供配电技术 模块五电子课件.ppt

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1、供配电技术 模块五电子课件模块一模块五 电力变压器的结构与运行单元一 认识电力变压器 Sub Title 了解电力变压器的类型，掌握R8、R10系列变压器的容量等 级，掌握常用绕组的联结方式、特点及应用。能力目标了解电力变压器在电力系统中的地位和作用，掌握电力变压器的类型和基本结构，掌握变压器绕组的联结形式和特点。知识目标一 电力变压器的类型和基本结构电力变压器的类型1.电力变压器按功能分按容量系列分按相数分升压 降压 R8 R10 单相 三相按绕组导体材质分铜绕组变压器铝绕组变压器一 电力变压器的类型和基本结构 电力变压器按绕组形式分按绕组绝缘方式分按结构性能分双绕组变压器三绕组变压器油浸式

2、树脂绝缘干式普通变压器全密封变压器自耦变压器充气式防雷变压器一 电力变压器的类型和基本结构 电力变压器的基本结构2.电力变压器的核心结构 1）铁心是变压器的磁路部分，为了提高磁路的磁导率并降低铁心的涡流损耗，铁心采用高磁导率的冷轧硅钢片叠压而成，表面涂有绝缘漆，主要是为了降低涡流损耗，其厚度一般为0.230.35 mm。铁心截面的形状如图5-1所示。小容量变压器一般为矩形，而大型变压器铁心为多级阶梯形。变压器的铁心结构有两种：壳式和芯式。铁心一 电力变压器的类型和基本结构 图5-1 铁心截面的形状 一 电力变压器的类型和基本结构 绕组是变压器的电路部分，它一般用绝缘的铜或铝导线绕制。绕制线圈的

3、导线必须包扎绝缘。电力变压器的绕组采用同心式结构，如图5-2所示。同心式的高、低压绕组同心地套在铁心柱上，在一般情况下，总是将低压绕组放在靠近铁心处，将高压绕组放在外面。绝缘距离的大小取决于绕组的电压等级和散热通道所需要的间隙。当低压绕组放在靠近铁心柱时，因为低压绕组与铁心柱所需的绝缘距离比较小，所以绕组的尺寸可以缩小，整个变压器的体积也就减小了。绕组一 电力变压器的类型和基本结构 图5-2 变压器绕组的同心式结构一 电力变压器的类型和基本结构 油浸式电力变压器的结构 2）油浸式电力变压器吸湿器（硅胶筒）油位计 油枕 防爆管信号温度计分接开关瓦斯继电器一 电力变压器的类型和基本结构 三相油浸式

4、电力变压器的外形结构1信号温度计；2铭牌；3吸湿器；4油枕；5油位指示器（油标）；6防爆管；7瓦斯继电器；8高压出线套管；9低压出线套管；10分接开关；11油箱；12变压器油；13铁心；14绕组；15放油阀；16底座（小车）；17接地端子一 电力变压器的类型和基本结构 干式变压器的结构 3）干式变压器中目前应用最多的是环氧树脂浇注干式变压器。这种变压器过负荷能力较强，但价格也较贵。它的高压、低压绕组均采用铜导体，全缠绕、玻璃纤维增强、薄绝缘，树脂不加填料、在真空状态下浸渍式浇注，无爆炸和火灾危险，适合在民用建筑内使用。目前，该类变压器额定电压最高为35 kV。一 电力变压器的类型和基本结构 环

5、氧树脂浇注干式电力变压器的外形结构1高压出线套管；2吊环；3上夹件；4低压出线接线端子；5铭牌；6树脂浇注绝缘绕组；7上下夹件拉杆；8警示标牌；9铁心；10下夹件；11底座（小车）；12高压绕组相间连接杆；13高压分接头及连接片 二 电力变压器的型号和技术参数 电力变压器的型号1.变压器型号通常由字母和数字组成，这些字母和数字有各自的含义。前面的数字部分表示变压器的相数、冷却方式、调压方式、绕组线芯材料、绕组连接方式等含义，后面的数字部分表示变压器容量、额定电压。二 电力变压器的型号和技术参数（2）油循环方式：自然循环（不标），强迫油循环（P）。（3）绕组数：双绕组（不标），三绕组（S），双分

