干式变压器的原理、维护及检修课件

水水干式变压器的原理、干式变压器的原理、维护及检修维护及检修水水12目目 录录1 电力电力变压器变压器 1.1 简介简介 1.2 主要主要部件部件 1.3 工作原理工作原理 1.4 型号及表示含义型号及表示含义2 干式变压器干式变压器 2.1简介简介 2.2 分类分类 2.3 性能比较性能比较 2.4 工作原理工作原理 2.5 温度控制系统温度控制系统3 维护及检修维护及检修 3.1 日常维护项目日常维护项目 3.2 检修内容检修内容 3.3 检修步骤及质量标准检修步骤及质量标准 3.4 注意事项注意事项4 感谢感谢目 录2水1 电力变压器电力变压器1.1简介简介 电力电力变压器是一种静止的电气设备，变压器是一种静止的电气设备，是用来将某一数值的交流电压（电流）变是用来将某一数值的交流电压（电流）变成频率相同的另一种或几种数值不同的电成频率相同的另一种或几种数值不同的电压（电流）的设备。压（电流）的设备。电力电力变压器变压器一般分为油浸式和干式两一般分为油浸式和干式两种，目前油浸式变压器用与升压变压器、种，目前油浸式变压器用与升压变压器、降压变压器、联络变压器和配电变压器等；降压变压器、联络变压器和配电变压器等；干式变压器特别是用于低损耗或节能型的，干式变压器特别是用于低损耗或节能型的，以获得越来越广泛的应用。以获得越来越广泛的应用。水1 电力变压器1.1简介3水水1.2 主要部件主要部件变压器主要有：铁芯、绕组、油箱、附件等组成变压器主要有：铁芯、绕组、油箱、附件等组成。铁芯：是变压器的磁路部分，由铁芯柱（柱上套装绕组）、铁轭（连接铁芯铁芯：是变压器的磁路部分，由铁芯柱（柱上套装绕组）、铁轭（连接铁芯以形成闭合磁路）组成，为了减小涡流和磁滞损耗，提高磁路的导磁性，铁芯采以形成闭合磁路）组成，为了减小涡流和磁滞损耗，提高磁路的导磁性，铁芯采用用0.35mm0.5mm厚的硅钢片涂绝缘漆后交错叠成。厚的硅钢片涂绝缘漆后交错叠成。绕组：是变压器的电路部分，采用铜线或铝线绕制而成，原、副绕组同心套绕组：是变压器的电路部分，采用铜线或铝线绕制而成，原、副绕组同心套在铁芯柱上。为便于绝缘，一般低压绕组在里，高压绕组在外，但大容量的低压在铁芯柱上。为便于绝缘，一般低压绕组在里，高压绕组在外，但大容量的低压大电流变压器，考虑到引出线工艺困难，往往把低压绕组套在高压绕组的外面。大电流变压器，考虑到引出线工艺困难，往往把低压绕组套在高压绕组的外面。油箱：是装器身和变压器油的，为了便于散热，有的箱壁上焊有散热管。变压油箱：是装器身和变压器油的，为了便于散热，有的箱壁上焊有散热管。变压器油的作用是绝缘和冷却。器油的作用是绝缘和冷却。器身：是指铁芯和绕组装在一起的整体。器身：是指铁芯和绕组装在一起的整体。水水4Full Of Water水水变压器的组成结构，如下图所示：变压器的组成结构，如下图所示：Full Of Water水水5Full Of Water水水1.3 工作原理工作原理 变压器原、副边绕组如下图所示：变压器原、副边绕组如下图所示：Full Of Water水水1.3 工作原理6Full Of Water水水Full Of Water水水71.4 型号及表示含义水1.4 型号及表示含义水8Full Of Water水水2 干式变压器干式变压器2.1 干式变压器的分类干式变压器的分类 目前世界上的干式变压器主要有浸渍式与环氧树脂式目前世界上的干式变压器主要有浸渍式与环氧树脂式(包括包括浇注式与绕包式浇注式与绕包式)两大类型。两大类型。