号。当变压器当变压器严重故障严重故障时,油在强电弧作用下剧烈膨胀,油气流速达到时,油在强电弧作用下剧烈膨胀,油气流速达到0.61.5ms时,干簧接点闭合,时,干簧接点闭合,重瓦斯动作发出跳闸信号。重瓦斯动作发出跳闸信号。三、油箱三、油箱 油箱是有钢板焊成油箱是有钢板焊成的,如右图
13、的,如右图11所示。所示。油浸变压器的器身油浸变压器的器身就是装在充满变压就是装在充满变压器油的油箱内的。器油的油箱内的。变压器油既是一种变压器油既是一种绝缘介质绝缘介质,又是一,又是一种种冷却介质冷却介质。变压器调压是在变压器的变压器调压是在变压器的某一绕组上设置分接头,某一绕组上设置分接头,当变换分接头时就减少或当变换分接头时就减少或增加了一部分线匝,使带增加了一部分线匝,使带有分接头的变压器绕组的有分接头的变压器绕组的匝数减少或增加,其他绕匝数减少或增加,其他绕组的匝数没有改变,从而组的匝数没有改变,从而改变了变压器绕组的匝数改变了变压器绕组的匝数比。绕组的匝数比改变了,比。绕组的匝数比
14、改变了,电压比也相应改变,输出电压比也相应改变,输出电压就改变,这样就达到电压就改变,这样就达到了了调整电压调整电压的目的。的目的。四、分接开关四、分接开关一般情况下分接开关是一般情况下分接开关是在在高压绕组高压绕组上,因为高上,因为高压绕组常套在外面,引压绕组常套在外面,引出分接头方便;另外高出分接头方便;另外高压侧电流小,引出的分压侧电流小,引出的分接引线和分接开关的载接引线和分接开关的载流部分截面积小,开关流部分截面积小,开关接触部分也容易解决。接触部分也容易解决。五、高、低压绝缘套管五、高、低压绝缘套管变压器内部的变压器内部的高低压引线是高低压引线是经绝缘套管引经绝缘套管引到油箱外部的
15、,到油箱外部的,它起着固定引它起着固定引线和对地绝缘线和对地绝缘的作用。的作用。六、安全气道六、安全气道其出口用玻璃防爆膜封住,当变压器内部发其出口用玻璃防爆膜封住,当变压器内部发生严重故障,而气体继电器失灵时,油箱内部的生严重故障,而气体继电器失灵时,油箱内部的气体便冲破防爆膜从安全气道喷出,保护变压器气体便冲破防爆膜从安全气道喷出,保护变压器不受严重损害。不受严重损害。七、变压器-吸湿器 吸湿器又名呼吸器,常用吸湿器为吊式吸湿器结构。吸湿器内装有吸附剂硅胶,油枕内的绝缘油通过吸湿器与大气连通,内部吸附剂吸收空气中的水分和杂质,以保持绝缘油的良好性能。1-1-连接管连接管连接管连接管2-2-
16、螺钉螺钉螺钉螺钉3-3-法兰盘法兰盘法兰盘法兰盘4-4-玻璃管玻璃管玻璃管玻璃管5-5-硅胶硅胶硅胶硅胶6-6-螺杆螺杆螺杆螺杆7-7-底座底座底座底座8-8-底罩底罩底罩底罩9-9-变压器变压器变压器变压器油油油油吸湿器吸湿器吸湿器内装有吸湿器内装有用氯用氯化钙或氯化钴浸渍化钙或氯化钴浸渍过的硅胶过的硅胶,它能吸,它能吸收空气中的水分。收空气中的水分。分为白色硅胶和蓝分为白色硅胶和蓝色硅胶,当受潮到色硅胶,当受潮到一定的程度时,白一定的程度时,白色不变色,蓝色硅色不变色,蓝色硅胶变为粉红色。胶变为粉红色。吸湿器的作用吸湿器的作用是提供变压器在是提供变压器在温度变化时内部气体出入的通道,温度变
17、化时内部气体出入的通道,解除正常运行中因温度变化产生对解除正常运行中因温度变化产生对油箱的压力。油箱的压力。吸湿器内硅胶的作用吸湿器内硅胶的作用是在变压是在变压器温度下降时对吸进的气体去潮气。器温度下降时对吸进的气体去潮气。油封杯的作用油封杯的作用是延长硅胶的使是延长硅胶的使用寿命,把硅胶与大气隔离开,只用寿命,把硅胶与大气隔离开,只有进入变压器内的空气才通过硅胶。有进入变压器内的空气才通过硅胶。干燥器吸潮达到饱和状态时呈干燥器吸潮达到饱和状态时呈谈红色。饱和的硅胶在谈红色。饱和的硅胶在140高温高温下烘焙下烘焙8h后康恢复使用。后康恢复使用。八、温度计八、温度计九、冷却装置九、冷却装置在变压