6、裂绕组（F）。（1）绕组耦合方式：独立（不标），自耦（O）。（4）铁心材质：电工钢片（不标），非晶合金（H）。（5）特殊用途或特殊结构：密封式标（M），串联用（C），起动用（Q），防雷保护用（B），调容用（T），高阻抗（K），地面站牵引用（QY），低噪声用（Z），电缆引出（L），隔离用（G），电容补偿用（RB），油田动力照明用（Y），厂用（CY），全绝缘（J），同步电机励磁用（LC）。二 电力变压器的型号和技术参数 电力变压器的技术参数2.额定容量SN.T（kVA）。额定容量指在额定工作状态下变压器能保证长期输出的容量。由于变压器的效率很高，所以规定一次、二次侧的容量相等。额定电压UN（kV或

7、V）。额定电压指变压器长时间运行时所能承受的工作电压。一次额定电压U1N是指规定加到一次侧的电压；二次侧的额定电压U2N是指变压器一次侧加额定电压时，二次侧空载时的端电压。在三相变压器中，额定电压指的是线电压。（1）（2）二 电力变压器的型号和技术参数 额定电流IN（A）。额定电流是指变压器在额定容量下允许长期通过的电流。三相变压器的额定电流指的是线电流。额定频率fN（Hz）。我国规定的额定频率为50 Hz。阻抗电压Ud%。将变压器二次侧短路，一次侧施加电压并慢慢升高电压，直到二次侧产生的短路电流等于二次侧的额定电流I2N时，一次侧所加的电压称为阻抗电压。阻抗电压用相对于额定电压的百分数表示：

8、Ud%=UdU1N100%。（3）（4）（5）二 电力变压器的型号和技术参数 空载电流I0%。当变压器二次侧开路，一次侧加额定电压U1N时，流过一次绕组的电流为空载电流I0，用相对于额定电流的百分数表示：I0%=I0I1N100%。空载电流的大小主要取决于变压器的容量、磁路的结构、硅钢片质量等因素，它一般为额定电流的3%5%。空载损耗P0。空载损耗指变压器二次侧开路，一次侧加额定电压U1N时变压器的损耗，它近似等于变压器的铁损。空载损耗可通过空载实验测得。（6）（7）二 电力变压器的型号和技术参数 额定温升。变压器的额定温升是以环境温度为+40 作参考，规定在运行中允许变压器的温度超出参考环境

9、温度的最大温升。国标规定，绕组的温升限值为65，上层油面的温升限值为55，以确保变压器上层油温不超过95。短路损耗Pd。短路损耗指变压器一次、二次绕组流过额定电流时，在绕组的电阻中所消耗的功率。短路损耗可以通过短路实验测得。冷却方式。为了使变压器运行时温升不超过限值，通常要进行可靠的散热和冷却处理，变压器铭牌上用相应的字母代号表示不同的冷却循环方式和冷却介质。（8）（9）（10）三 电力变压器的绕组联结电力变压器绕组的联结方式1.变压器一次、二次绕组有多种不同的联结方式，可以接成星形、三角形和折线形。对于高压绕组和低压绕组，分别用Y、D、Z和y、d、z代表星形、三角形和折线形联结。用YN、ZN

10、代表高压侧的中性点，用yn、zn代表低压侧的中性点。为了表明两侧线圈线电压相位的关系，将三相变压器的联结方式分成若干组，称为联结组别。为了形象地表示一次、二次绕组线电压之间的关系，采用时钟表示法，即把一次绕组的线电压相量AB作为时钟的长针（分针）并固定在12点位置作为参考相量，把二次绕组的线电压相量ab作为时钟的短针（时针），短针相量所指向的数字即为三相变压器的联结组别标号。三 电力变压器的绕组联结电力变压器常用的联结组别2.如所示，一次绕组为Y形联结，二次绕组为y形联结，一次线电压相位与二次线电压相位，如同时钟的分针和时针在零点（12点）的位置。图中的“”表示一次、二次绕组的同名端。三 电力

