電力變壓器基本原理與結(jié)構(gòu)

高電壓技術(shù)所 二一年五月 1 電力變壓器基本原理與結(jié)構(gòu) 2 變壓器基本知識(shí) 變壓器保護(hù) 變壓器結(jié)構(gòu) 匯報(bào)內(nèi)容 3 匯報(bào)內(nèi)容 2 變壓器基本知識(shí) 變壓器結(jié)構(gòu) 1 3 變壓器保護(hù) E1=4.44fN1BmS E2=4.44fN2BmS 1、變壓器基本工作原理 電壓比 1、變壓器基本工作原理 電流比 m：主磁通 L1：漏磁通 1）性質(zhì)上： m與 I0 成非線性關(guān)系； L1 與 I0 成線性關(guān)系； 2）數(shù)量上： m占 99%以上， L1僅占 1%以下； 3）作用上： m起傳遞能量的作用， L1 起漏抗壓降作用。 2、變壓器空載特性 t 0i3 2 11230i2、變壓器空載特性 一次側(cè)接交流電源，二次側(cè)接負(fù)載，二次側(cè)中便有負(fù)載電流流過，這種情況稱為負(fù)載運(yùn)行。 3、變壓器的負(fù)載運(yùn)行 負(fù)載運(yùn)行時(shí)的電磁關(guān)系 3、變壓器的負(fù)載運(yùn)行 1UXA1E1E1Im&122I a2E2E2U LZx1）變壓器使用對(duì)象來分類，可歸納以下幾類： 電力變壓器 配變變壓器 換流變壓器 試驗(yàn)變壓器 用于不同工業(yè)的專用變壓器， 例如：電爐變壓器、整流變壓器、牽引變壓器、啟動(dòng)變壓器、礦用變壓器等等 。 用于電子工業(yè)的變壓器。 4、變壓器分類 2）從冷卻和絕緣介質(zhì)的不同可歸納以下幾類： 油浸式變壓器 氣體絕緣變壓器 干式變壓器 4、變壓器分類 3）變壓器兩大基本結(jié)構(gòu)形式： 殼式變壓器 芯式變壓器 4、變壓器分類 區(qū)別 主要在 磁路即鐵心分布 上 : 殼式變壓器鐵心的軛包圍住線圈，好象形成一個(gè)外殼，因此而得名。 芯式變壓器鐵心大部分在線圈之中，只一部分在線圈之外構(gòu)成鐵軛作為磁回路。 無論殼式變壓器還是芯式變壓器其電磁原理是完全相同的。 4、變壓器分類 14 匯報(bào)內(nèi)容 2 變壓器基本知識(shí) 變壓器結(jié)構(gòu) 1 3 變壓器保護(hù) 鐵心在變壓器中構(gòu)成一個(gè)閉合的磁路又是安裝線圈的骨架對(duì)變壓器電磁性能和機(jī)械強(qiáng)度是極為重要的部件。 1、變壓器鐵心結(jié)構(gòu) 1、變壓器鐵心結(jié)構(gòu) 1、變壓器鐵心結(jié)構(gòu) 1、變壓器鐵心結(jié)構(gòu) 1、變壓器鐵心結(jié)構(gòu) 2、變壓器線圈 1）圓筒式線圈 2、變壓器線圈 2）箔式繞組 2、變壓器線圈 顧名思義就是使用銅箔或鋁箔之間用絕緣材料加以間隔開。 3）餅式線圈 2、變壓器線圈 2、變壓器線圈 連續(xù)式線圈 4）糾結(jié)式線圈 2、變壓器線圈 單螺旋線圈 5）螺旋式線圈 2、變壓器線圈 6）內(nèi)屏蔽式（插入電容式） 2、變壓器線圈 2、變壓器線圈 內(nèi)屏連續(xù)式線圈 2、變壓器線圈 糾結(jié)連續(xù)式（內(nèi)屏）線圈 2、變壓器線圈 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 變壓器內(nèi)部稍不均勻電場 極不均勻電場 內(nèi) 絕 緣 線圈 主絕緣 同相繞組之間 異相繞組之間 繞組對(duì)油箱 繞組對(duì)鐵心柱，繞組對(duì)旁柱之間。 繞組端部對(duì)鐵軛 縱絕緣 繞組線匝之間 繞組餅間 繞組層間 引線 主絕緣 引線對(duì)地 引線對(duì)異相線圈 縱絕緣 一個(gè)繞組的不同引線之間 開關(guān) 主絕緣 開關(guān)對(duì)地 開關(guān)上不同繞組引線觸頭之間 縱絕緣 同相繞組不同引線觸頭之間 外絕緣 套管 套管對(duì)各部接地之間 異相套管之間 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 1）變壓器主絕緣結(jié)構(gòu) 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 繞組之間，繞組對(duì)油箱，繞組對(duì)鐵心柱，異相繞組之間絕緣結(jié)構(gòu)基本上屬于比較均勻電場，因此采用把大油距分割成小油距的油隔板結(jié)構(gòu)。 2）變壓器繞組縱絕緣結(jié)構(gòu) 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 3）變壓器端部絕緣結(jié)構(gòu) 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 采用端部加靜電板的辦法。 端部增加角環(huán)。 延長爬電距離。 變壓器引線絕緣加包一定厚度絕緣層。 加大引線直徑，電極表面光滑無毛刺。 超高壓變壓器采用出線裝置。 