（一）（一）浸渍式干变浸渍式干变：它：它的制造工艺比较简单，通常用导线绕的制造工艺比较简单，通常用导线绕制完成的绕组浸渍以耐高温的绝缘漆，并进行加热干燥处理。根制完成的绕组浸渍以耐高温的绝缘漆，并进行加热干燥处理。根据需要可选用不同耐热等级的绝缘材料，分别制成据需要可选用不同耐热等级的绝缘材料，分别制成B级、级、E级级F级级和和H级级(早期为早期为B、E级级)，早期这种干变的绝缘材料及其处理工艺，早期这种干变的绝缘材料及其处理工艺都不能满足制造高性能干变的要求，使得这种类型的干变极易受都不能满足制造高性能干变的要求，使得这种类型的干变极易受潮，从而大大降低了运行可靠性，同时绝缘水平也较低。另外投潮，从而大大降低了运行可靠性，同时绝缘水平也较低。另外投运前还需要预先加热干燥，也使运行复杂化。所以，环氧树脂浇运前还需要预先加热干燥，也使运行复杂化。所以，环氧树脂浇注干变正是为了克服这些缺点才应运而生、得以大量发展的注干变正是为了克服这些缺点才应运而生、得以大量发展的。（二）环氧树脂类干式变压器：环氧树脂类干变指主要用环（二）环氧树脂类干式变压器：环氧树脂类干变指主要用环氧树脂做为绝缘材料的干式变压器，它又可分为浇注式与包绕式氧树脂做为绝缘材料的干式变压器，它又可分为浇注式与包绕式两类。在现有产品中，绝大多数都是环氧浇注式。两类。在现有产品中，绝大多数都是环氧浇注式。Full Of Water水水9水水 SG10型型H级浸渍干式变压级浸渍干式变压器器水水10Full Of Water水水1.环氧树脂浇注干变环氧树脂浇注干变环氧树脂是一种早就广泛应用的化工原料，它不仅是一种难环氧树脂是一种早就广泛应用的化工原料，它不仅是一种难燃、阻燃的材料，且具有优越的电气性能，后来逐渐为电工制造燃、阻燃的材料，且具有优越的电气性能，后来逐渐为电工制造业所采用。自从业所采用。自从1964年德国制造出首台环氧浇注式干变后，这项年德国制造出首台环氧浇注式干变后，这项技术在欧洲发展得很快，并不断推出各种新的专利制造技术，这技术在欧洲发展得很快，并不断推出各种新的专利制造技术，这些技术也不断推向世界。由于我国的干变制造技术主要是从德国些技术也不断推向世界。由于我国的干变制造技术主要是从德国等欧洲国家引进的，所以迄今全国生产的干式变压器中，绝大多等欧洲国家引进的，所以迄今全国生产的干式变压器中，绝大多数都是环氧浇注式。这里应当强调的是数都是环氧浇注式。这里应当强调的是:由于环氧树脂比起空气和由于环氧树脂比起空气和变压器油来具有很高的绝缘强度，加之浇注成型后又具有机械强变压器油来具有很高的绝缘强度，加之浇注成型后又具有机械强度高以及优越的防潮、防尘性能，所以特别适合于制造干式变压度高以及优越的防潮、防尘性能，所以特别适合于制造干式变压器。早期的环氧浇注式干变为器。早期的环氧浇注式干变为B级绝缘，目前国内产品大多数均级绝缘，目前国内产品大多数均为为F级绝缘，也有少数为级绝缘，也有少数为H级绝缘的。目前，从全面的技术经济性级绝缘的。目前，从全面的技术经济性来看，世界上公认的环氧浇注式干变的最高电压为来看，世界上公认的环氧浇注式干变的最高电压为35kV(个别产个别产品曾达品曾达66/77kV)，最大容量为，最大容量为20MVA，基准冲击水平，基准冲击水平(BIL)不超不超过过250kVo Full Of Water水水11水水 a.环氧树脂浇注干变高压侧环氧树脂浇注干变高压侧 b.环氧树脂浇注干变低压侧环氧树脂浇注干变低压侧水水12水水2绕包式绕包式(缠绕式缠绕式)环氧树脂干变环氧树脂干变 这种结构的典型代表是这种结构的典型代表是ABB公司在公司在20世纪世纪70年代中期年代中期所开发出的所开发出的“雷神雷神”式变压器式变压器(RESI-BLOC)。