干式變壓器構(gòu)造[沐風(fēng)書苑]

1、北京華泰變壓器有限公司 1 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 +變壓器原理及額定數(shù)據(jù) +變壓器結(jié)構(gòu) +變壓器運(yùn)行和維護(hù)注意事項(xiàng) +變壓器柜體電氣連鎖裝置原理 +考試題 2 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 變壓器原理 變壓器的工作原理建立在電磁感應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，通過電磁感應(yīng)，在兩個(gè)電路之 間實(shí)現(xiàn)電能的傳遞。鐵心是閉合鐵心，原繞組接通電源后，交變電流在鐵心中產(chǎn)生一 個(gè)交變磁通，交變磁通在原副繞組中感應(yīng)出交流電勢(shì)，該電勢(shì)的大小均正比于磁通的 變化率與對(duì)應(yīng)繞組的匝數(shù)，一、二次側(cè)電壓之比近似等于匝數(shù)比。改變副繞組的匝數(shù)， 可達(dá)到改變輸出電壓的目的，此為變壓器的工作原理。 圖1 變壓器原理圖 3 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 變壓器銘牌數(shù)據(jù) 每臺(tái)變壓器都有一個(gè)銘牌，包括

2、以下數(shù)據(jù)(以SCB10-1000/為例)： (1) 產(chǎn)品型號(hào)：SCB10-1000/10 (2) 標(biāo)準(zhǔn)代號(hào)：GB1094.11 (3) 產(chǎn)品代號(hào)：1FBG.715.345 (4) 額定容量：1000kVA (5) 額定電壓 高壓側(cè)：10000V 低壓側(cè)：400V (6) 額定電流 高壓側(cè)：33.33 A 低壓側(cè)：1443.4 A (7) 絕緣溫升：F (8) 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)：Dyn11 (9) 相數(shù)：3相 4 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 (10) 頻率：50Hz (11) 冷卻方式：AN (12) 阻抗電壓：6% (13) 絕緣水平：LI 75 AC 35/LI-AC 3 (14) 總重：3800kg (15) 出

3、廠序號(hào)： （16）變壓器的分接檔位與電壓的對(duì)應(yīng)關(guān)系，見下表。 高壓側(cè)高壓側(cè)低壓側(cè)低壓側(cè) 電壓V聯(lián) 接出線端電壓V出線端 1050011-21 A B C 400 0 a b c 1025012-21 1000012-22 975013-22 950013-23 表1 變壓器分接檔示意表 5 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 +銘牌數(shù)據(jù)的相關(guān)說明：銘牌數(shù)據(jù)的相關(guān)說明： 產(chǎn)品型號(hào)：SCB10-1000/10 SCB10-1000/10 S-三相 D-單相 C-成形 固體 G-干式 B-箔式 繞組 10-性能 損耗水 平代號(hào) 1000-額 定容量 （kVA） 10-一次 側(cè)額定 電壓(kV) 6 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 額定電壓：一次繞

4、組的額定電壓是電網(wǎng)(電源)額定電壓； 二次繞組額定電壓是在一次繞組加額定電壓，變壓器處于空載狀態(tài)時(shí)的二次 電壓。 額定電流：它是變壓器正常運(yùn)行時(shí)所能承擔(dān)的電流，在三相變壓器中，額定電流均指 線電流。 額定容量：在額定工作條件下，變壓器輸出能力的保證值，即額定電壓與額定電流的 乘積。 阻抗電壓：短路試驗(yàn)在原邊測(cè)出短路電壓的實(shí)際值Uk，用原邊額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示， 稱為阻抗電壓uk,即uk = Uk /U1N100%；阻抗電壓為百分?jǐn)?shù)。 聯(lián)結(jié)組：在三相系統(tǒng)中，關(guān)心的是線值，三相變壓器高、低壓繞組線電動(dòng)勢(shì)之間的相 位差，因其聯(lián)結(jié)方法的不同而不一樣，國(guó)際上采用時(shí)鐘表示法標(biāo)志三相變壓器高、低 壓繞組線電

