供配電技術及設備習題答案U5.docx

1、5. 1. 1課堂練習（1）認識電力變壓器的原理電力變壓器主要在變電所中用于變換電壓、變換電流、變換功率等，方便電能的傳輸、分配 和使用。在遠距離輸電時，當輸送功率和功率因數一定時，電壓越大，電能損耗越小、成本 越低，遠距離輸電時常采用高壓輸電。變電所中的電力變壓器主要向用電設備供電的配電變 壓器，大多采用普通三相油浸白冷式電力變壓器和環(huán)氧樹脂澆注的干式電力變壓器。（2）變壓器的種類很多，基本原理相同，查閱資料，請敘述電力變壓器與控制變壓器的 異同點。（3）單.相變壓器與三相變壓器有啥區(qū)別？1）電力變壓器基本是三相變壓器，電力變壓器基本由鐵心、繞組、油箱、高壓套管和低壓 套管、油枕、氣體繼電器

2、、分接開關和其他部件組成。單相變壓器種類很多。2）三相變壓器功率大，單相變壓器功率小。3）三相變壓器的基本原理可以認為是3臺對稱單相變壓器的組合。4）單相變壓器的是單相交流電的特性，三相變壓器是三相交流電的特性。5）單相變壓器的初級與次級之間沒有電的聯(lián)系，只有磁的聯(lián)系，三相變壓器的初級與次級 之間有電的聯(lián)系有磁的聯(lián)系。6）結構與特性不同。7）三相變壓器有相應的聯(lián)結組別。5. 1.3課堂練習（1）電力變壓器的連接組別有哪些？三相變壓器連接組別是指變壓器一、二次側繞組采用的連接方式類型及相應的一、二次 側對應線電壓相位關系。高壓繞組分別用符號Y、I）、Z表示，中壓和低壓繞組分別用y、d、 z表示，

3、有中性點引出時分別用YN、ZN和yn、zn表示。變壓器按高壓、中壓和低壓繞組連 接的順序組合就是繞組連接組。為方便表達，用時鐘鐘點表示高低壓側相量關系，常用的連 接組別有 YynO、Dynll、Yznll、Ydll、YNdll 等。具體的連接組別見教材。（2）分析電力變壓器的連接組別，具體敘述Ydll的連接原理。（3）根據圖5-31所示的繞組連接圖，確定聯(lián)結組標號。圖5-31課堂練習（3）題圖5. 1.4課堂練習（1）電力變壓器主要有哪些部件組成？功能是啥？1）鐵心變壓器由鐵心和繞組組成，鐵心構成變壓器的磁路部分，繞組構成變壓器的電路部分。 鐵心一般選擇0. 35mm或0. 5mm厚的冷軋硅鋼

4、片，采用鐵柱和鐵輒交錯重疊而成。一般配電 變壓器多采用同心式繞組，將原、副繞組繞成兩個直徑不同的同心圓筒，低壓繞組套在內側 靠近鐵心，高壓繞組套在外側。鐵心不允許多點接地，多點接地會通過接地點形成回路在鐵心中造成局部短路，產生渦 流，鐵心發(fā)熱，嚴重時可能造成鐵心絕緣損壞，甚至導致變壓器燒毀。2）繞組繞組用絕緣的銅或鋁導線繞制，繞制線圈的導線必須包扎絕緣，常用紙包絕緣，也有采 用漆包線直接繞制。電力變壓器繞組采用同心式結構，同心式的高、低壓繞組同心地套在鐵 心柱上，一般將低壓繞組放在靠近鐵心處，將高壓繞組放在外面。高壓繞組與低壓繞組之間，以及低壓繞組與鐵心柱之間都留有絕緣間隙和散熱通道（油 道或

5、氣道），用絕緣紙筒隔開。絕緣距離的大小，取決于繞組的電壓等級和散熱通道所需要 的間隙。當低壓繞組放在靠近鐵心柱時，壓繞組與鐵心柱所需的絕緣距離小，繞組尺寸也縮 小，變壓器的體積減小。3）油箱油箱由箱體、箱蓋、散熱裝置、放油閥組成，用于盛油、裝鐵心和繞組及散熱。變壓器 油有循環(huán)冷卻和散熱作用，也有絕緣作用。繞組與箱體（箱壁、箱底）有一定距離，通過油 箱內的油進行絕緣。設備的發(fā)熱問題很關鍵，解決電力變壓器的發(fā)熱，應采取措施。4）高壓套管和低壓套管高壓套管和低壓套管都是絕緣套管，變壓器繞組引出線必須穿過絕緣套管，使引出線之 間、引出線與變壓器外殼之間絕緣并固定引出線。電壓越高，對電氣絕緣的要求就越高

