变压器设备及其运行维护变压器

Slide 12021-9-20变压器 Slide 22021-9-20变压器的工作原理和结构基本原理：利用电磁感应现象实现一个电压等级的交流电能到另一电压等级交流电能的变换。1122UNUN1122I NI N Slide 32021-9-20变压器的工作原理与结构变压器的工作原理与结构一、变压器的工作原理一、变压器的工作原理 变压器是根据电磁感应原理工作的。变压器是根据电磁感应原理工作的。 一次侧绕组感应电势一次侧绕组感应电势:E1=4.44fN1m:E1=4.44fN1m二次侧绕组感应电势二次侧绕组感应电势:E2=4.44fN2m:E2=4.44fN2m由此可见，变压器一、二次侧感应电势之比等于一、二次侧绕组匝数之比。由此可见，变压器一、二次侧感应电势之比等于一、二次侧绕组匝数之比。2121NNEE Slide 42021-9-20一次电压有效值一次电压有效值U U1 1EE1 1，二次电压有效值，二次电压有效值U U2 2EE2 2KNNEEUU212121U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2KNNII11221 Slide 52021-9-20铁芯绕组调压分接头调压机构箱高压侧套管低压侧套管高压侧中性点压力释放阀瓦斯继电器吸湿器主变端子箱散热风扇油箱储油柜 Slide 62021-9-20储油柜高压侧套管低压侧套管油位计瓦斯继电器压力释放阀油温度计绕组温度计呼吸器放油阀散热风扇油箱 Slide 72021-9-201 1、铁芯、铁芯 变压器的铁芯是磁路部分。变压器的铁芯采用硅钢片叠制而成。变压器的铁芯是磁路部分。变压器的铁芯采用硅钢片叠制而成。2 2、绕组、绕组 绕组是变压器的电路部分，一般用绝缘纸包的铝线或铜线烧制而成。绕组是变压器的电路部分，一般用绝缘纸包的铝线或铜线烧制而成。3 3、绝缘、绝缘 变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。变压器内部主要绝缘材料有变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等。4 4、分接开关、分接开关 变压器调整电压的方法是在其某一侧绕组上设置分接，以切除或增加一部分变压器调整电压的方法是在其某一侧绕组上设置分接，以切除或增加一部分绕组的线匝，以改变绕组的匝数，从而达到改变电压比的有级调整电压的方法。绕组的线匝，以改变绕组的匝数，从而达到改变电压比的有级调整电压的方法。这种绕组抽出分接以供调压的电路，称为调压电路这种绕组抽出分接以供调压的电路，称为调压电路; ;变换分接以进行调压所采用的变换分接以进行调压所采用的开关，称为分接开关。开关，称为分接开关。5 5、油箱、油箱油箱是油浸式变压器的外壳，变压器的器身置于油箱内，箱内灌满变压器油。油箱是油浸式变压器的外壳，变压器的器身置于油箱内，箱内灌满变压器油。 Slide 82021-9-206 6、冷却装置、冷却装置变压器的冷却装置是起散热的作用的。变压器的冷却装置是起散热的作用的。自然冷却、风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷自然冷却、风冷、强迫油循环风冷、强迫油循环水冷7 7、储油柜、储油柜 ( (又称油枕又称油枕) ) 储油柜位于变压器油箱上方，通过气体继电器与油箱相通。储油柜位于变压器油箱上方，通过气体继电器与油箱相通。当变压器的油温变化时，其体积会膨胀或收缩。储油柜的作用就是保证油箱内总是当变压器的油温变化时，其体积会膨胀或收缩。储油柜的作用就是保证油箱内总是充满油，并减小油面与空气的接触面，从而减缓油的老化。充满油，并减小油面与空气的接触面，从而减缓油的老化。