11、变压器的绕组联结如图5-6所示，一次绕组为D形联结，二次绕组为y形联结，一次线电压相位与二次线电压相位，如同时钟的分针和时针在11点的位置。三 电力变压器的绕组联结（2）Dyn11联结的变压器，其零序阻抗比Yyn0联结的变压器的零序阻抗小得多。因此，Dyn11联结变压器二次侧的单相接地短路电流比Yyn0联结变压器二次侧的单相接地短路电流大得 多，从而更有利于低压侧单相接地短路故障的保护和切除。（1）Dyn11联结的变压器对3次及其整数倍次的谐波电流可在其三角形联结的一次绕组内形成环流，从而不致流入高压公用电网中。配电变压器采用Dyn11联结有以下优点 三 电力变压器的绕组联结（3）当接用单相不

12、平衡负荷时，由于Yyn0联结变压器要求中性线（N线）电流不宜超过二次绕组额定电流的25%，因而严重限制了接用单相用电负荷的容量，影响了变压器负荷能力的充分发挥。Dyn11联结变压器的中性线电流允许达到相电流的75%以上，其承受单相不平衡负荷的能力远比Yyn0联结变压器大。因而在现代供配电系统中单相负荷急剧增加的情况下，广泛推广应用Dyn11联结变压器很有必要。三 电力系统的基本要求 老师总降压变电所可选用有载调压变压器，车间变电所一般采用普通电力变压器。Dyn11联结的变压器与Yyn0联结的相比，抑制高次谐波电流能力强，承受单相不平衡负荷的能力强，这是其得到推广应用的原因，但其成本比Yyn0高

13、。问题与思考 问题1 电力变压器的作用是什么？思考并回答:问题2 电力变压器的主要技术参数有哪些？思考并回答:模块一模块五 电力变压器的结构与运行单元二 电力变压器的运行及维护 Sub Title 理解变压器实际容量及变压器损耗的计算方法，掌握变压器正常运行的基本要求和判断故障的基本方法。能力目标学习变压器台数的确定、变压器容量的选择方法及经济运行分析等知识，了解变压器的检查与维护内容。知识目标一 电力变压器的运行与监测变电所主变压器台数的确定1.选择主变压器台数的原则 1）应满足用电负荷对供电可靠性的要求。对季节性负荷或昼夜负荷变动较大而宜于采用经济运行方式的变电所，也可考虑采用两台变压器。

14、除上述情况外，一般变电所宜采用一台变压器，但是负荷集中而容量相当大的变电所，虽为三级负荷，也可以采用两台或以上变压器。（1）（2）（3）（4）在确定变电所主变压器台数时，还应适当考虑负荷的发展，留有一定的余量。选择主变压器台数的原则一 电力变压器的运行与监测 电力变压器的并列运行条件 2）如图所示，一次绕组为D形联结，二次绕组为y形联结，一次线电压相位与二次线电压相位，如同时钟的分针和时针在11点的位置。一 电力变压器的运行与监测（1）所有并列变压器的电压比必须相同，即额定一次电压和额定二次电压必须对应相等，容许差值不得超过5%，否则将在并列变压器的二次绕组内产生环流，即二次电压较高的绕组将向

15、二次电压较低的绕组供给电流，引起电能损耗，导致绕组过热甚至烧毁。（2）并列变压器的联结组别必须相同，也就是一次电压和二次电压的相序与相位应分别对应相同。假如一台Yyn0联结和一台Dyn11联结的变压器并列运行，它们的二次电压出现30的相位差，这个将在两台变压器的二次侧产生一个很大的环流，可能导致变压器绕组烧坏。并列运行时必须符合以下条件一 电力变压器的运行与监测变电所主变压器容量的选择2.主变压器容量ST（设计时通常概略地用SN.T来代替）应满足全部用电设备总计算负荷S30的需要，即STSN.TS30（5-1）装有一台主变压器的变电所 1）一 电力变压器的运行与监测 装有两台主变压器的变电所

16、2）（1）一台变压器单独运行时，要满足总计算负荷S30的60%70%的需要，即 STSN.T(0.60.7）S30（5-2）（2）任意一台变压器单独运行时，应满足全部一级、二级负荷S30(+）的需要，即 STSN.TS30（+）（5-3）（3）装有两台主变压器且为明备用的变电所。明备用是指两台主变压器一台运行、另一台备用的运行方式。此时，每台主变压器容量SN.T的选择方法与仅装一台主变压器的变电所的方法相同。一 电力变压器的运行与监测（4）车间变电所主变压器的单台容量上限。车间变电所主变压器的单台容量，一般选为1250 kVA。如果车间负荷容量较大、负荷集中且运行合理，也可以选用单台容量为12

