变压器在生产过程中的作用培训课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,变压器在电力生产过程中的作用,编制人:张树林,年月日：2007年6月10日,课程目标,了解火力发电厂的生产过程，了解变压器在电厂生产过程中的作用，了解变压器基本故障分析与处理。,课程目录,一、火力发电厂生产过程介绍,1、电能生产简介,2、燃煤机组生产过程,二、电力变压器在电力生产过程中的作用,1、变压器基本工作原理,2、变压器的分类及特点,3、变压器在电力生产过程中的作用,4、变压器的运行维护,三、,变压器的故障分析及处理,1、变压器声音异常,2、变压器气味，颜色异常,3、变压器油温异常,4、变压器,油位异常,课件具体内容,一、火力发电厂生产过程介绍,1、电能生产简介,电能是二次能源。它是生产、生活、国防、科研、通讯、娱乐等各种领域应用广泛、使用方便的能源。电力生产的任务是把一次能源如煤炭、石油、天然气、水力、核能、风力、地热等转换成电能，并输送、分配、销售给用户。,由于交流电无法储存，电力生产过程中的产、供、销是同时完成的。这一特点决定了电力生产的各个环节必须安全可靠。一旦有一个环节发生故障，不但给自身造成损失，还会影响到用户的安全经济生产。因此，电力生产的方针是“安全第一”。,2、燃煤机组生产过程,火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气等燃料的化学能产生出电能的工厂。按其功用可分为两类，即凝汽式电厂和热电厂。,燃煤机组生产过程：,课件具体内容,燃煤，用输煤皮带从煤场运至煤斗中。大型火电厂为提高燃煤效率都是燃烧煤粉。因此，煤斗中的原煤要先送至磨煤机内磨成煤粉。磨碎的煤粉由热空气携带经排粉风机送入锅炉的炉膛内燃烧。煤粉燃烧后形成的热烟气沿锅炉的水平烟道和尾部烟道流动，放出热量，最后进入除尘器，将燃烧后的煤灰分离出来。洁净的烟气在引风机的作用下通过烟囱排入大气。助燃用的空气由送风机送入装设在尾部烟道上的空气预热器内，利用热烟气加热空气。这样，一方面除使进入锅炉的空气温度提高，易于煤粉的着火和燃烧外，另一方面也可以降低排烟温度，提高热能的利用率。从空气预热器排出的热空气分为两股：一股去磨煤机干燥和输送煤粉，另一股直接送入炉膛助燃。燃煤燃尽的灰渣落入炉膛下面的渣斗内，与从除尘器分离出的细灰一起用水冲至灰浆泵房内，再由灰浆泵送至灰场。,在除氧器水箱内的水经过给水泵升压后通过高压加热器送入省煤器。在省煤器内，水受到热烟气的加热，然后进入锅炉顶部的汽包内。在锅炉炉膛四周密布着水管，称为水冷壁。水冷壁水管的上下两端均通过联箱与汽包连通，汽包内的水经由水冷壁不断循环，吸收着煤爱燃烧过程中放出的热量。部分水在冷壁中被加热沸腾后汽化成水蒸汽，这些饱和蒸汽由汽包上部流出进入过热器中。饱和蒸汽在过热器中继续吸热，成为过热蒸汽。过热蒸汽有很高的压力和温度，因此有很大的热势能。具有热势能的过热蒸汽经管道引入汽轮机后，便将热势能转变成动能。高速流动的蒸汽推动汽轮机转子转动，形成机械能。,课件具体内容,汽轮机的转子与发电机的转子通过连轴器联在一起。当汽轮机转子转动时便带动发电机转子转动。在发电机转子的另一端带着一太小直流发电机，叫励磁机。励磁机发出的直流电送至发电机的转子线圈中，使转子成为电磁铁，周围产生磁场。当发电机转子旋转时，磁场也是旋转的，发电机定子内的导线就会切割磁力线感应产生电流。这样，发电机便把汽轮机的机械能转变为电能。电能经变压器将电压升压后，由输电线送至电用户。,释放出热势能的蒸汽从汽轮机下部的排汽口排出，称为乏汽。乏汽在凝汽器内被循环水泵送入凝汽器的冷却水冷却，从新凝结成水，此水成为凝结水。凝结水由凝结水泵送入低压加热器并最终回到除氧器内，完成一个循环。在循环过程中难免有汽水的泄露，即汽水损失，因此要适量地向循环系统内补给一些水，以保证循环的正常进行。高、底压加热器是为提高循环的热效率所采用的装置，除氧器是为了除去水含的氧气以减少对设备及管道的腐蚀。