《相變壓器及運(yùn)行》課件

相變壓器及運(yùn)行本課程將深入探討相變壓器的結(jié)構(gòu)、原理和運(yùn)行。我們將學(xué)習(xí)這種關(guān)鍵電力設(shè)備的各個(gè)方面，從基本組成到復(fù)雜的運(yùn)行機(jī)制。相變壓器簡介定義相變壓器是電力系統(tǒng)中的核心設(shè)備，用于改變交流電壓的大小。功能它能夠在不同電壓等級之間傳輸電能，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。重要性相變壓器在電力傳輸和分配中起著不可或缺的作用。相變壓器的組成繞組主要由銅導(dǎo)線制成，分為高壓和低壓繞組。鐵芯由硅鋼片疊壓而成，用于傳導(dǎo)磁通。絕緣系統(tǒng)確保各部件之間的電氣隔離。冷卻系統(tǒng)維持變壓器的正常工作溫度。繞組與鐵芯繞組繞組是變壓器的核心部件，負(fù)責(zé)電壓的轉(zhuǎn)換。高壓繞組通常使用細(xì)導(dǎo)線多匝數(shù)，低壓繞組則相反。鐵芯鐵芯由高質(zhì)量硅鋼片疊壓而成，具有良好的磁導(dǎo)性。它的設(shè)計(jì)直接影響變壓器的效率和性能。冷卻裝置油浸式冷卻使用變壓器油作為冷卻介質(zhì)，適用于大型變壓器。風(fēng)冷式利用風(fēng)扇強(qiáng)制對流冷卻，適用于中小型變壓器。水冷式使用水作為冷卻介質(zhì)，適用于特殊環(huán)境。絕緣材料1固體絕緣如紙板、絕緣紙等，用于繞組間和對地絕緣。2液體絕緣如變壓器油，兼具絕緣和冷卻作用。3氣體絕緣如SF6氣體，用于特殊類型的變壓器。連接方式Y(jié)型連接適用于高壓側(cè)，可降低繞組絕緣要求。Δ型連接適用于低壓側(cè)，可抑制諧波。Z型連接用于特殊情況，可平衡負(fù)載。相變壓器的分類1按相數(shù)單相、三相2按用途電力、配電、特種3按冷卻方式油浸式、干式4按結(jié)構(gòu)芯式、殼式單相變壓器結(jié)構(gòu)簡單僅有一個(gè)初級繞組和一個(gè)次級繞組。應(yīng)用范圍主要用于小功率電器和電子設(shè)備。特點(diǎn)體積小、重量輕，但不適合大功率傳輸。三相變壓器大功率適用于大功率電力傳輸和分配。高效率比單相變壓器更高效，鐵芯利用率更高。平衡性好可以平衡三相負(fù)載，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。相變壓器的工作原理電磁感應(yīng)基于法拉第電磁感應(yīng)定律。交變磁場初級繞組產(chǎn)生交變磁場。感應(yīng)電壓次級繞組感應(yīng)出電壓。能量轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)不同電壓等級間的能量傳遞。磁通鏈定義穿過線圈的磁通量與線圈匝數(shù)的乘積。意義反映變壓器中磁場與電場的相互作用。計(jì)算Ψ=NΦ，其中N為匝數(shù)，Φ為磁通量。自感和互感自感線圈中電流變化產(chǎn)生的自感電動勢。影響變壓器的電壓調(diào)節(jié)特性。互感一個(gè)線圈中電流變化在另一個(gè)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢。是變壓器工作的基礎(chǔ)。電壓變換比1定義初級電壓與次級電壓之比。2計(jì)算K=U1/U2=N1/N2，其中N為匝數(shù)。