17、50（或1600）2000 kVA的配电变压器，这样能减少主变压器台数及高压开关电器和电缆的使用数量。一 电力变压器的运行与监测对居住小区变电所，一般采用干式、环氧树脂变压器，如采用油浸式变压器，单台容量 不宜超过800 kVA。这是因为油浸式变压器容量大于800 kVA时，按规定应装设瓦斯保护,而该变压器电源侧的断路器往往不在变压器附近，因此瓦斯保护很难实施，而且如果变压器容量增大，供电半径也相应增大，将会造成供电末端的电压偏低，给居民生活带来不便，如荧光灯起动困难、电冰箱不能起动等问题。一 电力变压器的运行与监测（5）适当考虑近期负荷的发展。应适当考虑今后510年电力负荷的增长，留有一定的

18、余地，同时还要考虑变压器一定的正常过负荷能力。另外，变电所主变压器台数和容量的最后确定，还应结合变电所主接线方案的选择，对几个较合理方案的技术经济性进行比较，择优而定。电力变压器的选择国家有标准规定，具体选用时可参照GB/T 174682008电力变压器选用导则。一 电力变压器的运行与监测电力变压器实际容量的计算3.电力变压器的实际容量是指变压器在实际使用条件（包括实际输出的最大负荷和安装 地点的环境温度）下，在不影响变压器的规定使用年限（一般为20年）时所能连续输出的最大视在功率ST，单位是kVA。一般规定，如果变压器安装地点的年平均温度0.av不小于20，则年平均温度每升高1，变压器的容量

19、相应减少1%。因此，对于户外安装的变压器，其实际容量为ST=1-(0.av20)/100SN.T（5-4）户内变压器的实际容量为ST=0.92(0.av20)/100SN.T（5-5）一 电力变压器的运行与监测变压器过负荷运行方式4.变压器的正常过负荷 1）（1）由于昼夜负荷不均衡而允许的过负荷。变压器因昼夜负荷不均衡而允许的过负荷系数KOL，可根据日负荷填充系数（日负荷率）和最大负荷持续时间t查图求得。一 电力变压器的运行与监测（2）因季节性负荷差异而允许的过负荷。如果夏季或冬季的平均日负荷曲线中的最大负荷Sm低于油浸式变压器的实际容量ST，则每低1%，可在冬季或夏季过负荷1%，称之为“百分

20、之一规则”，但此项过负荷不得超过15%。因此，其允许的过负荷系数 可按式（5-6）计算。一 电力变压器的运行与监测但一般规定，户内油浸式变压器的允许正常过负荷系数不得超过20%，户外油浸式变压器正常过负荷系数不得超过30%。因此，油浸式电力变压器的正常过负荷能力（最大出力）可按以下情况确定。户内变压器。且（5-7）户外变压器。且 ST(OL）1.3ST（5-8）干式电力变压器一般不考虑正常过负荷。一 电力变压器的运行与监测例5-1 某一10/0.4 kV车间变电所，室内装有一台1 000 kVA油浸式电力变压器。已知该车间的平均日负荷率=0.7，最大负荷持续时间t=8 h，夏季的平均日最大负荷

21、为 850 kVA，当地平均气温为15。试求该变压器的实际容量和冬季时的过负荷能力。解（1）先求变压器的实际容量。由式（5-5）得ST=0.92-(0.av20)/100SN.T=0.92-15-(20/100)1000=970kVA一 电力变压器的运行与监测例5-1（2）变压器冬季时的过负荷能力。由=0.7，最大负荷持续时间t=8 h，查图5-8得KOL 1.12，由式（5-6）可得=1+(ST-Sm)/ST=1+(970-850)/9701.12总的过负荷系数为KOL+1=1.12+1.121=1.24由于室内变压器总的过负荷倍数不允许超过1.2，故该变压器的冬季最大过负荷能力为 ST(O

