1、电力变压器 进网电工作业培训,贵阳局供电局2012.4.18,0、概述1、变压器的工作原理与结构2、变压器运行3、变压器的分类4、互感器,内 容 提 要,0、概述,一个问题：电力系统中为什么需要变压器？,电力系统中为什么需要变压器？,a、发电机的输出电压有限；（最高不超过20kV）b、远距离输电需提高电压等级减少线路损耗；（损耗与电流关系）c、输入用电设备的电压等级需与用电设备相匹配；d、电网中存在不同电压，需变压器将不通电压等级线路连接起来。综上所述：变压器是电力系统中不可缺少的重要设备。,一、变压器的工作原理与结构,Part1-1:变压器的工作原理,变压器是利用电磁感应作用将一种电压、电流
2、的电能转换成同频率的另一种电压、电流的电能。(也称为一种静止的电机） 原理如（图一）所示：一个铁芯:提供磁通的闭合路径，两个绕组:1次侧绕组(原边)N1,2次侧绕组(副边)N2。,由此可知，一、二次感应电动势的大小与电源频率、绕组匝数和主磁通最大值成正比，且在相位上滞后主磁通90。,上式表明，变压器一、二次绕组的电压比就等于一、二次绕组的匝数比。因此，要使一、二次绕组有不同的电压，只要使一、二次绕组有不同的匝数即可。例如一次绕组的匝数N1为二次绕组匝数N2的一倍（k=2），便是21的降压变压器；反之，则是12的升压变压器。变压器就是按照“动电生磁，动磁生电”的电磁感应原理制成的。这就是变压器的
3、变压原理。,E1、E2的相量表达式为：E1=4.44N1m,上式中K变压器的电压比（亦称匝数比）。,可写为：,Part1-1:变压器的工作原理,变压器的特点：1、变压器不能改变稳恒电压 2、变压器不能改变交流电的周期和频率 3、输出电压由输入电压决定输入功率由输出功率决定输入电流由输出电流决定,互感现象是变压器工作的基础,Part1-1:变压器的工作原理,高压套管,中压套管,散热器,风机,绕温,油温,风冷控制箱,端子箱,吸湿器,铁芯接地装置,旁通阀,有载调压油位表,主体油位表,冲氮灭火装置,储油柜,220kV变压器外形图,1信号式温度计; 2吸湿器; 3储油柜; 4油表; 5安全气道; 6气体
4、继电器; 7高压套管; 8低压套管; 9分接开关; 10油箱; 11铁芯; 12线圈; 13放油阀门,油浸式电力变压器,干式变压器,分接头,高压侧进线,低压侧出线,变压器,器身,油箱,出线装置（包括套管等）,铁芯,绕组,绝缘,引线（包括调压装置、引线夹件等）,油箱本体,附件（包括油枕、油门闸阀等）,冷却装置（包括散热器、风扇、油泵等）,保护装置（包括防爆阀、气体继电器、测温元件、呼吸器等）,变压器本体主要有四个部分： 铁芯变压器的磁路； 绕组变压器的电路； 绝缘结构； 油箱等其他部分。变压器的铁芯和绕组是变压器的主要部分，称为变压器的器身。,1铁芯铁芯由铁柱和铁轭两部分组成。铁柱上装有绕组，铁
5、轭则作为闭合磁路之用。铁芯的基本形式有壳式和心式两种。如图1.4，1.5所示,图1.4 壳式变压器 1铁芯柱;2铁轭;3绕组图,图1.5 心式变压器 1铁芯柱;2铁轭;3高压绕组;4低压绕组,2 绕组绕组是用绝缘扁线或圆铜线绕成。根据高、低压绕组的相对位置，绕组可分为同心式和交叠式两种类型。同心式绕组的高、低压绕组同心套在铁芯柱上，如图1.6所示。为便于绝缘，一般低压绕组套在里面。并以绝缘纸筒隔开。交叠式绕组为了减少绝缘距离通常将低压绕组靠近铁轭。同心式绕组结构简单，制造方便，国产电力变压器均采用这种结构.,图1.6 油浸式电力变压器,3、绝缘主要绝缘材料：变压器油、绝缘纸板、电缆纸、皱纹纸等