,以上分析虽然较为繁杂，但从能量转换的角度看却很简单，即燃料的化学能蒸汽的热势能机械能电能。在锅炉中，燃料的化学能转变为蒸汽的热能；在汽轮机中，蒸汽的热能转变为轮子旋转的机械能；在发电机中机械能转变为电能。炉、机、电是火电厂中的主要设备，亦称三大主机。与三大主机相辅工作的设备成为辅助设备或称辅机。主机与辅机及其相连的管道、线路等称为系统。火电厂的主要系统有燃烧系统、汽水系统、电气系统等。,课件具体内容,除了上述的主要系统外，火电厂还有其它一些辅助生产系统，如燃煤的输送系统、水的化学处理系统、灰浆的排放系统等。这些系统与主系统协调工作，它们相互配合完成电能的生产任务。大型火电厂的保证这些设备的正常运转，火电厂装有大量的仪表，用来监视这些设备的运行状况，同时还设置有自动控制装置，以便及时地对主辅设备进行调节。现代化的火电厂，已采用了先进的计算机分散控制系统。这些控制系统可以对整个生产过程进行控制和自动调节，根据不同情况协调各设备的工作状况，使整个电厂的自动化水平达到了新的高度。自动控制装置及系统已成为火电厂中不可缺少的部分。,课件具体内容,二、电力变压器在电力生产过程中的作用,1、变压器基本工作原理,变压器是一种静止的电器。它由绕在同一个闭合的铁芯上的两个或两个以上的绕组组成，通过交变磁场的联系，把一种交流电的电压和电流转变为频率相同的另一种或几种数值不相等的电压和电流。其作用是将不同电压等级的输电线路和设备连接成为一个整体。它由1个或几个绕组套于铁心上制成。不同绕组间通过磁链的耦合，使电能得以在不同的电回路中传递，以实现传输和分配电能的目的。现以单相双绕组变压器为例说明其基本工作原理：当一次侧绕组上加上电压1时，流过电流1，在铁芯中就产生交变磁通1，这些磁通称为主磁通，在它作用下，两侧绕组分别感应电势1，2，感应电势公式为：E=4.44fNm 式中：E-感应电势有效值 f-频率 N-匝数 m-主磁通最大值 由于二次绕组与一次绕组匝数不同，感应电势E1和E2大小也不同，当略去内阻抗压降后，电压1和2大小也就不同。,课件具体内容,当变压器二次侧空载时，一次侧仅流过主磁通的电流（0），这个电流称为激磁电流。当二次侧加负载流过负载电流2时，也在铁芯中产生磁通，力图改变主磁通，但一次电压不变时，主磁通是不变的，一次侧就要流过两部分电流，一部分为激磁电流0，一部分为用来平衡2，所以这部分电流随着2变化而变化。当电流乘以匝数时，就是磁势。上述的平衡作用实质上是磁势平衡作用，变压器就是通过磁势平衡作用实现了一、二次侧的能量传递。,特、超高压电力变压器的绕组一般都是纠结式。特、超高压电力变压器按用途不同可分为升压变压器、降压变压器、联络变压器等。特高压电力变压器主要有发电机升压变压器（两绕组）和自耦变压器2类。由于特高压输电系统的中性点都是直接接地，自耦变压器的中性点一般也是直接接地，其绝缘水平很低。自耦变压器如果需要有载调压，一般都在中性点调压。发电机升压变压器不需要有载调压装置，甚至不设无载调压分接头，以简化特高压大型变压器的结构。,课件具体内容,变压器的主要技术参数,(1)额定电压 U1N/U2N。单位为 V 或者 kV。U1N 为正常运行时 一 次侧应加的电压。U2N 为 一 次侧加额定电压、二次侧处于空载状态时的电压。三相变压器中，额定电压指的是线电压。(2)额定容量 SN。单位为 VA/kVA/MVA。SN 为变压器的视在功率。通常把变压器 一、二 次侧的额定容量设计为相同。(3)额定电流 I1N/I2N。单位为 A/kA。是变压器正常运行时所能承担的电流，在三相变压器中均代表线电流。对三相：I1N=SN/sqrt(3)U1N I2N=SN/sqrt(3)U2N 在实际工作中，为了粗略地掌握变压器的一次侧和二次侧的额定电流，以了解变压运行是否过负荷或选择变压器的保护，常用以下经验公式计算：一次侧额定电流 I1N 近似为 0.06SN 二次侧额定电流 I2N 近似为 1.5SN,(4)额定频率 fN 单位为 Hz,fN=50Hz 此外，铭牌上还会给出三相联接组以及相数 m/阻抗电压 Uk/型号/运行方式/冷却方式/重量等数据。