22、L）=1.2ST=1.2970=1 164 kVA一 电力变压器的运行与监测例5-1 2）变压器的事故过负荷当电力系统或工厂变配电所发生事故时，为保证对重要车间和设备的连续供电，允许变 压器短时间过负荷，即事故过负荷。此时变压器效率的高低、绝缘损坏率的增加等已退居次 要地位，主要考虑的是不造成重大经济损失，确保人身和设备安全。因此，在确定过负荷倍数和允许时间时要对绝缘的寿命做些牺牲，但也不能使变压器有显著的损坏。事故过负荷规定，只允许在事故情况下使用，无论事故前的负荷情况如何，这种过负荷运行允许的时间不得超过表5-1规定的时间。若有制造厂家规定的资料时，应按制造厂规定执行。一 电力变压器的运行

23、与监测例5-1 油浸自冷式变压器过负荷百分值/%30 45 60 75 100 200过负荷时间/min 120 80 45 20 10 1.5干式变压器过负荷百分值/%10 20 30 40 50 60过负荷时间/min 75 60 45 32 16 5表5-1 变压器允许事故过负荷允许值一 电力变压器的运行与监测变压器的损耗和经济运行5.变压器的损耗和效率 1）（1）变压器的铁损PFe。变压器一次侧加交流电压时，在铁心中产生交变的磁通，在铁心中产生的磁滞损耗和涡流损耗，称为变压器的铁损。变压器在空载运行时的损耗为（5-9）由于空载电流I0和一次绕组电阻R1都比较小，所以 可以忽略不计，因此

24、变压器的空载损耗主要是铁损。铁损与电源电压、频率有关，而与负载电流的大小和性质无关。一 电力变压器的运行与监测（2）变压器的铜损PCu。当有电流通过变压器一次、二次绕组时，就要产生一定的功率和电能损耗，即铜损可见，变压器铜损的大小主要取决于负荷电流的大小。一 电力变压器的运行与监测若PCuN为变压器在额定负载时的铜损，其值近似为变压器的短路损耗，可通过短路试验测得，则变压器的在任意负载下的铜损可以表示为式中，为变压器的负载系数。可见，变压器的铜损与负载系数的平方成正比。一 电力变压器的运行与监测（3）变压器的效率。变压器的效率可用下面的公式计算。一 电力变压器的运行与监测变压器的效率一般在95

25、%以上。当变压器负载的功率因数一定时，变压器的效率与负载系数的关系称为变压器的效率特性，如图5-9所示。一 电力变压器的运行与监测 变压器的经济运行 2）（1）一台变压器经济运行的负荷计算。一台变压器当负荷为S时，其有功损耗换算值为PP0+KqQ0+(Pk+KqQN）S/SN.T2（5-13）式中，P0为变压器的空载有功损耗；Q0为变压器的空载无功损耗；Pk为短路有功损耗；QN为变压器额定负荷时的无功功率；Kq为无功经济当量系数；SN.T为变压器的额定容量。一 电力变压器的运行与监测变压器的空载有功损耗P0和短路有功损耗Pk可由产品样本查得。变压器的空载无功损耗Q0可用下面公式计算。式中，I0

26、%为变压器空载电流占额定电流的百分值，可从有关手册查得。变压器额定负荷时的无功损耗QN可用下面公式计算。式中，Uk%为变压器的短路电压（阻抗电压）占额定电压的百分值，可从有关手册查得。一 电力变压器的运行与监测要使变压器在经济负荷Sec.T下运行，就必须满足变压器单位容量的有功损耗换算值P/S为最小值的条件。因此令dP/dS=0，可得变压器的经济负荷为一 电力变压器的运行与监测变压器的经济负荷与变压器的额定容量之比，称为变压器的经济负荷系数或经济负荷率，用Kec.T表示，即一般电力变压器的经济负荷率约为50%。对于新型号节能变压器，经济负荷率比老型号的低。选择变压器的容量要综合考虑各方面因素，