这种变压器低压。这种变压器低压一般为箔式绕组，高压绕组则在绕线机上绕包，内模为环氧玻璃一般为箔式绕组，高压绕组则在绕线机上绕包，内模为环氧玻璃布筒。绕包时边绕导线，边绕玻璃纤维，再经过一树脂槽将浸好布筒。绕包时边绕导线，边绕玻璃纤维，再经过一树脂槽将浸好树脂的纤维缠绕在已绕好的导线上面。待整个绕组绕完后，再进树脂的纤维缠绕在已绕好的导线上面。待整个绕组绕完后，再进烘箱加热固化，使之成为一个整体。烘箱加热固化，使之成为一个整体。水水13水水 ABB雷神雷神（绕包式绕包式）干式变压器干式变压器水水14水水2.2 干式变压器的性能比较干式变压器的性能比较(1)环氧挠注式干变的特点环氧挠注式干变的特点：1)绝缘强度高绝缘强度高:浇注用环氧树脂具有浇注用环氧树脂具有1822kV/mm的绝的绝缘击穿场强，且与电压等级相同的油浸变具有大致相同的雷电冲缘击穿场强，且与电压等级相同的油浸变具有大致相同的雷电冲击强度。击强度。2)抗短路能力强抗短路能力强:由于树脂的材料特性，加之绕组是整由于树脂的材料特性，加之绕组是整体浇注，经加热固化成型后体浇注，经加热固化成型后 成为一个刚体，所以机械强度很高，成为一个刚体，所以机械强度很高，经突发短路试验证明，浇注式变压器因短路而损坏的极少。经突发短路试验证明，浇注式变压器因短路而损坏的极少。3)防灾性能突出防灾性能突出:环氧树脂难燃、阻燃并能自行熄灭，环氧树脂难燃、阻燃并能自行熄灭，不致引发爆炸等二次灾害。不致引发爆炸等二次灾害。4)环境性能优越环境性能优越:环氧树脂是化学上极其稳定的一种材环氧树脂是化学上极其稳定的一种材料，防潮、防尘，即使在大料，防潮、防尘，即使在大 气污秽等恶劣环境下也能可靠地运行，气污秽等恶劣环境下也能可靠地运行，甚至可在甚至可在100%温度下正常运行，停运后无需干燥预热即可再次温度下正常运行，停运后无需干燥预热即可再次投运。可以在恶劣的环境条件下运行，是环氧浇注式干变较之浸投运。可以在恶劣的环境条件下运行，是环氧浇注式干变较之浸渍式干变的突出优点之一。渍式干变的突出优点之一。5)维护工作量很小维护工作量很小:由于有了完善的温控、温显系统，由于有了完善的温控、温显系统，目前环氧浇注式干变的日常目前环氧浇注式干变的日常 运行维护工作量很小，从而可运行维护工作量很小，从而可水水2.2 干式变压器的性能比较15水水以大大减轻运行人员的负担，并降低运行费用。以大大减轻运行人员的负担，并降低运行费用。6)运行损耗低，运行效率高。运行损耗低，运行效率高。7)噪声低。噪声低。8)体积小、重量轻，安装调试方便。体积小、重量轻，安装调试方便。9)不需单独的变压器室，不需吊芯检修，节约占地面积，不需单独的变压器室，不需吊芯检修，节约占地面积，相应节省土建投资。相应节省土建投资。(2)绕包式干变绕包式干变特点：特点：绕包式结构的最大优点是无需专门的模具与专用浇注设备。绕包式结构的最大优点是无需专门的模具与专用浇注设备。但是由于树脂是常规条件下加入，而不是真空浇注的，难免在它但是由于树脂是常规条件下加入，而不是真空浇注的，难免在它的内部混有空气。这就容易引起局部放电从而降低其运行可靠性，的内部混有空气。这就容易引起局部放电从而降低其运行可靠性，所以为了可靠起见，往往把设计场强取得低一些，这又将使变压所以为了可靠起见，往往把设计场强取得低一些，这又将使变压器的体积增大。另外，这种绕包式变压器所费的工时也较多。器的体积增大。