18、器运行时,由绕组和铁芯中产生的损耗转化为热在变压器运行时,由绕组和铁芯中产生的损耗转化为热量,必须及时散热。以免变压器过热造成事故。所以冷装置量,必须及时散热。以免变压器过热造成事故。所以冷装置是起散热作用的。是起散热作用的。第三节第三节 变压器的工作原理变压器的工作原理 工作原理:工作原理:电力变压器是电力变压器是静止静止的电气设备,电力变压器的电磁部分由的电气设备,电力变压器的电磁部分由铁芯和线圈铁芯和线圈组成。组成。变压器可将一种电压的交流电能变换为变压器可将一种电压的交流电能变换为同频率同频率的另一种电压的交流电能的另一种电压的交流电能。基本原理是电生磁和磁生电的作用。基本原理是电生磁
19、和磁生电的作用。与电源相连的线圈,接收与电源相连的线圈,接收交流电能,称为交流电能,称为一次绕组一次绕组 用用U1U1,I1I1,E1E1,N1N1表示表示;与负载相连的线圈,送出与负载相连的线圈,送出交流电能,称为二次绕组交流电能,称为二次绕组用用U2U2,I2I2,E2 E2,N2N2表示表示;同时交链一次,二次绕组同时交链一次,二次绕组的磁通量的相量为的磁通量的相量为 F Fm m,该该磁通量称为主磁通磁通量称为主磁通;变压器原理图变压器原理图 一次绕组接上交流电一次绕组接上交流电源源交流电流通过交流电流通过铁心中产生交变磁通铁心中产生交变磁通交变磁通在闭合磁交变磁通在闭合磁路中同时穿过
20、一次绕路中同时穿过一次绕组和二次绕组组和二次绕组二次二次绕组中产生互感电动绕组中产生互感电动势势。如果二次绕组接如果二次绕组接有负载构成闭合回路,有负载构成闭合回路,就有感应电流流过负就有感应电流流过负载。载。变压器原理图变压器原理图若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规律变化,则有不计铁心损失,根据能量守恒原理可得由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系:令 K=N1/N2,称为匝比(亦称电压比),则1变压原理 理想变压器一次、二次绕组端理想变压器一次、二次绕组端电压之比等于绕组的匝数比。电压之比等于绕组的匝数比。1变流原理 变压器工作时,一次、二次绕组中的电流变压器工作时,一
21、次、二次绕组中的电流跟匝数成反比。跟匝数成反比。第四节第四节 变压器的铭牌和额定值变压器的铭牌和额定值 变压器的变压器的铭牌数据铭牌数据是制造厂对变压器正常工作时所作的使用是制造厂对变压器正常工作时所作的使用规定。变压器的额定值就标注在铭牌上,变压器按额定值运行称规定。变压器的额定值就标注在铭牌上,变压器按额定值运行称为额定运行。为额定运行。电力变压器的铭牌上主要标注了以下各项:电力变压器的铭牌上主要标注了以下各项:变压器型号,额变压器型号,额定视在功率,额定电压,额定电流,频率,相数,接线图与连接定视在功率,额定电压,额定电流,频率,相数,接线图与连接组别,阻抗电压,冷却方式组别,阻抗电压,
22、冷却方式等。等。变压器铭牌和参数变压器铭牌和参数 1 1型号型号 变压器的型号分两部分,前部分由汉语拼音字母组成变压器的型号分两部分,前部分由汉语拼音字母组成,代表变压器的类别、结构特征和用途,后一部分由数字组,代表变压器的类别、结构特征和用途,后一部分由数字组成,表示产品的容量成,表示产品的容量(kVA)(kVA)和高压绕组电压和高压绕组电压(kV)(kV)等级。等级。相数表示:相数表示:D-D-单相;单相;S-S-三相。三相。冷却方式表示:冷却方式表示:J-J-油浸自冷;油浸自冷;F-F-油浸风冷;油浸风冷;FP-FP-强迫油强迫油循环风冷;循环风冷;SP-SP-强迫油循环水冷。强迫油循环
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