27、我国目前经济负荷率为70%80%比较适合。一 电力变压器的运行与监测例5-3 某工厂变电所有两台S9-800/10型配电变压器（Yyn0联结），试计算这两台变压器经济运行的临界负荷。解 查有关手册得S9-800/10型配电变压器（Yyn0联结）的有关技术数据为：P0=1.4 kW，Pk=7.5 kW，I0%=0.8，Uk%=4.5。由式（5-14）得Q0I0%/100SN.T=0.8/100800=6.4 kvar由式（5-15）得QNUk%/100SN.T=4.5/1001 000=45 kvar一 电力变压器的运行与监测例5-3 取Kq=0.1。由式（5-18）可得变压器的经济负荷率为因此

28、，当负荷S583 kVA时，宜一台运行；当负荷S583 kVA时，宜两台运行。二 电力变压器的检查及维护电力变压器的检查周期和主要内容1.（3）瓷套管是否清洁，有无裂纹、破损和污渍、放电现象，接触端子是否有变色、过热现象。（4）吸湿器中的硅胶变色程度是否已经饱和，变压器运行声音是否正常。变配电所有人值班时，每班巡检1次，无人值班可每周1次；负荷变化激烈、天气异常、新安装及变压器大修后，应增加特殊巡视，周期不定。检查的主要内容如下。（1）负荷电流是否在额定范围之内，有无剧烈的变化，运行电压是否正常。（2）油位、油色、油温是否超过允许值，有无渗漏油现象。（3）瓷套管是否清洁，有无裂纹、破损和污渍、

29、放电现象，接触端子是否有变色、过热现象。（1）负荷电流是否在额定范围之内，有无剧烈的变化，运行电压是否正常。（2）油位、油色、油温是否超过允许值，有无渗漏油现象。二 电力变压器的检查及维护（7）变压器间的门窗、百叶窗铁网护栏及 消防器材是否完好，变压器基础有否变形。（1）负荷电流是否在额定范围之内，有无剧烈的变化，运行电压是否正常。（6）变压器外壳、避雷器、中性点接地是否良好，变压器油阀门是否正常。（5）瓦斯继电器内是否有空气，是否充满油，油 位计玻璃是否破裂，防爆管的隔膜是否完整。二 电力变压器的检查及维护新装或检修后变压器投入运行前的检查项目2.各散热管、净油器及瓦斯继电器与油枕间阀门开闭

30、应正常。要注意安全排除内部空气，强油循环风冷变压器在投入运行前应启用全部冷却设 备，使油循环运转一段时间，将残留气体排出，如轻瓦斯保护装置连续动作，则不得投入运行。（1）（2）二 电力变压器的检查及维护检查分接头位置正确，并做好记录。呼吸器（吸湿器）应畅通，油封完好，硅胶干燥未变色，数量充足。瓦斯继电器安装方向、净油器进出口方向、潜油泵风扇运转方向正确；变压器外壳 接地、铁心接地、中性点接地情况良好，电容式套管电压抽取端应不接地。（3）（4）（5）二 电力变压器的检查及维护变压器的负荷检查3.应经常监视变压器电源电压的变化范围，应在5%额定电压以内，以确保二次电压质量。如电源电压长期过高或过低

31、，应通过调整变压器的分接开关，使二次电压趋于正常。对于安装在室外的变压器，无计量装置时，应测量典型负荷曲线。对于有计量装置 的变压器，应记录小时负荷，并画出日负荷曲线。测量三相电流的平衡情况。对Yyn0联结的三相四线制的变压器，其中线电流不应 超过低压线圈额定电流的25%，超过时应调节每相的负荷，尽量使各相负荷趋于平衡。（1）（2）（3）二 电力变压器的检查及维护变压器的的投运和停运4.（3）新投运的变压器必须在额定电压下做冲击合闸试验，新安装的变压器做5次，大修 后的变压器做3次。（1）负荷电流是否在额定范围之内，有无剧烈的变化，运行电压是否正常。（2）新安装或停用2个月及以上的变压器投运前

32、，应进行试验，合格后方可投运。（1）在投运变压器之前，运行人员应仔细检查，确认外部无异物，临时接地线已拆除，分接开关位置正常，各阀门状态正确。变压器及其保护装置在良好状态，具备带电运行条件。二 电力变压器的检查及维护（3）瓷套管是否清洁，有无裂纹、破损和污渍、放电现象，接触端子是否有变色、过热现象。（4）变压器投运或停运操作顺序应在变电站现场运行规程中加以规定，并须遵守下列各项。新装、大修、事故检修或换油后的变压器，在施加电压前静置时间不应少于以下规定：35 kV及以下为35 h；110 kV及以下 为24 h；220 kV为48 h。待消除油中的气泡后，方可投入运行。强油循环风冷变压器投运前