8 8、吸湿器、吸湿器 为了使储油柜内上部的空气保持干燥，避免工业粉尘的污染，储油柜通过吸湿为了使储油柜内上部的空气保持干燥，避免工业粉尘的污染，储油柜通过吸湿器与大气相通。吸湿器内装有用氯化钙或氯化钻浸渍过的硅胶，它能吸收空气中的器与大气相通。吸湿器内装有用氯化钙或氯化钻浸渍过的硅胶，它能吸收空气中的水分。当它受潮到一定程度时，其颜色由蓝色变为粉红色。水分。当它受潮到一定程度时，其颜色由蓝色变为粉红色。9 9、压力释放阀、压力释放阀 ( (又称防爆管、安全气道又称防爆管、安全气道) ) 位于变压器的顶盖上，当变压器内部发生严重故障，而气体继电器失灵时，油位于变压器的顶盖上，当变压器内部发生严重故障，而气体继电器失灵时，油箱内部的气体便通过压力释放阀喷出，保护变压器不受严重损害。箱内部的气体便通过压力释放阀喷出，保护变压器不受严重损害。 Slide 92021-9-201010、气体继电器、气体继电器位于储油柜与箱盖的联管之间。在变压器内部发生故障位于储油柜与箱盖的联管之间。在变压器内部发生故障 ( (如绝缘击穿、匝间短如绝缘击穿、匝间短路、铁芯事故等路、铁芯事故等) )产生气体或油箱漏油等使油面降低时，接通信号或跳闸回路，保产生气体或油箱漏油等使油面降低时，接通信号或跳闸回路，保护变压器。护变压器。1111、高、低压绝缘套管、高、低压绝缘套管 变压器内部的高、低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的，它起着固定引线和变压器内部的高、低压引线是经绝缘套管引到油箱外部的，它起着固定引线和对地绝缘的作用。对地绝缘的作用。 气体继电器的安装示意图气体继电器的安装示意图1-气体继电器；气体继电器；2-油枕油枕 Slide 102021-9-20电力变压器的技术参数电力变压器的技术参数 Slide 112021-9-20型号-/ 防护代号额定电压（kV）额定容量（kVA）设计序号调压方式（无励磁不标；有载调压Z）绕组导线材质（铜线不标；L铝线）绕组数（S-三绕组；F-双绕组）循环方式（自然不标：P-强迫循环）冷却方式（F-油浸风冷；S-油浸水冷）相数（D-单相；S-三相）绕组耦合方式（O-自耦） ODFPSZ-250000/5001、变压器的型号 Slide 122021-9-202 2、相数、相数 变压器分单相和三相两种，一般均制成三相变压器以直接满足输配电的要变压器分单相和三相两种，一般均制成三相变压器以直接满足输配电的要求。小型变压器有制成单相的，特大型变压器做成单相后，组成三相变压器组，求。小型变压器有制成单相的，特大型变压器做成单相后，组成三相变压器组，以满足运输的要求。以满足运输的要求。3 3、额定频率、额定频率 变压器的额定频率即是所设计的运行频率，我国为变压器的额定频率即是所设计的运行频率，我国为5OHz5OHz。 4 4、额定电压、额定电压 额定电压是指变压器线电压额定电压是指变压器线电压 ( (有效值有效值) )，它应与所连接的输变电线路电压相，它应与所连接的输变电线路电压相符合。符合。5 5、额定容量、额定容量 在变压器铭牌所规定的额定状态下，变压器二次侧的输出能力在变压器铭牌所规定的额定状态下，变压器二次侧的输出能力(kVA)(kVA)。对。对于三相变压器，额定容量是三相容量之和。于三相变压器，额定容量是三相容量之和。 Slide 132021-9-206 6、额定电流、额定电流变压器的额定电流为通过绕组线端的电流，即为线电流变压器的额定电流为通过绕组线端的电流，即为线电流 ( (有效值有效值) )。它的大。它的大小等于绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的相系数小等于绕组的额定容量除以该绕组的额定电压及相应的相系数 ( (单相为单相为l l，三相，三相为根号为根号3)3)。 