6、。低 壓套管一般在瓷套中間穿過一銅桿，高壓套管在瓷套和導桿之間要加上幾層絕緣套。5）儲油柜俗稱油枕，當變壓器油的體積隨油溫度膨脹或縮小時，油枕調節(jié)油量（儲油、補油）， 保證變壓器油箱充滿油，減輕油氧化和受潮程度，增強油的絕緣性能。油枕體枳為變壓器總 油量的2%10%。為準確監(jiān)測油位變化，在油枕側面安裝油位計（或油標管）。變壓器油枕 有波紋式、膠囊式和隔膜式。6）氣體繼電器8（）0kVA及以上油浸式電力變壓器安裝氣體繼電器，用于在變壓器內部發(fā)生故障時的瓦 斯保護，氣體繼電器安裝在油箱與油枕連接管上。當變壓器內部發(fā)生小故障時，氣體繼電器 發(fā)出信號，便于消除故障；當變壓器內部發(fā)生嚴重故障時，氣體繼電

7、器切除故障變壓器，防 止事故擴大。7）吸濕器吸濕器內裝干燥劑如硅膠，干燥劑用于吸收油枕排出或吸入空氣中的水分，保證變壓器 油的良好絕緣性能。為顯示硅膠的受潮狀態(tài)，一般采用變色硅膠。8）防爆管防爆管又稱安全閥或安全氣道，用于防止油箱爆炸事故。800kVA及以上油浸式電力變 壓器，一般均裝有防爆管。防爆管安裝在油箱的上蓋上，由1個喇叭形管子與大氣相通，管 口用薄膜玻璃板或酚醛紙板封住。9）高低壓接線及分接開關電力變壓器如果是降壓配電變壓器，高壓進線接電源，低壓出線接負載。（2）電力變壓器的分接開關有啥功能？是否可以帶電操作？電力變壓器如果是降壓配電變壓器，高壓進線接電源，低壓出線接負載，電力變壓器

8、的分接 開美用于改變變壓器繞組匝數，調節(jié)變壓器輸出電壓。常用的電力變壓器的分接開關不可以帶電操作。（3）請敘述干式電力變壓器的特點，有條件的前提下，觀察實際的干式電力變壓器， 在使用時應當注意哪些？干式變壓器指鐵心和繞組不浸漬在絕緣油中的變壓器，不依靠變壓器油冷卻，依靠空氣 對流冷卻。干式變壓器常用于樓宇、大廈等場所，目前，箱式變電站內的干式變壓器使用迅 速增加。干式變壓器具有專業(yè)特性，形成了產品系列。5. 2. 1課堂練習（1）（1）如果你負責變壓器的驗收，新采購的變壓器應當如何驗收？（2）如果某企業(yè)的供電容量為1200kVA,因生產任務的變化，導致用電容量變化較大， 請做出供電方案中的變壓

9、器供電方式，并敘述應當注意的事項。（3）電力變壓器在運行中溫升太高，有哪些原因？如何判斷？1）變壓器運行允許溫度變壓器運行允許溫度是根據變壓器所使用絕緣材料的耐熱程度規(guī)定的最高溫度。普通油 浸式電力變壓器的絕緣等級為A級，變壓器運行過程中因不同部分溫度不一樣，為方便監(jiān)測 變壓器運行時各部分的溫度，規(guī)定以變壓器油箱內上層油溫來確定變壓器的允許溫度。采用A級絕緣的變壓器正常運行時，當周圍溫度為4（）°C時，規(guī)定變壓器的上層油溫最 高不超過85°Co試驗表明，變壓器上層油溫如超過85°C,油氧化速度會加快，變壓器絕緣 性能和冷卻效果會降低。變壓器耐熱程度用絕緣等級表示，