5、動(dòng)勢(shì)的相位關(guān)系，即規(guī)定高壓繞組線電動(dòng)勢(shì)為長(zhǎng)針，永遠(yuǎn)指向鐘面上的 “12”，低壓繞組線電動(dòng)勢(shì)為短針，它指向的數(shù)字表示為三相變壓器聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)的時(shí) 鐘序數(shù)，其中指向“12”，時(shí)鐘序數(shù)為0。用大寫、小寫英文字母Y或y分別表示高、低 壓繞組星形聯(lián)結(jié)；D或d分別表示高、低壓繞組三角形聯(lián)結(jié)，在英文字母后邊寫出時(shí)鐘 序數(shù)。下針對(duì)高、低壓繞組Dy聯(lián)結(jié)確定其聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)為11。（見圖2） 7 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 (a) 繞組聯(lián)結(jié)圖(b) 相量圖 圖2 Dyn11聯(lián)結(jié) 8 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 變壓器相關(guān)內(nèi)容注釋：變壓器相關(guān)內(nèi)容注釋： +變壓器的空、負(fù)載損耗： u空載損耗：變壓器的空載損耗主要是鐵損耗，主要包括 渦流損耗 u負(fù)載損耗：主要

6、是銅損耗，為原、副繞組內(nèi)電流所引起的歐姆電阻損耗，其實(shí)際值與用戶的負(fù)荷量 有關(guān)。 u變壓器空載合閘：變壓器穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，空載勵(lì)磁電流時(shí)額定電流的2%-10%，但在空載接通瞬間，電 流的幅值卻很大，往往比額定電流還要大好幾倍。在變壓器空載接通電源的過渡過程中，自由分量 磁通的大小與合閘的出相角有關(guān)?？蛰d合閘電流的沖擊對(duì)變壓器本身并沒有直接的危害。 u勵(lì)磁涌流：變壓器在投入運(yùn)行的合閘瞬間，被施電壓側(cè)的繞組中將會(huì)有過渡電流產(chǎn)生，即激磁涌流。 u突發(fā)短路：三相變壓器的短路故障：一相接地、兩相接地、三相短路。最嚴(yán)重的情況發(fā)生在 =0(即在端電壓經(jīng)過零值時(shí)發(fā)生突然短路)時(shí)，此時(shí)最大短路電流為額定電流的25-

7、30倍，運(yùn)行時(shí) 應(yīng)注意。短路時(shí)高壓繞組是張力，低壓繞組是壓力。 附加損耗 磁滯損耗 圖3 最嚴(yán)重情況下的突發(fā)短路電流 Imax 圖4 變壓器突發(fā)短路時(shí)繞組受到的機(jī)械力 9 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 10 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 鐵心鐵心 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) + 鐵心采用45全斜接縫結(jié)構(gòu)，鐵心柱與鐵 軛接縫處采用5級(jí)步進(jìn)單片疊積結(jié)構(gòu)，可改善 接縫處的磁場(chǎng)分布。 + 鐵心柱自動(dòng)疊積成型，有效減小鐵心片 的毛刺高度、保證鐵心片的幾何尺寸精度。 + 采用槽鋼夾件, 夾件剛度高，鐵心外觀 好,有很好的機(jī)械強(qiáng)度。上下鐵軛采用四根穿 芯螺桿固定加緊力均勻，變壓器線圈套裝完 成后與鐵心成為一個(gè)整體，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好。 + 變壓器鐵芯表面涂刷具有防銹、防