单相变压器额定电流为单相变压器额定电流为三相变压器额定电流为三相变压器额定电流为7 7、绕组联接组标号、绕组联接组标号 变压器同侧绕组是按一定形式连接的。变压器同侧绕组是按一定形式连接的。星形、三角形、曲折形等联接，现在对于高压绕组分别用符号星形、三角形、曲折形等联接，现在对于高压绕组分别用符号y y、D D、Z Z表示表示; ;对于中压和低压绕组分别用符号对于中压和低压绕组分别用符号y y、d d、z z表示。有中性点引出时则分别用符号表示。有中性点引出时则分别用符号YNYN、ZNZN和和ynyn、znzn表示。表示。变压器按高压、中压和低压绕组联接的顺序组合起来就是绕组的联接组，变压器按高压、中压和低压绕组联接的顺序组合起来就是绕组的联接组，例如例如: :变压器按高压为变压器按高压为D D、低压为、低压为ynyn联接，则绕组联接组为联接，则绕组联接组为DynDyn(Dyn11)(Dyn11)。NNNUSINNNUSI3 Slide 142021-9-208 8、调压范围、调压范围 变压器接在电网上运行时，变压器二次侧电压将由于种种原因发生变化，影响变压器接在电网上运行时，变压器二次侧电压将由于种种原因发生变化，影响用电设备的工常运行。因此变压器应具备一定的调压能力。根据变压器的工作原理，用电设备的工常运行。因此变压器应具备一定的调压能力。根据变压器的工作原理，当高、低压绕组的匝数比变化时，变压器二次侧电压也随之变动，采用改变变压器当高、低压绕组的匝数比变化时，变压器二次侧电压也随之变动，采用改变变压器匝数比即可达到调压的目的。匝数比即可达到调压的目的。9 9、空载电流、空载电流当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率的额定电压时，一次绕组中所当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率的额定电压时，一次绕组中所流过的电流称空载电流流过的电流称空载电流I I0 0, , 变压器空载合闸时有较大的冲击电流。变压器空载合闸时有较大的冲击电流。1010、阻抗电压和短路损耗、阻抗电压和短路损耗当变压器二次侧短路，一次侧施加电压使其电流达到额定值，此时所施加的电当变压器二次侧短路，一次侧施加电压使其电流达到额定值，此时所施加的电压称为阻抗电压压称为阻抗电压U UZ Z，变压器从电源吸取的功率即为短路损耗。以阻抗电压与额定电，变压器从电源吸取的功率即为短路损耗。以阻抗电压与额定电压压U UN N之比的百分数表示。之比的百分数表示。即：即：(%)100NZzUUu Slide 152021-9-20 11 11、效率、效率 变压器的效率变压器的效率为输出的有功功率与输入的有功功率之比的百分数。通常为输出的有功功率与输入的有功功率之比的百分数。通常中小型变压器的效率约为中小型变压器的效率约为90%90%以上，大型变压器的效率在以上，大型变压器的效率在95%95%以上。以上。 1212、温升、温升是指测量部位的温度与环境温度之差是指测量部位的温度与环境温度之差绕组温升限值为绕组温升限值为6565 。顶层油温升限值为顶层油温升限值为5555 。 Slide 162021-9-20 额定运行方式 过负荷运行方式 冷却器运行方式 变压器的投运和停运变压器运行变压器运行 Slide 172021-9-20额定运行方式变压器在额定使用条件下，在使用寿命期限内，全年可按额定容量运行变压器的外加一次电压一般不应高于该运行分接头额定电压的105%，不论电压分接头在任何位置，如果所加一次电压超过相应额定值的5%，则变压器二次侧电流可达到铭牌额定电流。