6、。,4 部分附件图片,图1.7 低压套管,图 1.8 高 压 套 管 的 吊 装,图1.10 散热器,图1.9 套管解剖,图1.11 储油柜,图 1.12 几 款 调 压 开 关,图1.13 瓦斯继电器,图1.14 在线净油装置,几个参数：额定容量（SN）：指变压器在厂家铭牌规定的条件下，在额定电压、额定电流连续运行时所输送的容量。额定电压（UN）：指变压器厂时间运行时，所能承受的工作电压（铭牌上的UN为变压器分接开关中间分接头的额定电压值）。额定电流（IN）：指变压器在额定容量下，允许长期通过的电流。容量比：指变压器各侧额定容量之比。电压比（变比）：指变压器各侧额定电压之比。铜损（短路损失）
7、：指变压器一、二次电流流过一、二次绕组，在绕组电阻上所消耗的能量之和。铁损：指变压器在额定电压下（二次开路）铁芯中消耗的功率，包括激磁损耗和涡流损耗。百分阻抗（短路电压）：指变压器二次短路，一次施加电压并慢慢使电压加大，当二次产生的短路电流等于额定电流时，一次施加的电压。UK=短路电压/额定电压100,型号各字母的含义：S 在第一位代表三相，在第三、第四位则代表三绕组。 F 代表油浸风冷。 Z 代表有载调压。 J 代表油浸自冷。 L 代表铝绕组或防雷。 P 代表强油循环风冷。 D 代表单相，在末位表示移动式。 O 代表自耦，在第一位代表降压，在末位表示升压。 X 代表消弧线圈。,二、变压器运行
8、,Part2-1,Part2-2,Part2-3,变压器运行巡视检查,变压器允许运行方式,变压器并列运行,Part 3,Part2-4,变压器油,允许温度与升温：变压器运行时各部件的温度是不同的，绕组温度最高，铁芯次之，变压器油的温度最低。为了便于监视运行中变压器各部件的温度，规定以上层油温为允许温度。允许温度主要决定于绕组的绝缘材料。变压器的温度与周围环境温度的差称为温升。绕组允许温升65K（98-20-13=65）变压器上层油温升为55K（95-40=55)我国标准规定在额定使用条件下变压器各部分的允许温升见：表2-1,表2-1 变压器各部分的允许温升（K）,额定使用条件：最高气温40，最
9、高日平均气温30，最高年平均气温20，最低气温-30.,变压器过载能力：在不损害变压器绝缘和降低变压器使用寿命的前提下，变压器在较短时间内所能输出的最大容量为变压器的过负载能力。以过负载倍数 (变压器所能输出的最大容量与额定容量之比)表示。变压器过负载能力可分为正常情况下（规程规定室外不超过30%，室内20%）的过负载能力和事故情况下的过负载能力。允许电压波动范围：士5%,为保证变压器的安全和正常的预期寿命，国际电工标准（IEC）规定了变压器过负荷运行时不要超过表2-2的限值。,1、目的1)提高供电可靠性2)提高变压器运行经济性3)减少总备用容量 2、并列运行条件1)变压器的联结组标号相同。2
10、)变压器的电压比相等 (允许有士5%的差值)。3)变压器的阻抗电压uz%相等 (允许有士10%的差值)。,变压器的一般巡视检查内容和要求： 1.储油柜和充油套管的油位、油色是否正常，器身及套管有无渗、漏油现象。 2.变压器上层油温是否正常，可根据当时的负荷情况、环境温度以及冷却装置投入的情况等与以往的数据进行比较。例如上层油温过高，可能是冷却装置运行不正常，也可能是变压器内部有故障。 3.变压器音响是否正常，可利用探声器来检查。变压器在正常运行时，内部发出均匀的“嗡嗡”声。如有噼啪的放电声，则内部有接触不良或绕组绝缘间有击穿现象。如声响不均匀，应检查系统有无异常、负荷是否有突然增大；铁芯的穿心