,课件具体内容,2、变压器的分类及特点,电力变压器按用途可分为升压、降压（配电）和联络变压器；还可以按相数分为单相和三相变压器；按绕组数分为双绕组、三绕组和自耦变压器；按绝缘介质分可分为油浸式变压器、干式变压器、SF6气体绝缘变压器等。下面重点讨论油浸式变压器和干式变压器的特点：,2.1,油浸式变压器油浸式变压器优点:1、变压器油绝缘性能好、导热性能好,同时变压器油廉价;2、能够解决变压器大容量散热问题和高电压绝缘问题。油浸式变压器缺点:1、变压器油具有可燃性,当遇到火焰时可能会燃烧、爆炸;2、变压器油对人体有害;3、变压器油需定期检查;4、油浸式变压器抗短路能力差;5、油浸式变压器密封性能不良且宜老化,在运行场所渗漏油严重,影响设备安全运行,同时影响环境;6、油浸式变压器绝缘等级低,按级绝缘设计、制造。油浸式变压器现场常见故障:1、由于绝缘受潮、绝缘老化和变压器油劣化等将导致变压器绝缘降低;2、由于表面潮湿加之尘埃、盐分等致使变压器套管脏污引起套管闪络,同时由于赃物吸水后导电性能提高使泄漏增加,引起表面放电后导致击穿;3、由于油标管、呼吸管或防爆管通气孔堵塞等导致变压器存在假油位现象;4、当变压器二次短路或变压器内部放电等将造成变压器喷油事故;5、由于运行中存在渗漏油、缺油等现象,导致运行中必需采取补油措施。,课件具体内容,2.2环氧树脂干式变压器结构特点1、高、低压绕组全部采用铜带(箔)绕成;2、高、低压绕组全部在真空中浇注环氧树脂并固化,构成高强度,玻璃钢,体结构;3、高、低压绕组根据散热要求设置有纵向通风气道;4、线圈内、外表面由玻璃纤维网格布增强;5、绝缘等级有、级;6、环氧树脂干式变压器体积小、重量轻。环氧树脂干式变压器上可安装,温度,显示控制器,对变压器绕组的运行,温度,进行显示和控制,保证变压器正常使用寿命。其测温传感器100铂电阻插入低压绕组内取得,温度,信号,经电路处理后在控制板上循环显示各相绕组,温度,。它具有,温度,设定功能,手动/自动启停风机,发出故障、超温声光信号报警和超温自动跳闸等功能,具有国家规定的抗电磁干扰能力。同时预留有智能计算机接口,实现远程控制。环氧树脂干式变压器配置有低噪音幅流风机,启动后可降低绕组,温度,提高负载能力,延长变压器寿命;采用强迫风冷时,额定容量可提高40-50%。,2.3环氧树脂干式变压器技术特点(1)电气性能好,局部放电值低:在变压器绝缘结构中,多少会有些局部的绝缘弱点,它在电场的作用下会首先发生放电,而不随即形成整个绝缘贯穿性击穿,它可能发生在绝缘体的表面或内部,即局部放电。然而电气绝缘的破坏或局部老化,多数是从局部放电开始的,它的危害性突出表现在绝缘寿命迅速降低,最终影响安全运行。,课件具体内容,干式变压器由于其独特的结构(高、低压绕组全部采用铜带(箔)绕成)和其先进的制造工艺水平(高、低压绕组全部在真空中浇注环氧树脂并固化),使其局部放电值低。(2)耐雷电冲击能力强:由于高、低压绕组全部采用铜带(箔)绕成,层间电压低、电容大,箔式绕组起始电压分布接近线性,因此其抗雷电冲击能力强(3)抗短路能力强:由于高、低压绕组电抗高度相同,无螺旋角现象,线圈间的安匝平衡,高、低压绕组因短路引起的轴向力几乎为零,因此其抗短路能力强。(4)抗龟裂性能好:干式变压器采用环氧树脂“薄绝缘(1-3)技术”,满足了低温、高温及,温度,变化范围大的场合,满足了长期运行后的抗开裂要求,解决了“厚绝缘(6)技术”难于解决的开裂问题,使干式变压器在技术上得到可靠的保障。(5)过负载能力强:若相同容量的变压器负载损耗相等时,则铜箔的面积将比铜导体相应增大,体积增大后,填料,树脂用量相应增多,因此绕组热容性大,变压器短时过载能力强。(6)阻燃性能好:采用环氧树脂真空浇注工艺无环境污染,有利于环境保护,该变压器具有免维护、防潮、抗湿热、阻燃和自熄特