電力變壓器基本原理與結構

高電壓技術所二〇一〇年五月1電力變壓器基本原理與結構第1頁，共72頁。2變壓器基本知識變壓器保護變壓器結構匯報內容第2頁，共72頁。3匯報內容2變壓器基本知識變壓器結構13變壓器保護第3頁，共72頁。E1=4.44fN1BmSE2=4.44fN2BmS1、變壓器基本工作原理第4頁，共72頁。電壓比1、變壓器基本工作原理電流比第5頁，共72頁。Φm：主磁通ΦL1：漏磁通1）性質上：Φm與I0成非線性關系；ΦL1與I0成線性關系；2）數量上：Φm占99%以上，ΦL1僅占1%以下；3）作用上：Φm起傳遞能量的作用，ΦL1起漏抗壓降作用。2、變壓器空載特性第6頁，共72頁。2、變壓器空載特性第7頁，共72頁。一次側接交流電源，二次側接負載，二次側中便有負載電流流過，這種情況稱為負載運行。3、變壓器的負載運行第8頁，共72頁。

負載運行時的電磁關系3、變壓器的負載運行第9頁，共72頁。1）變壓器使用對象來分類，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、變壓器分類第10頁，共72頁。2）從冷卻和絕緣介質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、變壓器分類第11頁，共72頁。3）變壓器兩大基本結構形式：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。第12頁，共72頁。4、變壓器分類第13頁，共72頁。14匯報內容2變壓器基本知識變壓器結構13變壓器保護第14頁，共72頁。鐵心在變壓器中構成一個閉合的磁路．又是安裝線圈的骨架．對變壓器電磁性能和機械強度是極為重要的部件。1、變壓器鐵心結構第15頁，共72頁。1、變壓器鐵心結構第16頁，共72頁。1、變壓器鐵心結構第17頁，共72頁。1、變壓器鐵心結構第18頁，共72頁。1、變壓器鐵心結構第19頁，共72頁。2、變壓器線圈第20頁，共72頁。1）圓筒式線圈2、變壓器線圈第21頁，共72頁。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。第22頁，共72頁。3）餅式線圈2、變壓器線圈第23頁，共72頁。2、變壓器線圈連續(xù)式線圈第24頁，共72頁。4）糾結式線圈

2、變壓器線圈第25頁，共72頁。

單螺旋線圈5）螺旋式線圈2、變壓器線圈第26頁，共72頁。6）內屏蔽式（插入電容式）2、變壓器線圈第27頁，共72頁。2、變壓器線圈內屏連續(xù)式線圈第28頁，共72頁。2、變壓器線圈糾結連續(xù)式（內屏）線圈第29頁，共72頁。2、變壓器線圈第30頁，共72頁。3、變壓器絕緣結構變壓器內部稍不均勻電場極不均勻電場第31頁，共72頁。內絕緣線圈主絕緣同相繞組之間異相繞組之間繞組對油箱繞組對鐵心柱，繞組對旁柱之間。繞組端部對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地引線對異相線圈縱絕緣一個繞組的不同引線之間開關主絕緣開關對地開關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各部接地之間異相套管之間3、變壓器絕緣結構第32頁，共72頁。1）變壓器主絕緣結構3、變壓器絕緣結構繞組之間，繞組對油箱，繞組對鐵心柱，異相繞組之間絕緣結構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構。第33頁，共72頁。2）變壓器繞組縱絕緣結構