11、螺杆或螺母松动，也会引起强烈不均匀噪声；当短网发生铁磁谐振时，会发出粗细不均匀的噪声。 4.瓷套管应清洁、无破损、无裂纹和打火放电现象。,5.冷却器运行情况.油浸风冷式变压器，在上层油温达55及以上时应启用风扇，风扇的运转应正常。.强油风冷式变压器。.检查水冷式变压器，检查油、水、温度、压力、流量应符合规定;冷却器中油压应比49kPa以上；潜油泵及风扇电动机运行应正常；冷油器出水中，不应有油花，否则，冷油器有漏油现象；水冷却器应无漏水现象。 6.引线不应过松过紧，接头接触良好，不发热。用70的示温蜡片贴于接头接触处，应无熔化现象；或者用快速红外线测温仪测试，接头接触处温度不应超过70.电缆接头
12、及电缆无过热。,7.吸湿器油封应正常；呼吸应畅通；硅胶潮解变色部分，不应超过总量的12，否则应更换硅胶。换上干燥吸潮剂后，应使油封内的油没过吸湿器嘴。油再生器、充氮保护等应良好。 8.防爆管玻璃膜片应完整无裂纹、无积油。压力释放器的标示杆未突出、无喷油痕迹。 9.气体继电器与储油柜间连接阀门应打开，气体继电器内无气体，且充满油，注意不能触动探针，否则会造成事故。 10.变压器铁芯接地线和外壳接地线应接地良好。 11.有载调压分接开关位置应正确。操作机构中，机械指示器与控制室内分接开关位置指示器指示应一致。,变压器的特殊巡视检查内容和要求：1.气温骤变时，检查储油柜油位和瓷套管油位是否有明显的下
13、降，各侧连接引线，是否过紧或断股等变化。2.大风、雷雨、冰雹后，检查引线摆动情况、有无断股，设备上有无其它杂物，瓷套管有无放电痕迹及破裂现象。3.浓雾、毛雨、下雪时，瓷套管有无沿表面闪络和放电，各接头在小雨中和落雪后，不应有水蒸气上升或立即融化，否则表示该接头运行温度比较高，应该红外线温仪进一步检查其实际情况。4.瓦斯保护动作后，应立即进行检查。5.过负荷运行时，应检查并记录负荷电流，检查油温和油位的变化，检查变压器声音是否正常，检查接头是否过热，冷却装置投人数量是否足够，运行是否正常，防爆膜、释压器是否动作过。,6.变压器发生短路故障或穿越性故障时，应检查变压器有无漏油，油色是否变黑，油温是
14、否正常，电气连接部分有无发热、熔断，瓷质绝缘有无破裂，接地引线等有无烧断。 7.新投入或经过大修的变压器投入运行后，在4h内，每小时应巡视检查一次。除了正常巡视项目外，应增加下列检查：.变压器声音应正常，如发现响声特大、不均匀或有放 电声，应认为内部有故障。.油位变化应正常，应随温度的增加略有上升，如发现 假油面应及时查明原因。.用手触及每一组散热器，温度应正常，以证实散热器 的有关阀门已打开。.油温变化应正常，变压器带负荷后，油温应缓慢上升。, .气体继电器内，有无气体。 8.已经投入运行的变压器，由于各种原因而长期停用，在投运前，运行人员应注意下列检查：.继电保护装置的整定值是否符合要求，