另外，这种绕包式变压器所费的工时也较多。综上所述可知，绕包式干变成本将高于一般的浇注式变压器，综上所述可知，绕包式干变成本将高于一般的浇注式变压器，同时运行可靠性也要差同时运行可靠性也要差-些，因此这种缠绕式结构在国内仅少数厂些，因此这种缠绕式结构在国内仅少数厂家生产，在世界上的应用也远远没有浇注式多家生产，在世界上的应用也远远没有浇注式多。水水以大大减轻运行人员的负担，并降低运行费用。16水水2.3 环氧树脂浇注干变工作原理环氧树脂浇注干变工作原理 干式变压器，即不依靠其它冷却介质的自然风冷却的变压器干式变压器，即不依靠其它冷却介质的自然风冷却的变压器。工作原理是变压器初级绕组通过交流电流，在变压器的铁芯内。工作原理是变压器初级绕组通过交流电流，在变压器的铁芯内产生交变的磁场，交变的磁场就会在绕在同一铁芯上的次级绕组产生交变的磁场，交变的磁场就会在绕在同一铁芯上的次级绕组产生感生电动势，即形成电压。变比是根据绕组的匝数决定的产生感生电动势，即形成电压。变比是根据绕组的匝数决定的水水17水水 2.4 温度控制系统温度控制系统 干式变压器的安全运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组干式变压器的安全运行和使用寿命，很大程度上取决于变压器绕组绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏，是导致变压绝缘的安全可靠。绕组温度超过绝缘耐受温度使绝缘破坏，是导致变压器不能正常工作的主要原因之一，因此对变压器的运行温度的监测及其器不能正常工作的主要原因之一，因此对变压器的运行温度的监测及其报警控制是十分重要的。报警控制是十分重要的。（1）风机自动控制：通过预埋在低压绕组最热处的）风机自动控制：通过预埋在低压绕组最热处的Pt100热敏测温热敏测温电阻测取温度信号。变压器负荷增大，运行温度上升，当绕组温度达电阻测取温度信号。变压器负荷增大，运行温度上升，当绕组温度达110时，系统自动启动风机冷却；当绕组温度低至时，系统自动启动风机冷却；当绕组温度低至90时，系统自动时，系统自动停止风机。停止风机。（2）超温报警、跳闸：通过预埋在低压绕组中的）超温报警、跳闸：通过预埋在低压绕组中的PTC非线性热敏非线性热敏测温电阻采集绕组或铁心温度信号。当变压器绕组温度继续升高，若达测温电阻采集绕组或铁心温度信号。当变压器绕组温度继续升高，若达到到155时，系统输出超温报警信号；若温度继续上升达时，系统输出超温报警信号；若温度继续上升达170，变压器，变压器已不能继续运行，须向二次保护回路输送超温跳闸信号，应使变压器迅已不能继续运行，须向二次保护回路输送超温跳闸信号，应使变压器迅速跳闸。速跳闸。水水18水水 （3）温度显示系统：通过预埋在低压绕组中的）温度显示系统：通过预埋在低压绕组中的Pt100热敏电阻测热敏电阻测取温度变化值，直接显示各相绕组温度（三相巡检及最大值显示，取温度变化值，直接显示各相绕组温度（三相巡检及最大值显示，并可记录历史最高温度），可将最高温度以并可记录历史最高温度），可将最高温度以420mA模拟量输出，模拟量输出，若需传输至远方（距离可达若需传输至远方（距离可达1200m）计算机，可加配计算机接口，）计算机，可加配计算机接口，1只变送器，最多可同时监测只变送器，最多可同时监测31台变压器。系统的超温报警、跳台变压器。系统的超温报警、跳闸也可由闸也可由Pt100热敏传感电阻信号动作，进一步提高温控保护系热敏传感电阻信号动作，进一步提高温控保护系统的可靠性。统的可靠性。