33、应先启用冷却装置。变压器的充电应当在装有保护装置的电源侧进行。（5）在110 kV及以上中性点直接接地的系统中，投运和 停运变压器时，操作前必须先将中性点接地。正常运行时中性点运行方式由调度确认。二 电力变压器的检查及维护变压器额定运行的允许温度和温升5.变压器在运行时，电流在线圈中要产生线圈损耗（铜损），磁通在铁心中交变要产生铁心损耗（铁损），这两部分损耗全部转变为热量，使线圈和铁心发热，变压器的温度升高。对于油浸自冷（自然空气冷却）和油浸风冷（油浸吹风冷却）的变压器来说，铁心和线圈产生的热量，一部分使自身的温度升高，另一部分则传递给变压器油，再由变压器油传递给油箱和散热器。二 电力变压器的

34、检查及维护当变压器油的温度高于周围介质的温度时，变压器油就向外散热，变压器的温度与周围介质的温差越大，向外散热越快。当单位时间内变压器内部产生的热量等于单位时间内散发出的热量时，变压器的温度不再升高，达到了热稳定状态。若此温度没有超过允许温度，变压器在热强度方面是没有问题的，否则变压器绝缘的老化速度将加快，温度超过允许温度越高，老化速度越快，当绝缘老化到一定程度时，其机械强度将大为降低。在电动力的作用下，会使绝缘层破裂而失去绝缘作用，很容易在高电压作用下击穿，使变压器不能运行，所以变压器的绝缘不允许超过允许温度。二 电力变压器的检查及维护（1）允许温度。根据变压器运行经验，变压器线圈温度连续地

35、维持在95 时，可以保证 变压器有较经济的寿命（约20年），影响这个寿命的主要原因就是温度。变压器的允许温度是根据变压器所使用材料的耐热强度而规定的最高温度。油浸式电力变压器的绝缘属于A级，即浸渍处理过的有机材料，如纸、木材和棉纱等，其允许温度为105。变压器在运行中温度最高的部件是线圈，其次是铁心，变压器的油温最低。线圈的匝间绝缘是电缆纸，超过允许温度，在几秒钟内就会烧毁，所以线圈的允许温度就是电缆纸的允许温度。能测量的是线圈的平均温度，运行时线圈的温度不超过95。用电阻法测出的变压器线圈温度是平均温度。变压器运行中线圈的最高温度较其平均温度高10 左右。因此，规定变压器运行时线圈温度不超过

36、95，就是为了保证线圈最高温度不超过105。二 电力变压器的检查及维护油温超过85 时，油的氧化速度加快。变压器上层油的温度一般比线圈温度低10。在正常情况下，为了使变压器油不过快氧化，规定上层油温不超过85。为了防止油质劣化，规定变压器上层油温最高不超过95。变压器油的温度由油箱下部至箱盖是逐渐升高的。二 电力变压器的检查及维护（2）允许温升。由于变压器内部热量传播不均匀，因此变压器内部各部位的温差很大，这不但对变压器的绝缘强度有很大影响，而且温度升高时，绕组的电阻还会增加，使其损耗增加。因此，要对变压器在额定负荷时，各部分温升做出规定：绕组（A级绝缘油浸自冷或非导向强迫油循环）温升限值为6

37、5，上层油的温升限值为55。变压器的允许温度与周围空气最高温度之差为允许温升。周围空气最高温度规定为40，同时还规定最高日平均温度为30，最高年平均温度为20，最低气温为-30，并且海拔高度不超过1 000 m。二 电力变压器的检查及维护（3）允许温度与允许温升的关系。允许温度=允许温升+40（周围空气的最高温度）。当周围空气温度超过40 后，就不允许变压器带满负荷运行，因为这时变压器温度与周围空气温度之差减少了，散热困难，会使线圈发热。当周围空气温度低于40 时，尽管变压器温度与周围空气温度之差增大，有利散热，但线圈散热能力受结构参数的限制而无法提高。因此，只有变压器的上层油温及其温升值均不