3、變壓器絕緣結構第34頁，共72頁。3）變壓器端部絕緣結構3、變壓器絕緣結構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。第35頁，共72頁。出線端加裝隔板3、變壓器絕緣結構第36頁，共72頁。3、變壓器絕緣結構第37頁，共72頁。3、變壓器絕緣結構第38頁，共72頁。端部出線3、變壓器絕緣結構第39頁，共72頁。出線裝置3、變壓器絕緣結構第40頁，共72頁。線圈絕緣紙筒3、變壓器絕緣結構第41頁，共72頁。絕緣壓板3、變壓器絕緣結構第42頁，共72頁。端部靜電環(huán)端部角環(huán)3、變壓器絕緣結構第43頁，共72頁。引線夾木3、變壓器絕緣結構第44頁，共72頁。主要是套管對地和套管之間空間距離和套管沿面爬距。4）變壓器外絕緣結構3、變壓器絕緣結構第45頁，共72頁。3、變壓器絕緣結構油油套管油氣套管油紙電容式第46頁，共72頁。3、變壓器絕緣結構第47頁，共72頁。4、散熱方式自冷方式風冷方式強油風冷方式強油水冷方式第48頁，共72頁。4、散熱方式第49頁，共72頁。4、散熱方式對強油冷卻方式應注意幾個問題(1)油泵與風扇失去供電電源時，變壓器就不能運行，即使空載也不能運行。因此應有兩個獨立電源供冷卻器使用。(2)潛油泵不能有定子與轉子掃膛現象，一旦掃膛，金屬異物進入繞組會引起擊穿事故。油路設計時不能使?jié)撚捅卯a生負壓，有負壓時勿吸入空氣，影響絕緣強度。(3)強油冷卻的油面溫升較低，不能以油面溫度來判斷繞組溫升。尤其強油水冷，繞組溫升接近規(guī)定限值時，油面溫升很低。(4)超高壓變壓器采甩強油冷卻時還應防止油流放電現象。在繞組內油路設計時，應防止油的紊流，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。在啟動冷卻器時可逐個啟動到應投入的冷卻器數。(5)選用大容量冷卻器時應注意油流不能短路，要使冷卻后的油能進入繞組。第50頁，共72頁。5、調壓裝置無勵磁分接開關有載分接開關第51頁，共72頁。M型V型5、調壓裝置有載分接開關第52頁，共72頁。K1K2K4RRK3第53頁，共72頁。5、調壓裝置三相自耦式變壓器高壓有載開關第54頁，共72頁。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）溫度計第55頁，共72頁。1）壓力釋放閥6、其他壓力釋放閥第56頁，共72頁。2)變壓器油枕6、其他供變壓器冷熱膨脹呼吸使用第57頁，共72頁。6、其他油枕波紋式（外油式）第58頁，共72頁。6、其他油枕波紋式（內油式）第59頁，共72頁。6、其他敞開式第60頁，共72頁。6、其他隔膜式第61頁，共72頁。6、其他第62頁，共72頁。6、其他膠囊式第63頁，共72頁。A、罩

B、項針

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（跳閘用）Q、調節(jié)桿R、干簧節(jié)點（信號用）S、套管

T、嘴子

3）氣體繼電器6、其他第64頁，共72頁。4）溫度計大型變壓器都裝有測量上層油溫的帶電接點的測溫裝置，它裝在變壓器油箱外，便于運行人員監(jiān)視變壓器油溫情況。6、其他頂層溫度計第65頁，共72頁。66匯報內容2變壓器基本知識變壓器結構13變壓器保護第66頁，共72頁。671、變壓器的故障油箱內的故障油箱外的故障第67頁，共72頁。682變壓器保護配置1）電量保護（1）縱差保護（2）相間短路的后備保護（3）零序保護（4）過負荷保護2）非電量保護(1)氣體保護（2）冷卻器故障保護（3）變壓器溫度保護第68頁，共72頁。692變壓器保護配置主變差動與瓦斯保護的作用有哪些區(qū)別?(1)差動保護為變壓器的主保護;瓦斯保護為變壓器內部故障時的主保護。(2)差動保護的保護范圍為主變各側差動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)瓦斯保護范圍a：變壓器內部多相短路。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：分接開關接觸不良或導線焊接不良。(4)差動保護可裝在變壓器、發(fā)電機、分段母線、線路上，而瓦斯保護為變壓器獨有的保護。第69頁，共72頁。70（1）在變壓器的加油、濾油、換油、冷卻系統(tǒng)不嚴密或換硅膠過程中有空氣進入變壓器油箱。（2）由于溫度下降或漏油致使油面低于氣體繼電器輕瓦斯浮筒以下。（3）變壓器的輕微故障，產生少量氣體。（4）變壓器發(fā)生穿越性短路故障。（5）氣體繼電器或二次回路故障。2變壓器保護配置變壓器的輕瓦斯保護動作的原因：第70頁，共72頁。71謝謝第71頁，共72頁。內容梗概高電壓技術所。1）性質上：Φm與I0成非線性關系。ΦL1與I0成線性關系。2）數量上：Φm占99%以上，ΦL1僅占1%以下。3）作用上：Φm起傳遞能量的作用，ΦL1起漏抗壓降作用。一次側接交流電源，二次側接負載，二次側中便有負載電流流過，這種情況稱為負載運行。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、啟動變壓器、礦用變壓器等等。殼式變壓器鐵心的軛包圍住線圈，好象形成一個外殼，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。鐵心在變壓器中構成一個閉合的