变压器并列运行应满足下列条件 变压器的联结组别必须相同 变压器的变比相等（不得大于0.5%） 变压器的阻抗电压相等 额定容量差别不大于30%强迫油循环风冷变压器的最高上层油温最高不得超过85，温升最高不得超过45。油浸风冷和自冷变压器上层油温不宜经常超过85，最高不得超过95（冷却介质温度40，温升最高不得超过55）。 Slide 182021-9-20变压器允许过负荷运行方式过载能力：在不损害变压器绝缘和降低变压器使用寿命的前提下，变压器可在较短时间内有一定过载能力。变压器的正常过负荷变压器的事故过负荷变压器允许过负荷的注意事项若变压器存在较大缺陷，不准过负荷运行过负荷时，投入全部冷却器及时报告调度，以便设法转移负荷，加强监视和设备巡视详细记录过负荷运行情况 Slide 192021-9-20变压器冷却器的运行方式在变压器投入运行前，冷却器应先投入运行。变压器停运时，应先停变压器，而冷却装置则应继续运行一段时间再停。强迫有循环冷却器必须设有两路电压，且可自动可靠切换，应按规定定期进行切换试验检查。强迫油循环风冷式变压器运行中，当冷却系统发生故障，冷却器全部停止工作时，允许在额定负荷下运行20min。20min如上层油温未达到75时，则允许继续运行到上层油温上升至75。但切除全部冷却装置后，变压器的最长运行时间一般不得超过1h。 Slide 202021-9-20主变压器停、送电的操作顺序停电时，先停负荷侧，后停电源侧；送电与停电顺序相反。多电源情况下，可防止变压器反充电。若停电时与有故障，可能造成继电保护误动或拒动，延长切除故障的时间，可能导致事故范围的扩大。从电源侧逐级送电，如遇故障，便于按送点范围检查、判断和处理。当负荷侧母线电压互感器带有低周减载装置时，先停电源侧开关，低周减载装置可能发生误动。 Slide 212021-9-20主变压器投入与停运的操作原则投入时，必须先合隔离开关，后合断路器；停运时相反。在110kV及以上中性点直接接地系统中，投运和停运变压器时，在操作前必须将中性点接地，操作完毕后再断开。强油循环风冷式变压器，投入运行前必须先启动冷却装置。变压器停运时，先停变压器，冷却装置运行一段时间后再停。对新装投运、长期停用或大修后的变压器，投运前应重新按规定进行必要的试验，绝缘值应合格，并符合一般要求的规定。投运前应检查确定变压器在完好状态，具备带电运行条件。新投运的变压器必须在额定电压下做冲击合闸试验，新装投运的变压器冲击5次，大修、更换、改造后的变压器冲击3次。对于发电机-变压器组接线的变压器，尽可能安排由零值升压到额定值，再与系统并列，停运时相反。 Slide 222021-9-20变压器正常运行时的外部检查油枕和充油套管的油位、油色正常，无渗漏油现象负荷正常。中性点接地开关投入时应接触良好。变压器声音正常，本体无渗漏油现象，呼吸器正常，干燥剂合格。油温正常，各散热器温度应相近。套管外部清洁、无破损、裂纹、放电痕迹及其他异常现象。引线接头、电缆、母线应无发热征象。冷却装置运行正常。瓦斯继电器内应无气体，继电器与油枕间连接阀门应打开。室内变压器，应检查门窗完整，照明正常，空气温度适宜，无漏水漏气现象。防爆阀及保护膜应完好无损。有载分接开关机构箱应关严，装置备部件无异常。地基无下沉。 Slide 232021-9-20变压器在特殊工况下的检查变压器在异常运行时，应增加检查次数。过负荷时应监视负荷、油温、油位的变化，各接头接触良好，无过热现象，冷却系统运行正常。大风天，引线无剧烈摆动和松脱，变压器上盖、套管、引线处无杂物。雷雨后，套管有无放电及闪络现象，避雷器及保护间隙的动作情况。大雾天，套管有无放电打火现象。下雪天，根据落雪融化情况检查接头有无发热现象，并设法消除可能带来隐患的冰块。气温突变，检查油枕及套管的油面变化情况。