8、潮、 防止鐵心表面結(jié)露功能的環(huán)氧樹脂基涂料； 金屬構(gòu)件及全部標(biāo)準(zhǔn)緊固件均有表面防銹層 處理方案。 11 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 高、低壓線高、低壓線 圈結(jié)構(gòu)圈結(jié)構(gòu) 高壓線圈環(huán)氧樹脂澆注采用靜態(tài)混 料技術(shù)，繞制完的高壓線圈經(jīng)過預(yù)熱后 轉(zhuǎn)入環(huán)氧樹脂真空澆注設(shè)備的澆注艙中 進(jìn)行真空干燥以除去絕緣材料中的水分 和氣體。環(huán)氧樹脂、固化劑等化工材料 分別獨(dú)立地進(jìn)行真空脫氣處理。計(jì)算機(jī) 控制軟件按照工藝要求設(shè)定的配比、重 量和速度，將各種材料通過計(jì)量泵壓入 靜態(tài)混料器，充分混合后注入帶模具的 線圈中，最后將澆注完畢的線圈加溫固 化。 變壓器低壓線圈采用箔繞樹脂 封端結(jié)構(gòu)，并以予浸環(huán)氧樹脂F(xiàn)級(jí)絕 緣的DMD復(fù)合箔作為層間絕

9、緣。熱固 化后完全成為一個(gè)剛體，有利于高、 低壓線圈之間磁勢(shì)平衡，提高變壓 器的動(dòng)穩(wěn)定性；可以有效地減小低 壓閥側(cè)線圈中的渦流損耗。 12 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 變壓器附件結(jié)構(gòu)變壓器附件結(jié)構(gòu) +溫控儀溫控儀 溫度傳感器能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)三相繞組及鐵心溫度，具有繞組 超溫報(bào)警、繞組超高溫跳閘，鐵心超高溫報(bào)警，外殼開門 監(jiān)視等功能，并能通過遠(yuǎn)程通信接口將信息上送到變電所 綜合自動(dòng)化系統(tǒng)，裝置失電或裝置故障信號(hào)有硬接點(diǎn)信號(hào) 輸出。 柜柜 體體 根據(jù)用戶要求，北京地鐵柜體的 防護(hù)等級(jí)為IP20的外殼。外殼為拼裝 式，現(xiàn)場(chǎng)可方便組裝/拆卸，外殼柜 體材質(zhì)為冷軋鋼板。鋼板表面噴塑， 結(jié)構(gòu)緊湊，造型美觀，外殼的前后板 壁上有門

10、，便于用戶維護(hù)。殼內(nèi)設(shè)有 高低壓電纜支架，電纜頭置于殼內(nèi)。 13 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 +變壓器運(yùn)行 +變壓器在運(yùn)行過程中，應(yīng)經(jīng)常對(duì)其進(jìn)行監(jiān)視和檢查，若發(fā)現(xiàn)有異常現(xiàn)象或有礙于變壓 器正常運(yùn)行的情況發(fā)生，應(yīng)立即停電處理。情況嚴(yán)重時(shí)應(yīng)盡快與我們聯(lián)系。 +監(jiān)視變壓器運(yùn)行時(shí)的聲音及溫度。 +監(jiān)視、檢查變壓器的線圈、鐵心及封線的外觀，查看線圈有無(wú)損傷、變色的現(xiàn)象發(fā)生； 灰塵堆積的程度以及線圈上各類標(biāo)志損壞，臟污的情況。 +監(jiān)視測(cè)溫裝置等各個(gè)部件的狀況。 +在運(yùn)行過程中，一定要防止水滴滴落在變壓器上，并應(yīng)避免日光直接照射線圈。 +在運(yùn)行過程中，防止人手及身體摸觸線圈樹脂層的表面。 14 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 澆注線圈樹脂層表面的

11、對(duì)地電壓基本上等于線圈內(nèi)部帶電導(dǎo)體的對(duì)地電壓值。見下式： 式中， Vs線圈樹脂層表面的對(duì)地電壓 (V) Vo線圈內(nèi)部帶電導(dǎo)體的對(duì)地電壓 (V) ta 線圈樹脂層表面對(duì)地距離 (mm) te 線圈樹脂層厚度 (mm) a 空氣的介電常數(shù) a 1.0 e 樹脂的介電常數(shù) e 5.0 對(duì)于10kV 級(jí)，三相星接的線圈 Vo = 10000 / =5774V 若ta = 180 mm te = 2.5 mm 則 Vs= 5758 V 雖然線圈樹脂層的絕緣電阻相當(dāng)大，當(dāng)人摸、觸時(shí)可將充電電流限制到很小的數(shù)值， 但仍會(huì)受到強(qiáng)烈的電沖擊，導(dǎo)致其他的危險(xiǎn)情況出現(xiàn)。 為了防止發(fā)生意外的觸點(diǎn)事故，出廠變壓器線圈表