38、超过允许值时，才能保证变压器安全运行。二 电力变压器的检查及维护瓦斯保护装置的运行6.变压器运行时，本体和有载分接开关的重瓦斯保护装置均应投入运行，动作于跳闸。变压器在运行中滤油、补油、更换潜油泵或净油器的吸附剂时，应将重瓦斯改投动作于信号。当油位计的油面异常升高或呼吸系统有异常现象，需要打开放气或放油阀门时，应先将重瓦斯改投动作于信号。（1）（2）（3）二 电力变压器的检查及维护变压器分接开关的运行维护7.无载调压变压器分接开关的运行维护1）无载调压变压器，当变换分接头位置时，应先正反方向转动5圈，再调至所需位置，测量直流电阻合格后，方可运行。对运行中不需要改变分头位置的变压器，每年应结合预

39、防性试验将分接头正反方向转动5圈，并测量直流电阻合格，方可运行。二 电力变压器的检查及维护2）有载调压变压器分接开关的运行维护运行人员应根据调度下达的电压曲线，自行调压操作。操作后应认真检查分头动作和电压电流的变化情况，并做好记录。当变压器过负荷1.2倍及以上时，禁止操作有载分接开关。运行中调压开关重瓦斯保护应投跳闸。当轻瓦斯信号频繁动作时，应做好记录，汇报调度，并停止进行调压操作，分析原因并及时处理。（1）（2）（3）二 电力变压器的检查及维护有载调压开关应每半年取油样进行试验，其耐压不得低于30 kV，当油耐压为2530 kV，应停止调压操作，若低于25 kV，应立即安排换油。当运行时间满

40、1年或调压次数达4 000次时应换油。新投入的调压开关，第一年需吊心检查1次，之后在切换次数达5 000次或运行时间达3年，应将切换部分吊出检查。2台有载调压变压器并列运行时，允许在变压器85%额定负荷下调压，但不得在单台主变压器上连续调节两挡，必须在1台主变压器调节一挡后再调节另一台主变压器一挡，每调一挡后要检查电流变化情况，是否过负荷。降压时应先调节负荷电流大的1台，再调节负荷电流小的1台；升压时与此相反。调节完毕应再次检查主变压器分接头是否在同一位置，并注意负荷的分配。（4）（5）（6）二 电力变压器的检查及维护3）变压器有载调压开关的巡视检查项目（5）瓦斯继电器应正常，无渗漏。（4）油

41、位、油色应正常，无渗漏。（3）计数器动作应正常并及时做好动作次数的记录。（2）位置指示灯与机械指示器的指示应正确反映调压挡位。（1）电压表指示应在变压器规定的调压范围内。二 电力变压器的检查及维护4）有载调压开关电动操作出现“连动”现象的处理 操作一次，调节二个及以上分头，应在指示盘上出现第二个分头位置后立即切断电动机电源，然后用手摇到适当的分头位置，汇报并组织检修。二 电力变压器的检查及维护变压器的定期保养8.（2）高、低压绝缘电阻不低于原出厂值的70%（10 M），绕组的 直流电阻在同一温度下，三相平均值之差不应大于2%，与上一次测量的结果比较也不应大于2%。（1）油样化验、耐压、杂质等性

42、能指标每3年进行1次检查，变压器长期满负荷或超负荷运行者可缩短周期。（3）变压器工作接地电阻值每2年测量1次。（4）停电清扫和检查的周期，根据周围环 境和负荷情况确定，一般半年至一年1次。三 电力系统的基本要求 老师在选择变压器时，应选用低损耗节能型变压器；变压器需安装在楼内时，则应选择干式变压器；在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场所，应选择密闭型变压器或防腐型变压器。问题与思考 问题1 什么是电力变压器的实际容量？什么是电力变压器的额定容量？思考并回答:问题2 某工厂变电所有两台SL7-500/10型配电变压器（Yyn0联结）。试计算这两台变压器的经济运行的临界负荷（查有关手册得SL7-500/10型变压器的有关数据为：P0=1.08 kW，Pk=6.9 kW，I0%=2.1，Uk%=4）。思考并回答: