电力变压器概论q课件

电力变压器概论电力变压器基础知识电力变压器概论电力变压器概论byqbyq 变压器的用途和分类变压器的用途和分类 变压器的用途变压器的用途 众所周知，电从发电机发出以后，为了减少线路上电能损耗，通过众所周知，电从发电机发出以后，为了减少线路上电能损耗，通过升压变压器送到电网，再经过几级降低电压后才至用户。升压变压器送到电网，再经过几级降低电压后才至用户。变压器是借助于电磁感应原理，以相同的频率在两个或两个以上绕变压器是借助于电磁感应原理，以相同的频率在两个或两个以上绕组之间变换交流电压和电流而传输电能的一种静止电器。组之间变换交流电压和电流而传输电能的一种静止电器。具体来说，电厂发出电能后，通常电压为具体来说，电厂发出电能后，通常电压为6.3kV6.3kV和和10.5kV10.5kV，经过电，经过电厂的升压变压器，升高为厂的升压变压器，升高为110kV110kV，再经过高压线路传输后，到达各，再经过高压线路传输后，到达各个变电站，通过降压变压器，降低为个变电站，通过降压变压器，降低为10.5kV10.5kV，再把这一电压等级的，再把这一电压等级的电能传输到各个专业厂，通过厂配电间的变压器，降低为电能传输到各个专业厂，通过厂配电间的变压器，降低为400V400V供生供生产设备使用。所以，变压器是电力系统中不可缺少的重要设备。产设备使用。所以，变压器是电力系统中不可缺少的重要设备。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq一、二次绕组的电压比就等于匝数比。因此，一、二次绕组的电压比就等于匝数比。因此，只要改变两个绕组中任一个大匝数，就可改变只要改变两个绕组中任一个大匝数，就可改变一、二次绕组的电压比，从而实现改变电压的一、二次绕组的电压比，从而实现改变电压的目的。目的。由此可见，由此可见，变压器一、二次侧感应电势之比等变压器一、二次侧感应电势之比等变压器一、二次侧感应电势之比等变压器一、二次侧感应电势之比等于等于一、二次侧绕组匝数之比。变压器一、于等于一、二次侧绕组匝数之比。变压器一、于等于一、二次侧绕组匝数之比。变压器一、于等于一、二次侧绕组匝数之比。变压器一、二次侧绕组因匝数不同将导致一、二侧绕组的二次侧绕组因匝数不同将导致一、二侧绕组的二次侧绕组因匝数不同将导致一、二侧绕组的二次侧绕组因匝数不同将导致一、二侧绕组的电压高低不等，匝数多的一边电压高，匝数少电压高低不等，匝数多的一边电压高，匝数少电压高低不等，匝数多的一边电压高，匝数少电压高低不等，匝数多的一边电压高，匝数少的一边电压低，这就是变压器能够改变电压的的一边电压低，这就是变压器能够改变电压的的一边电压低，这就是变压器能够改变电压的的一边电压低，这就是变压器能够改变电压的道理。道理。道理。道理。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq而电流的变换关系与电压的变换关系正好相反。而电流的变换关系与电压的变换关系正好相反。变压器一次电流和二次电流之比等于变压器二变压器一次电流和二次电流之比等于变压器二次电压和一次电压之比，也等于变压器二次匝次电压和一次电压之比，也等于变压器二次匝数和一次线圈匝数之比数和一次线圈匝数之比 由此可见，变压器一、二次电流之比与一、二由此可见，变压器一、二次电流之比与一、二由此可见，变压器一、二次电流之比与一、二由此可见，变压器一、二次电流之比与一、二次绕组的匝数比成反比。即变压器匝数多的一次绕组的匝数比成反比。即变压器匝数多的一次绕组的匝数比成反比。即变压器匝数多的一次绕组的匝数比成反比。即变压器匝数多的一侧电流小，匝数少的一侧电流大，也就是电压侧电流小，匝数少的一侧电流大，也就是电压侧电流小，匝数少的一侧电流大，也就是电压侧电流小，匝数少的一侧电流大，也就是电压高的一侧电流小，电压低的一侧电流大。高的一侧电流小，电压低的一侧电流大。高的一侧电流小，电压低的一侧电流大。高的一侧电流小，电压低的一侧电流大。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq由于对用电要求的不同，以及便于配备相适应的各种电器元件，将电压分成了许多等级500v及以下、3kv、6kv、10kv、35kv、66kv、110kv、154kv、220kv、330kv、500kv、750kv、1000kv电力变压器概论电力变压器概论byqbyq电力变压器的分类电力变压器的分类电力变压器的分类电力变压器的分类升压变压器；用于将低电压变为高低压作远距离输送。升压变压器；用于将低电压变为高低压作远距离输送。降压变压器：用于将高电压变为低电压以适应电网的要求。降压变压器：用于将高电压变为低电压以适应电网的要求。配电变压器：凡低压侧电压为配电变压器：凡低压侧电压为400V400V（单相为（单相为230V230V）的变）的变压器称为配电变压器，一般高压侧电压为压器称为配电变压器，一般高压侧电压为6-10KV6-10KV（电站中（电站中也有也有3KV3KV）。如果高压侧电压为）。如果高压侧电压为35KV35KV（或（或66KV110KV66KV110KV的）的）称为直配配电变压器，简称直配变。配电变压器用于配电称为直配配电变压器，简称直配变。配电变压器用于配电网络，适用于工农业生产和人们日常生活的要求。网络，适用于工农业生产和人们日常生活的要求。联络变压器：用于两变电所系统的联络。联络变压器：用于两变电所系统的联络。厂用变或所用变：用于发电厂和变电所自用变压器，也可厂用变或所用变：用于发电厂和变电所自用变压器，也可指厂矿企业专用变压器。指厂矿企业专用变压器。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq铭牌铭牌变压器的各项技术数据反映了变压器的全部性能。变压器的各项技术数据反映了变压器的全部性能。它们是变压器生产、订货和使用时的主要依据，它们是变压器生产、订货和使用时的主要依据，变压器中常用到的一些数据则标在铭牌上，铭牌变压器中常用到的一些数据则标在铭牌上，铭牌用铜材或铝材制成，固定在变压器外壳容易观察用铜材或铝材制成，固定在变压器外壳容易观察到的显著位置上，填写的内容应是冲印的。铭牌到的显著位置上，填写的内容应是冲印的。铭牌上除标出变压器名称、型号、产品代号、标准编上除标出变压器名称、型号、产品代号、标准编号、制造厂名、出厂序号、制造年月，还标出变号、制造厂名、出厂序号、制造年月，还标出变压器的技术数据、联结组标号、短路阻抗、冷却压器的技术数据、联结组标号、短路阻抗、冷却方式、总重、油重等。方式、总重、油重等。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq型号和技术数据 变压器的型号采用汉语拼音大写字母表示，或其他合适字母来表示产品的主要特征，有阿拉伯数字表示产品性能水平代号或设计序号和规格代号如下：电力变压器概论电力变压器概论byqbyq电力变压器概论电力变压器概论byqbyq额定容量额定容量SeSe：变压器在厂家铭牌规定的额定电压、：变压器在厂家铭牌规定的额定电压、额定电流下连续运行时，能输出的容量。单位是额定电流下连续运行时，能输出的容量。单位是kVAkVA。目前，我国变压器的容量按目前，我国变压器的容量按R10R10系列组合，按近系列组合，按近似取似取1.261.26倍递增，有倍递增，有10KVA20KVA30KVA40KVA50KVA63KVA80K10KVA20KVA30KVA40KVA50KVA63KVA80KVA100KVA125KVA160KVA200KVA250KVA31VA100KVA125KVA160KVA200KVA250KVA315KVA400KVA500KVA630KVA800KVA1000KV5KVA400KVA500KVA630KVA800KVA1000KVA A等等电力变压器概论电力变压器概论byqbyq额定电压Ue：变压器长时间运行时所能承受的工作电压（铭牌值为调压中间分接头的值）。以kV表示。额定电流Ie：变压器在额定容量下允许长期通过的电流。单位是A。短路阻抗Uk:曾称短路电压、阻抗电压。为了有利电压质量，一般取Uk为5%左右，而对较大型变压器Uk可取10%-28%甚至更大电力变压器概论电力变压器概论byqbyq 负载损耗负载损耗PKPK（铜损）把变压器的二次绕组短路，在一次绕组额定分接（铜损）把变压器的二次绕组短路，在一次绕组额定分接头位置上通入额定电流，此时电力变压器所消耗的功率称为负载损耗，头位置上通入额定电流，此时电力变压器所消耗的功率称为负载损耗，它包括以下两个部分：它包括以下两个部分：1 1）直流电阻损耗）直流电阻损耗 决定于绕组的电阻值决定于绕组的电阻值 2)2)附加损耗附加损耗 由于漏磁沿截面和长度分布不均的线匝而产生的杂散损由于漏磁沿截面和长度分布不均的线匝而产生的杂散损耗耗 一般测量的数据，换算至一般测量的数据，换算至7575时的数值标于铭牌上，单位为时的数值标于铭牌上，单位为WW火火KWKW 空载电流空载电流I0 I0 当变压器在额定电压下二次侧空载时，一次绕组中通当变压器在额定电压下二次侧空载时，一次绕组中通过的电流称为空载电流。因为空载电流仅起励磁作用，所以又称励磁过的电流称为空载电流。因为空载电流仅起励磁作用，所以又称励磁电流。常用额定电流的百分数来表示。电流。常用额定电流的百分数来表示。空载损耗空载损耗P0 P0（铁损）（铁损）当额定频率的额定电压施加到一个绕组的端子，当额定频率的额定电压施加到一个绕组的端子，其它绕组开路时，所吸取的有功功率。它包括变压器的铁心的励磁损其它绕组开路时，所吸取的有功功率。它包括变压器的铁心的励磁损耗和涡流损耗，是变压器的一个重要的性能指标，与变压器铁心的性耗和涡流损耗，是变压器的一个重要的性能指标，与变压器铁心的性质及制造工艺和施加的电压有关。单位为质及制造工艺和施加的电压有关。单位为WW或或KWKW。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq 温升温升 变压器绕组或上层油面的温度与变压器周围环境的温度之差，称变压器绕组或上层油面的温度与变压器周围环境的温度之差，称为绕组或上层油面的温升，在每一台变压器的铭牌上都规定了其温升为绕组或上层油面的温升，在每一台变压器的铭牌上都规定了其温升的限值。的限值。变压器的连结组变压器的连结组 三相变压器的联接有星形三相变压器的联接有星形(Y)(Y)联结、三角形联结、三角形(D)(D)联结与曲折（联结与曲折（Z Z）联结。）联结。单相和三相联结组别单相和三相联结组别 根据变压器一、二次绕组的相位关系，把变压器根据变压器一、二次绕组的相位关系，把变压器绕组连接成各种不同的组合，称为绕组的联结组。为了区别不同的联绕组连接成各种不同的组合，称为绕组的联结组。为了区别不同的联结组，常采用时钟表示法，即把高压侧线电压的相量作为时钟的长针，结组，常采用时钟表示法，即把高压侧线电压的相量作为时钟的长针，固定在固定在1212上，低压侧线电压的相量作为时钟的短针，看短针指在哪一上，低压侧线电压的相量作为时钟的短针，看短针指在哪一个数字上，就作为该联结组的标号。个数字上，就作为该联结组的标号。频率就是电压或电流完成一个周波所需时间的倒数。我国为频率就是电压或电流完成一个周波所需时间的倒数。我国为50H z50H z，有些国家为有些国家为60Hz60Hz。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq变压器的工作原理和基本理论变压器的工作原理和基本理论变压器的工作原理变压器的工作原理变压器的基本原理是电磁感应原理。是变压器的基本原理是电磁感应原理。是“电生磁、电生磁、磁生电磁生电”现象的一个具体体现。要明白这个原理，现象的一个具体体现。要明白这个原理，我们先来了解磁与电相互转换的知识。我们先来了解磁与电相互转换的知识。螺线管的磁场螺线管的磁场(电生磁电生磁)用导线绕成若干个螺旋型的线圈叫做螺线管。当用导线绕成若干个螺旋型的线圈叫做螺线管。当其中有电流流过时，其所建立的磁场如图所示。其中有电流流过时，其所建立的磁场如图所示。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq电力变压器概论电力变压器概论byqbyq 螺线管所建立的磁场方向，可以用右手螺旋定则确定，即用右手握住螺线管所建立的磁场方向，可以用右手螺旋定则确定，即用右手握住螺线管，四指指示螺线管中的电流方向，大拇指指示的方向就是螺线螺线管，四指指示螺线管中的电流方向，大拇指指示的方向就是螺线管产生的磁场方向。管产生的磁场方向。螺线管产生磁场的强弱，决定于螺线管道匝数和导体中电流大小，匝螺线管产生磁场的强弱，决定于螺线管道匝数和导体中电流大小，匝数越多，电流越大，则产生的磁力线越多，磁场就越强。数越多，电流越大，则产生的磁力线越多，磁场就越强。现以单相变压器为例来说明变压器的工作原理。习惯上把变压器接电现以单相变压器为例来说明变压器的工作原理。习惯上把变压器接电源的一侧叫做一次侧，一次侧的绕组叫做一次绕组；把变压器接负载源的一侧叫做一次侧，一次侧的绕组叫做一次绕组；把变压器接负载的一侧叫做二次侧，二次侧的绕组叫做二次绕组。的一侧叫做二次侧，二次侧的绕组叫做二次绕组。当变压器的一次绕组接通交流电源时，在绕组中就会有交变的电流通当变压器的一次绕组接通交流电源时，在绕组中就会有交变的电流通过，并在铁心中产生交变的磁通，该交变磁通与一次、二次绕组交链，过，并在铁心中产生交变的磁通，该交变磁通与一次、二次绕组交链，在它们中都会感应出交变的感应电动势。二次绕组有了感应电动势，在它们中都会感应出交变的感应电动势。二次绕组有了感应电动势，如果接上负载，便可以向负载供电，传输电能，实现了能量从一次侧如果接上负载，便可以向负载供电，传输电能，实现了能量从一次侧到二次侧的传递到二次侧的传递电力变压器概论电力变压器概论byqbyq电力变压器概论电力变压器概论byqbyq变压器的器身结构电力变压器概论电力变压器概论byqbyq电力变压器概论电力变压器概论byqbyq电力变压器概论电力变压器概论byqbyq铁心铁心它是变压器电磁感应的磁通路，变压器的一、二次绕组都它是变压器电磁感应的磁通路，变压器的一、二次绕组都绕在铁心上，铁心是用导磁性能很好的硅钢片叠装组成的绕在铁心上，铁心是用导磁性能很好的硅钢片叠装组成的闭合磁路。为了减少涡流，铁心一般采用含硅闭合磁路。为了减少涡流，铁心一般采用含硅1%-4.5%1%-4.5%，厚度为厚度为0.23-0.35mm0.23-0.35mm的硅钢片叠装而成。的硅钢片叠装而成。铁芯结构及作用：由铁芯柱和铁轭组成，其作用就是形成铁芯结构及作用：由铁芯柱和铁轭组成，其作用就是形成磁路，绕组套装在铁芯柱上，铁轭使整个磁路闭合，铁芯磁路，绕组套装在铁芯柱上，铁轭使整个磁路闭合，铁芯是变压器的磁路。是变压器的磁路。铁芯分类：心式和壳式。心式铁芯特点是铁轭只靠着绕组铁芯分类：心式和壳式。心式铁芯特点是铁轭只靠着绕组的顶面和底面，其效果是结构比较简单，绕组的布置和绝的顶面和底面，其效果是结构比较简单，绕组的布置和绝缘也比较容易，被绝大多数变压器采用；壳式铁芯特点是缘也比较容易，被绝大多数变压器采用；壳式铁芯特点是铁轭包围绕组的侧面，只在一些特种变压器中采用。铁轭包围绕组的侧面，只在一些特种变压器中采用。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq电力变压器概论电力变压器概论byqbyq绕组它是变压器的电路部分。变压器分高、低压绕组，即一次、二次两绕组。它是由绝缘铜线或铝线绕成的多层线圈套装在铁心上。导线外边的绝缘一般采用纸绝缘。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq电力变压器概论电力变压器概论byqbyq油箱 它是变压器的外壳，内装铁心、绕组和变压器油，同时起一定的散热作用。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq电力变压器概论电力变压器概论byqbyq储油柜（油枕）当变压器油的体积随油温的变化而膨胀或缩小时，储油柜起着储油及补油的作用，以保证油箱内充满油。储油柜还能减少油与空气的接触面，防止油被过速氧化和受潮。一般储油柜的容积，为变压器油箱的1/10。储油柜上装有油标管，用以监视油位的变化，即油位计。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq电力变压器概论电力变压器概论byqbyq散热器当变压器上层油温与下层油温产生温差时，通过散热器形成油的循环，使油经散热器冷却后流向油箱，起到降低变压器油温的作用。为提高变压器油冷却的效果，可采用风冷、强（迫）油循环风冷和强油水冷等措施电力变压器概论电力变压器概论byqbyq电力变压器概论电力变压器概论byqbyq安全气道安全气道装于变压器的顶盖上，筒状或喇叭形的管子，管装于变压器的顶盖上，筒状或喇叭形的管子，管口用玻璃板封住并用玻璃刀刻上口用玻璃板封住并用玻璃刀刻上”+”+”字。当变压字。当变压器内部有故障时，油温升高，油剧烈分解产生大器内部有故障时，油温升高，油剧烈分解产生大量气体，使油箱内压力剧增，这时安全气道玻璃量气体，使油箱内压力剧增，这时安全气道玻璃板破碎，油及气体从管口喷出，以防止变压器油板破碎，油及气体从管口喷出，以防止变压器油箱爆炸或变形，目前，一般装压力释放阀来代替箱爆炸或变形，目前，一般装压力释放阀来代替 安全气道（又称防爆管）安全气道（又称防爆管）高、低压绝缘套管（瓷套管）高、低压绝缘套管（瓷套管）它是变压器高、低压绕组的引线引到油箱外部的它是变压器高、低压绕组的引线引到油箱外部的绝缘装置，起着固定引线和对地绝缘的作用。绝缘装置，起着固定引线和对地绝缘的作用。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq电力变压器概论电力变压器概论byqbyq分接开关分接开关它是调整电压比的装置。双绕组变压器的一次绕组及三绕它是调整电压比的装置。双绕组变压器的一次绕组及三绕组变压器的一、二次绕组一般都有组变压器的一、二次绕组一般都有3-53-5个分接位置（三个个分接位置（三个分接头中的中间分接头为额定电压位置，相邻分接头相差分接头中的中间分接头为额定电压位置，相邻分接头相差5%,5%,多分接头的变压器相邻分接头相差多分接头的变压器相邻分接头相差2.5%2.5%）气体继电器气体继电器它是变压器的主要保护装置，装于变压器的油箱和储油柜它是变压器的主要保护装置，装于变压器的油箱和储油柜的连接管上。变压器内部发生故障时，气体继电器的上触的连接管上。变压器内部发生故障时，气体继电器的上触头接信号电路，下触头接断路器掉闸电路，能发出信号并头接信号电路，下触头接断路器掉闸电路，能发出信号并使断路器掉闸。使断路器掉闸。附件附件变压器还有温度计、净油器、油位计等附件。变压器还有温度计、净油器、油位计等附件。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq 绝缘概述绝缘概述 变压器在电网中运行时，除承受正常状况下的电压和电流的作用外，还要承受各种短变压器在电网中运行时，除承受正常状况下的电压和电流的作用外，还要承受各种短时的异常电压和电流的作用。因此，变压器在设计和制造时，必须考虑在异常情况下时的异常电压和电流的作用。因此，变压器在设计和制造时，必须考虑在异常情况下有足够的安全可靠性。安全可靠性应包括电气绝缘强度、热性能、机械强度等几个方有足够的安全可靠性。安全可靠性应包括电气绝缘强度、热性能、机械强度等几个方面。面。变压器绝缘的分类变压器绝缘的分类 变压器绝缘为油纸组合绝缘，是用变压器油和绝缘纸组成的绝缘。变压器绝缘分为外变压器绝缘为油纸组合绝缘，是用变压器油和绝缘纸组成的绝缘。变压器绝缘分为外绝缘和内绝缘。外绝缘是指变压器外部绝缘部分。内绝缘包括绕组绝缘、引线绝缘、绝缘和内绝缘。外绝缘是指变压器外部绝缘部分。内绝缘包括绕组绝缘、引线绝缘、分接开关绝缘和套管下部绝缘。分接开关绝缘和套管下部绝缘。变压器的绝缘材料按其耐热等级可分为变压器的绝缘材料按其耐热等级可分为YAEBFHGYAEBFHG七级绝缘级，它们的最高允许温七级绝缘级，它们的最高允许温度分别是度分别是9090105105120120130130155155180180180180 变压器油变压器油 纯净的变压器油的耐压强度可达纯净的变压器油的耐压强度可达200-250KV/CM200-250KV/CM，比空气高，比空气高4-74-7倍。因此，用它作为绝倍。因此，用它作为绝缘，可大大缩小变压器的体积。因为纸和纸板的原料丰富、价格便宜、机械强度尚好、缘，可大大缩小变压器的体积。因为纸和纸板的原料丰富、价格便宜、机械强度尚好、浸油后耐压强度高，故得到广泛的应用。浸油后耐压强度高，故得到广泛的应用。变压器油油变压器油油1010号、号、2525号、号、4545号三个牌号。前两个凝固点为号三个牌号。前两个凝固点为-10-10、-25-25；后者凝固点；后者凝固点位位-45-45，可以用于寒冷地区。，可以用于寒冷地区。电力变压器概论电力变压器概论byqbyq 谢谢大家电力变压器概论电力变压器概论byqbyq