水水 19水水3 维护及检修维护及检修3.1 日常维护项目日常维护项目 水水3 维护及检修20水水水水21水水3.2 检修内容检修内容 水水22水水 水水23水水3.3 步骤及质量标准步骤及质量标准1 变压器清灰变压器清灰 检修步骤：用压缩空气清洁变压器铁芯和线圈缝隙及风机的灰尘。检修步骤：用压缩空气清洁变压器铁芯和线圈缝隙及风机的灰尘。质量标准：表面无灰质量标准：表面无灰 尘杂质。尘杂质。2 检查铁芯检查铁芯 检修步骤：（检修步骤：（1）检查铁芯是否平整，绝缘漆膜是否脱落，检查铁芯是否平整，绝缘漆膜是否脱落，叠片紧密程度。叠片紧密程度。（2）检查铁芯上下夹件、检查铁芯上下夹件、方铁、方铁、压板的紧固程压板的紧固程 度，并用扳手逐度，并用扳手逐个紧固上下夹件、方铁、压个紧固上下夹件、方铁、压 板等各部位紧固螺栓。板等各部位紧固螺栓。（3）采用）采用 2500V 绝缘电阻表测量铁芯对夹件及地的绝缘电阻。绝缘电阻表测量铁芯对夹件及地的绝缘电阻。质量标准质量标准：（：（1）铁芯应平整，绝缘漆膜无）铁芯应平整，绝缘漆膜无 脱落，叠片紧密，边侧的硅钢脱落，叠片紧密，边侧的硅钢 片片不应翘起或成波浪状，铁芯不应翘起或成波浪状，铁芯 各部表面应无灰尘和杂质，无各部表面应无灰尘和杂质，无 生绣、腐蚀痕迹；片间生绣、腐蚀痕迹；片间应无短应无短 路、搭接现象，接缝间隙符合要求。路、搭接现象，接缝间隙符合要求。（2）螺栓紧固，夹件上的正、螺栓紧固，夹件上的正、d)用专用扳手紧固上下铁芯的穿用专用扳手紧固上下铁芯的穿心螺栓并心螺栓并 反压钉和锁紧螺帽无松动，与反压钉和锁紧螺帽无松动，与 测量穿心螺杆对铁芯及地绝缘电阻。测量穿心螺杆对铁芯及地绝缘电阻。绝绝缘垫圈接触良好，无放电烧缘垫圈接触良好，无放电烧 伤痕迹。伤痕迹。（3）铁芯对夹件及地的绝缘电阻不低于）铁芯对夹件及地的绝缘电阻不低于 5M。水水3.3 步骤及质量标准24水水3 检查线圈检查线圈 检修步骤：（检修步骤：（1）检查线圈变形、绝缘是否完好。检查线圈变形、绝缘是否完好。（2）检查高、低压线圈间风道）检查高、低压线圈间风道 是否通畅。是否通畅。（3）检查线圈引线及接头是否完好。）检查线圈引线及接头是否完好。质量标准质量标准：（：（1）绕组无变形、）绕组无变形、倾斜、位移，绝缘无破损、变色及放电痕迹倾斜、位移，绝缘无破损、变色及放电痕迹 。（2）高、低压线圈间风道无被杂物堵塞现象，）高、低压线圈间风道无被杂物堵塞现象，高、低压绕组风高、低压绕组风道畅通，无杂物积存道畅通，无杂物积存。（3）检查引线绝缘完好，无变形、变脆，引线）检查引线绝缘完好，无变形、变脆，引线 无断股情况，无断股情况，接头表面平整、清洁、光滑无接头表面平整、清洁、光滑无 毛刺，并不得有其它杂质毛刺，并不得有其它杂质;引线及接头处无过引线及接头处无过 热现热现 象，引线固定牢靠。象，引线固定牢靠。4 检查绝缘子检查绝缘子 检修步骤：检查绝缘子是否完好检修步骤：检查绝缘子是否完好 质量标准：绝缘子固定应牢固，连表面有无电痕迹和炭化现象，绝缘无损坏。质量标准：绝缘子固定应牢固，连表面有无电痕迹和炭化现象，绝缘无损坏。5 检查进出引线检查进出引线 检修步骤：检查进出引线是否完好检修步骤：检查进出引线是否完好 质量标准：引线相序正确，导电接触面无过热、灼伤痕迹，薄涂一层电力复质量标准：引线相序正确，导电接触面无过热、灼伤痕迹，薄涂一层电力复合脂连接紧固。合脂连接紧固。水水3 检查线圈 25水水 6 检查各绝缘件，检查紧固件、连接件检查各绝缘件，检查紧固件、连接件 检修步骤：检查各绝缘件，检查紧固件、连接件是否完好。