15、是否校验合格并按规定启用。.变压器储油柜有载分接开关、管套等各处油位应正常，气 体继电器、散热器、吸湿器上下阀门应打开，气体继电器应充 满油。.变压器各开关之间的连接引线，应连接良好，而且回路内 无接地线和其它影响投运的杂物。.变压器的绝缘预防性试验是否过期。,（一）变压器内部发出异常声音：1.变压器在正常运行时，内部发出的声音是均匀的“嗡嗡”声，如有下列情况之一，应确认变压器内部有故障，必须立即汇报；.声音较大而噪杂，强烈而不均匀的“噪声”，可能是铁芯的穿心螺丝夹的不紧，使铁芯松动而造成。个别零件松动，会发出“叮当”音。某些离开叠层的硅钢片端部振动，有“营营”声。.变压器内部发出“吱吱”或“
16、噼啪”的放电声，这是由于内部接触不良或有绝缘击穿。.声音中夹有水的沸腾声时，可能是绕组有较严重的故障，使其附近的零件严重发热；也可能是分接开关的接触不良，而局部点严重过热。.声音中夹有爆裂声，既大又不均匀时，可能是变压器的器身绝缘有击穿。,2.变压器内发出很高而且沉重的“嗡嗡”声，这是由于过负荷引起的，可以从电流表的指示判断，其处理办法见后叙“变压器的过负荷”。3.由于铁磁谐振，使变压器内发出“嗡嗡”声和尖细的“哼哼”声，这声音忽而变粗，忽而变细，电压表测量指示摆动较大，一般是系统低频率的谐振所致。若是操作引起，则应立即用断路器停用刚才操作的设备。4.变压器带有大动力设备（大型轧钢机、电弧炉等
17、），负荷变化较大，由于五次谐波分量很大，变压器瞬间发出“哇哇”的声音，应密切监视电压、电流表的指示，汇报调度，进行处理，如可采用改变电网的运行方式、方法进行处理。,（二）过负荷当变压器发出过负荷信号，首先汇报调度，并根据其命令调减负荷，严密监视变压器的上层油温和冷却器的运行情况，随时注意和记录负荷的变化情况，及时汇报调度。 （三）上层油温过高当变压器发出油温过高信号，应作以下检查：检查变压器的负荷和冷却介质的温度，并与以往同样负荷及冷 条件相比较，若高出10而又无冷却器及温度表等异常，则可认为 变压器内部出现了异常。.检查温度计本身是否失灵。.检查冷却系统。 （四）油位异常.油位过低.油位过高
18、,（五）油色异常油色变化过甚、油内出现明显强烈的碳质，这说明油质急剧下降，这是很容易引起绕组与外壳间发生击穿事故，应报调度，要求立即停运；若有备用变压器，则应先将其投入运行。 （六）变压器套管缺陷变压器的套管严重破裂或漏油，表面有放电及电弧的闪络痕迹时，会引起套管的击穿，应汇报调度，要求立即停运。 （七）变压器着火变压器着火的主要原因是，套管的破损和闪络，油流出并在顶盖上燃烧；变压器内部故障，使外壳或散热器破裂，使燃烧着得油溢出。发生这些情况时，应立即将变压器各侧断路器和隔离开关拉开，断开冷却器电源，然后进行灭火。灭火时应使用干式二氧化碳、四氧化碳、1211灭火器、砂子等灭火，而不能使用泡沫灭
19、火器。,（八）.有载调压分接开关常见故障 （九）.变压器冷却系统的常见故障 （十）.发现下列情况，应紧急断开变压器各侧电源. 强烈不均匀噪音，且内部有火花放电声；.储油柜或防爆管向外喷油；.套管爆炸、闪络放电严重；.大量漏油致使油位计和气体继电器内看不到油位；.在正常负荷和冷却条件下，温度异常，且迅速上升，超过事故允许值；,1、作用绝缘和冷却 2、变压器油运行每年油样试验：试验项目一般为耐压试验、介质损耗试验和简化试验。定期或不定期取油样作油的气相色谱分析在高温或紫外线作用下，油会加速氧化，一般不应置油于高温下和透明容器内。,三、变压器的分类,a)按照用途分类：,电力变压器：电力系统传输电能的