12、面均有粘貼有標(biāo)示危險(xiǎn)的標(biāo)志，現(xiàn) 場(chǎng)的操作人員應(yīng)注意。 VV t tt so ea aeea () 3 15 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 +變壓器的負(fù)載能力 變壓器在運(yùn)行過程中，是允許短時(shí)間超銘牌額定值負(fù)載的，其前提條件是不得損害 其正常的使用壽命。 變壓器的使用壽命用下式表示： L = 式中， L 變壓器的使用壽命 wh變壓器繞組的熱點(diǎn)溫度 (C) a 與絕緣材料相關(guān)的系數(shù)，a=0.1 b 與絕緣材料相關(guān)的系數(shù)，對(duì)于干式變壓器 b=0.0578 干式變壓器在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的溫度下運(yùn)行，予期有30年的使用壽命。變壓器的壽命與其 繞組的熱點(diǎn)溫度是密切相關(guān)的；繞組熱點(diǎn)溫度相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的額定值每升高或降低 12 K，變壓器

13、的壽命損失將增加一半或減少一倍。這一法則是確定變壓器超銘牌額定 值負(fù)載能力的重要根據(jù)。在這一法則的制約下，為了保證干式變壓器的正常使用壽命， 變壓器短時(shí)超銘牌額定值負(fù)載運(yùn)行時(shí)，必須注意以下因素： a. 環(huán)境溫度 b. 過負(fù)載前的起始負(fù)載率（負(fù)載率為相對(duì)于銘牌額定值負(fù)載電流的百分率） c. 變壓器的熱時(shí)間常數(shù)。 ae b wh 16 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 +變壓器的維護(hù) 干式變壓器在運(yùn)行一段時(shí)間后，應(yīng)停電進(jìn)行以下必要的檢查和保養(yǎng)： a. 檢查線圈、鐵心、封線、分接端子及各部位的緊固件，查看有無(wú)損傷、變形、 變色、松動(dòng)、過熱痕跡及腐蝕等現(xiàn)象產(chǎn)生，若有不正常的情況，應(yīng)查明原因，采取必 要的政策。 b. 清除變壓

14、器上的灰塵。凡手能觸及到的部位都應(yīng)用干布檫拭，但不得使用揮發(fā) 性的清潔劑。鐵心、線圈內(nèi)部難以擦拭到的部位用吹風(fēng)機(jī)將灰塵吹凈。壓縮空氣的流 動(dòng)方向與變壓器運(yùn)行時(shí)冷卻空氣的流動(dòng)方向相反。 檢查、保養(yǎng)完畢，變壓器再次投入運(yùn)行前，認(rèn)真檢查有無(wú)金屬或非金屬異物掉落， 遺留在線圈、鐵心內(nèi)及絕緣件上。還應(yīng)進(jìn)行絕緣電阻測(cè)試。 變壓器的溫控器在出現(xiàn)誤報(bào)警、誤跳閘的情況時(shí)，運(yùn)行人員應(yīng)參考溫控器使用說明 書檢查報(bào)警和跳閘的設(shè)定溫度是否正確。若設(shè)置溫度正確，則立即通知變壓器專業(yè)人 員進(jìn)行處理。 17 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 電源回路 電磁鎖回路 開門報(bào)警回路 變壓器門體電磁鎖與變壓器10kV進(jìn)線斷路器閉鎖，當(dāng)進(jìn)線斷路器分閘 后，對(duì)應(yīng)電變壓器門才可打開；變壓器門打開的情況下，進(jìn)線10kV斷 路器不能合閘。 18 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 合閘聯(lián)鎖回路 開門跳閘回路 備用回路 19 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 20 業(yè)內(nèi)優(yōu)講 1、變壓器在