3意義決定變壓器的升壓或降壓能力。4應(yīng)用根據(jù)需要選擇合適的變壓器。電流變換比1電流反比I1:I2=N2:N12功率守恒忽略損耗，U1I1=U2I23實(shí)際應(yīng)用考慮效率，U1I1η=U2I2配合功率與功率因數(shù)配合功率變壓器的額定容量，單位為kVA。功率因數(shù)有功功率與視在功率之比。影響影響變壓器的效率和容量利用率。相變壓器的熱特性熱源主要來自鐵損和銅損。熱分布繞組溫度最高，油面和頂層油溫次之。熱效應(yīng)影響絕緣壽命和變壓器效率。監(jiān)測需實(shí)時(shí)監(jiān)控溫度，防止過熱。負(fù)載與升溫空載僅有鐵損產(chǎn)熱。輕載溫升緩慢，主要由鐵損決定。滿載溫升顯著，銅損占主導(dǎo)。過載溫度急劇上升，可能導(dǎo)致故障。冷卻方式自然冷卻依靠自然對流散熱，適用于小型變壓器。強(qiáng)迫油循環(huán)使用泵強(qiáng)制循環(huán)油流，提高散熱效率。水冷使用水作為冷卻介質(zhì)，適用于大功率變壓器。相變壓器的損耗及效率1總損耗鐵損+銅損2鐵損渦流損耗+磁滯損耗3銅損與負(fù)載電流平方成正比4效率輸出功率/輸入功率鐵損渦流損耗由鐵芯中感應(yīng)電流產(chǎn)生，與頻率和磁通密度的平方成正比。磁滯損耗由鐵芯磁化方向反復(fù)變化引起，與頻率和磁通密度的1.6-2次方成正比。降低方法使用高質(zhì)量硅鋼片，減小鐵芯厚度，采用疊片結(jié)構(gòu)。銅損定義變壓器繞組中的焦耳熱損耗。計(jì)算P=I2R，與電流的平方成正比。特點(diǎn)隨負(fù)載變化，空載時(shí)幾乎為零。減少方法增大導(dǎo)線截面，減小繞組長度，使用低電阻率材料。效率計(jì)算輸入功率Pin=Pout+Ploss輸出功率Pout=U2I2cosφ損耗Ploss=Piron+Pcopper效率η=Pout/Pin=Pout/(Pout+Ploss)相變壓器的試驗(yàn)類型包括出廠試驗(yàn)、型式試驗(yàn)和特殊試驗(yàn)。目的驗(yàn)證變壓器的性能和質(zhì)量。安全確保變壓器運(yùn)行的可靠性和安全性?？蛰d試驗(yàn)1目的測定變壓器的鐵損和空載電流。2方法在額定電壓下給低壓側(cè)通電，高壓側(cè)開路。3測量測量輸入功率、電壓和電流。4結(jié)果分析計(jì)算鐵損和空載電流百分比。短路試驗(yàn)?zāi)康臏y定變壓器的阻抗電壓和負(fù)載損耗。在低電壓下進(jìn)行，避免大電流對設(shè)備造成損害。步驟1.短接次級繞組2.給初級繞組施加電壓3.調(diào)節(jié)電壓至額定電流4.測量輸入功率和電壓浪涌沖擊試驗(yàn)?zāi)康尿?yàn)證變壓器絕緣對雷電沖擊的耐受能力。方法施加標(biāo)準(zhǔn)波形的高壓脈沖，觀察變壓器反應(yīng)。評估通過波形分析判斷絕緣是否合格。絕緣試驗(yàn)1工頻耐壓試驗(yàn)施加高于額定電壓的交流電壓。2局部放電測量檢測絕緣中的微小放電。3絕緣電阻測量使用兆歐表測量絕緣電阻。4介質(zhì)損耗角測量評估絕緣材料的品質(zhì)。相變壓器的運(yùn)行監(jiān)控實(shí)時(shí)監(jiān)測溫度、電壓、電流等參數(shù)。維護(hù)定期檢查和保養(yǎng)，確保正常運(yùn)行。優(yōu)化調(diào)整運(yùn)行參數(shù)，提高效率