20、升压变压器/降压变压器/配电变压器等,电炉变压器(专用) 给电炉(如炼钢炉)供电。,整流变压器(专用)： 给直流电力机车供电,仪用变压器：用在测量设备中如电压，电流互感器,电子变压器：用在电子线路中,b:电力变压器类别-冷却方式油浸式变压器铁芯和绕组都一起浸入灌满了变压器油的油箱中，可以加强绝缘和改善冷却散热条件（大容量）。干式变压器 绕组置于气体中（空气或六氟化硫气体），或是浇注环氧树脂绝缘。它们大多在部分配电网内用作配电变压器。目前已可制造到35KV级，其应用前景很广。充气式变压器绝缘性能优于油浸式（大容量）SF6。 电力变压器类别-冷却方式如下图:,干式变压器,油浸式变压器,强迫油循环电
21、力变压器,电力变压器类别-冷却方式,C:电力变压器类别-调压方式,有载调压变压器,无载调压变压器,d:电力变压器类别-相数,e:变压器相关资料,变压器系列绕线机,变压器真空浇注机,SC(B)10系列10KV树脂绝缘干式变压器,四、互感器,互感器分电压互感器和电流互感器两大类，它们是供电系统中测量和保护用的重要设备。 电压互感器是将系统的高电压改变为标准的低电压 (l00V或100/3)电流互感器是将高压系统中的电流或低压系统中的大电流改变为低压的标准小电流 (5A或lA)。,1)与测量仪表配合，对线路的电压、电流、电能进行测量;与继电器配合，对系统和电气设备进行过电压、过电流和单相接地等保护。
22、 ， 2）将测量仪表、继电保护装置和线路的高电压隔开，以保证操作人员和设备的安全。 3)将电压和电流变换成统一的标准值，以利于仪表和继电器的标准化。,互感器作用,1、原理,电压互感器,2、分类按用途分测量用电压互感器和保护用电压互感器。电压互感器的标准准确度:标准仪表0.2级、计量仪表0.5级、一般测量仪表1-3级，保护用0.2、0.5级。,3、容量电压互感器的容量是指其二次绕组允许接人的负载功率。 4、运行1）极性正确2）装设熔断器 3）可靠接地4）电压降,5、巡视检查 6、异常运行 7、更换运行中的电压互感器及二次线圈注意事项 8、停用注意事项,1、原理,电流互感器,2、分类按用途分测量用
23、电流互感器和保护用电流互感器。标准准确度:标准仪表0.2级、计量仪表0.5级、一般测量仪表1-3级，保护用0.2、0.5级。,3、变流比电流互感器的变流比为一次绕组的额定电流与二次绕组额定电流之比。二次额定电流一般为5A。 4、容量电流互感器的容量，即允许接人的二次负载容量Se(VA)，其标准值为5-l00VA。 5、运行,互感器型号的含义,目前，国产互感器型号编排方法如下：,其中，特殊使用环境的代号，主要有：GY-高原地区用；W-污秽地区用；TA-干热带地区，TH-湿热带地区。,L V Q B - 110 W2,耐污等级（III级污秽）,电压等级 kV,带保护级,主绝缘介质为气体,倒立式结构,电流互感器,J D C F 110 GY W1,类及以下污秽地区用,高原地区使用,电压等级 110kV,有测量和保护分开的二次绕组,串级式带剩余电压绕组,单相,电压互感器,几种互感器的外形结构,电 磁 式 电 流 互 感 器,几种互感器的外形结构,倒置式SF6电流互感器,500kV倒置式SF6电流互感器,几种互感器的外形结构,110kV干式电流互感器,10kV 干式 电流 互感 器,10kV 油式 电流 互感 器,下面就是训练了,思路决定出路,