10、絕緣等級具體指所用絕緣材料的 耐熱等級，分A、E、B、F、H級，其對應最高允許溫度分別為105C、120C、130°C、155C、 180*0；繞組溫升限值為60K、75K、80K、100K、125K；性能參考溫度為80°C、95C、100C、 120°C、145°C。2）變壓器運行允許溫升變壓器運行允許溫度與周圍空氣最高溫度之差為變壓器運行允許溫升。因變壓器的結構 造成內部各部分溫度差別比較大，所以，不能只監(jiān)視變壓器上層油溫不超過允許值，只有上 層油溫及溫升都不超過說明書規(guī)定的允許值時，才能保證變壓器安全運行。對采用A級絕緣 的變壓器，當周困溫度為40

11、°C時，上層油允許溫升為55°C,繞組允許溫升為65C。5. 2. 1課堂練習（2）（1）電力變壓器在運行前應當檢查哪些內容？電力變壓器投入運行前，全面、嚴格的常規(guī)外觀檢查，包括銘牌、標志、警示符號、接 線樁頭等。檢查試驗合格證。如變壓器試驗合格證簽發(fā)日期超過3個月，應重新測試絕緣電阻，阻 值應大于允許值且不小于原試驗值的70%。變壓器本體無缺陷，瓷瓶無裂紋和破損；外表清潔，無遺留雜物；各連接處應連接緊固； 密封處無滲漏現象。分接開關切換在符合電網和用戶要求的位置上，引線適當，接頭接觸良好，各種配套設 備齊全，注意，必須在切斷負載后，才能操作分接開關。變壓器外殼與低壓側的中

12、性點接地良好；基礎牢固穩(wěn)定，變壓器滾輪與基礎上軌道接觸 良好，制動可靠。冷卻裝置、溫度計及其它測量裝置應完整。變壓器的油位應在當時溫度的油位線上（見油枕的油位計），要根據說明書的要求，不 宜過高和過低。變壓器瓦斯繼電器應完好，檢查其動作，符合規(guī)定要求；防爆管內無存油，玻璃完好。 防雷保護齊全，接地電阻合格。（2）電力變壓器運行的允許溫升和絕緣等級之間，有何關系？變壓器運行允許溫度是根據變壓器所使用絕緣材料的耐熱程度規(guī)定的最高溫度。普通油 浸式電力變壓器的絕緣等級為A級，變壓器運行過程中因不同部分溫度不一樣，為方便監(jiān)測 變壓器運行時各部分的溫度，規(guī)定以變壓器油箱內上層油溫來確定變壓器的允許溫度。

13、采用A級絕緣的變壓器正常運行時，當周圍溫度為40C時，規(guī)定變壓器的上層油溫最 高不超過85C。試驗表明，變壓器上層油溫如超過85°C,油氧化速度會加快，變壓器絕緣 性能和冷卻效果會降低。變壓器耐熱程度用絕緣等級表示，絕緣等級具體指所用絕緣材料的 耐熱等級，分A、E、B、F、H級，其對應最高允許溫度分別為105C、120C、130°C、155笆、 180°C：繞組溫升限值為 60K、75K、80K、100K、125K；性能參考溫度為 80°C、95C、100°C、 120°C、145°Co（3）電力變壓器在運行過程中，應檢查哪

14、些方面？為保證變壓器安全可靠運行，應對運行變壓器定期巡回檢查，嚴格監(jiān)視運行數據及狀態(tài)。變壓器上層油溫及高、低繞組溫度現場表計指示與控制盤的表計或顯示應相同，考察各 溫度是否正常，是否接近或超過最高允許限額；變壓器油枕的油位是否正常，各油位表不應 積污或破損，內部無結露；變壓器油流量表指示是否正常，變壓器油質顏色是否劇烈變深， 本體各部位不應漏油、滲油；變壓器電磁噪聲和以往比較應無異常變化，本體及附件不應振 動，各部件溫度正常；冷卻系統(tǒng)運轉是否正常，對強迫油循環(huán)風冷的變壓器，是否有個別風 扇停止運轉，運轉的風扇電動機有無過熱的現象，有無異常聲音和異常振動，油泵是否運行 正常；變壓器冷卻器控制裝置內各個開關是否在運行規(guī)定位置；變壓器外殼接地，鐵芯接地 及各點接地裝置應當完好；變壓器箱蓋的絕緣件如套管、瓷