检修步骤：检查各绝缘件，检查紧固件、连接件是否完好。质量标准质量标准：检查各绝缘件，检查紧固件、连接件不松动，螺栓齐全紧固，：检查各绝缘件，检查紧固件、连接件不松动，螺栓齐全紧固，松动螺栓进行紧固，表面无爬电和碳化现象。松动螺栓进行紧固，表面无爬电和碳化现象。7 变压器高温保护测试变压器高温保护测试 检修步骤：用电吹风温度传感器，检查温度仪温度显示是否正常。温度超标检修步骤：用电吹风温度传感器，检查温度仪温度显示是否正常。温度超标130 时，温控仪是否报警。温度超出时，温控仪是否报警。温度超出150 时变压器高压侧开关时否跳闸。时变压器高压侧开关时否跳闸。质量标准质量标准：检查温度仪温度显示正常，温度超出：检查温度仪温度显示正常，温度超出 时，温控仪高温报时，温控仪高温报警，温度超出警，温度超出 时，变压器高压侧开关超温跳闸。时，变压器高压侧开关超温跳闸。8 干式变压器预防性试验干式变压器预防性试验 检修步骤：检修步骤：1.高、低压线圈的直流电阻测试。高、低压线圈的直流电阻测试。2.线圈绝缘电阻及吸收比测试。线圈绝缘电阻及吸收比测试。3.铁芯绝缘电阻测试。铁芯绝缘电阻测试。4.线圈所有分接头的电压比。线圈所有分接头的电压比。5.线圈连同套管的交流耐压试验。线圈连同套管的交流耐压试验。质量标准质量标准：1.高、低压线圈的直流电阻测试与原始值相比不超过高、低压线圈的直流电阻测试与原始值相比不超过2，相，相间相差不超过间相差不超过2.水水 26水水 2.用用2500V绝缘电阻表测试：高压对低压极低绝缘电阻表测试：高压对低压极低 300 ;低压低压对对 地地 100 。吸收比。吸收比=R60/R15 1.3 3.铁芯对夹件及地的绝缘电阻铁芯对夹件及地的绝缘电阻 5 ；穿心螺杆对铁芯及地绝；穿心螺杆对铁芯及地绝缘电阻缘电阻 5M 。4.线圈所有风接头的电压比比值与铭牌值不应有显著差别且线圈所有风接头的电压比比值与铭牌值不应有显著差别且符合规律。变压器电压比允许偏差为符合规律。变压器电压比允许偏差为 1。5.大修时大修时1min工频耐压试验电压为出厂的工频耐压试验电压为出厂的85%（变压器高压侧（变压器高压侧绕组出厂试验电压为绕组出厂试验电压为35Kv，低压侧绕组出厂试验电压为，低压侧绕组出厂试验电压为3Kv），更换线圈时试），更换线圈时试验电压为出厂电压。验电压为出厂电压。9 检查通风散热系统检查通风散热系统 检修步骤：检查干式变压器风机。检修步骤：检查干式变压器风机。质量标准质量标准：检查风机无剧烈震动、无异常声音、转动正常。：检查风机无剧烈震动、无异常声音、转动正常。水水 27水水 3.4 注意事项注意事项1.变压器安装完毕投入运行之前对于无外壳的变压器，应在变压变压器安装完毕投入运行之前对于无外壳的变压器，应在变压器垢周围安装隔离栏栅，以避免意外事故发生。器垢周围安装隔离栏栅，以避免意外事故发生。2.变压器投入运行以后严禁触摸变压器主体，以防事故发生。变压器投入运行以后严禁触摸变压器主体，以防事故发生。3.变压器的试验、安装、维护必须由有资格的专业人员承担。变压器的试验、安装、维护必须由有资格的专业人员承担。4.变压器安装在高压开关柜中，应特别注意线圈外表对开关柜绝变压器安装在高压开关柜中，应特别注意线圈外表对开关柜绝缘距离，否则湿度大时就容易出意外。缘距离，否则湿度大时就容易出意外。水水 28谢谢观赏WPS OfficeMake Presentation much more fun谢谢观赏WPS OfficeMake Presentatio29