出線端加裝隔板 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 端部出線 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 出線裝置 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 線圈絕緣紙筒 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 絕緣壓板 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 端部靜電環(huán) 端部角環(huán) 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 引線夾木 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 主要是套管對(duì)地和套管之間空間距離和套管沿面爬距。 4）變壓器外絕緣結(jié)構(gòu) 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 油油套管 油氣套管 油紙電容式 3、變壓器絕緣結(jié)構(gòu) 4、散熱方式 自冷方式 風(fēng)冷方式 強(qiáng)油風(fēng)冷方式 強(qiáng)油水冷方式 4、散熱方式 4、散熱方式 對(duì)強(qiáng)油冷卻方式應(yīng)注意幾個(gè)問題 (1)油泵與風(fēng)扇失去供電電源時(shí)，變壓器就不能運(yùn)行，即使空載也不能運(yùn)行。因此應(yīng)有兩個(gè)獨(dú)立電源供冷卻器使用。 (2)潛油泵不能有定子與轉(zhuǎn)子掃膛現(xiàn)象，一旦掃膛，金屬異物進(jìn)入繞組會(huì)引起擊穿事故。油路設(shè)計(jì)時(shí)不能使?jié)撚捅卯a(chǎn)生負(fù)壓，有負(fù)壓時(shí)勿吸入空氣，影響絕緣強(qiáng)度。 (3)強(qiáng)油冷卻的油面溫升較低，不能以油面溫度來判斷繞組溫升。尤其強(qiáng)油水冷，繞組溫升接近規(guī)定限值時(shí)，油面溫升很低。 (4)超高壓變壓器采甩強(qiáng)油冷卻時(shí)還應(yīng)防止油流放電現(xiàn)象。在繞組內(nèi)油路設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)防止油的紊流，限制油流速度，選用合適電阻率的油，絕緣件表面要光滑，鐵心上應(yīng)有足夠體積使油釋放電荷。防止油流帶電發(fā)展到油流放電。在啟動(dòng)冷卻器時(shí)可逐個(gè)啟動(dòng)到應(yīng)投入的冷卻器數(shù)。 (5)選用大容量冷卻器時(shí)應(yīng)注意油流不能短路，要使冷卻后的油能進(jìn)入繞組。 5、調(diào)壓裝置 無勵(lì)磁分接開關(guān) 有載分接開關(guān) M型 V型 5、調(diào)壓裝置 有載分接開關(guān) K1 K2 K4 R R K3 5、調(diào)壓裝置 三相自耦式變壓器高壓有載開關(guān) 6、其他 1）壓力釋放閥 2）油枕 （膠囊式、 隔膜式、波紋式） 3）氣體繼電器 4）溫度計(jì) 1）壓力釋放閥 6、其他 壓力釋放閥 2)變壓器油枕 6、其他 供變壓器冷熱膨脹呼吸使用 6、其他 油枕 波紋式（外油式） 6、其他 油枕 波紋式（內(nèi)油式） 6、其他 敞開式 6、其他 隔膜式 6、其他 6、其他 膠囊式 A、罩 B、項(xiàng)針 C、氣塞 D、磁鐵 E、開口杯 F、重錘 G、探針 H、支架 K、彈簧 L、擋板 M、磁鐵 N、螺桿 P、干簧接點(diǎn)（跳閘用） Q、調(diào)節(jié)桿 R、干簧節(jié)點(diǎn)（信號(hào)用） S、套管 T、嘴子 3）氣體繼電器 6、其他 4）溫度計(jì) 大型變壓器都裝有測量上層油溫的帶電接點(diǎn)的測溫裝置，它裝在變壓器油箱外，便于運(yùn)行人員監(jiān)視變壓器油溫情況。 6、其他 頂層溫度計(jì) 66 匯報(bào)內(nèi)容 2 變壓器基本知識(shí) 變壓器結(jié)構(gòu) 1 3 變壓器保護(hù) 67 1、變壓器的故障 油箱內(nèi)的故障 油箱外的故障 68 2變壓器保護(hù)配置 1）電量保護(hù) （ 1）縱差保護(hù) （ 2）相間短路的后備保護(hù) （ 3）零序保護(hù) （ 4）過負(fù)荷保護(hù) 2）非電量保護(hù) (1)氣體保護(hù) （ 2）冷卻器故障保護(hù) （ 3）變壓器溫度保護(hù) 69 2變壓器保護(hù)配置 主變差動(dòng)與瓦斯保護(hù)的作用有哪些區(qū)別 ? (1) 差動(dòng)保護(hù)為變壓器的主保護(hù) ;瓦斯保護(hù)為變壓器內(nèi)部故障時(shí)的主保護(hù)。 (2) 差動(dòng)保護(hù)的保護(hù)范圍為主變各側(cè)差動(dòng)電流互感器之間的一次電氣部分，包括： a：主變引出線及變壓器線圈發(fā)生多相短路。 b：單相嚴(yán)重的匝間短路。 c：在大電流接地系統(tǒng)中線圈及引出線上的接地故障。 (3) 瓦斯保護(hù)范圍 a：變壓器內(nèi)部多相短路。 b：匝間短路 ,匝間與鐵芯或外皮短路。 c：鐵芯故障 (發(fā)熱燒損 )。 d：油面下降或漏油。 e：分接開關(guān)接觸不良或?qū)Ь€焊接不良。 (4) 差動(dòng)保護(hù)可裝在變壓器、發(fā)電機(jī)、分段母線、線路上，而瓦斯保護(hù)為變壓器獨(dú)有的保護(hù)。 70 （ 1）