第二章 电力变压器及运行

三、变压器的主要技术参数
• 1．额定容量SN • 变压器额定容量是指变压器额定情况下的视在功率，单位用VA、 kVA或MVA表示，并采用R8或R10容量系列。 • 2．额定电压U1N/U2N • U1N是一次侧额定电压。U2N是二次侧额定电压，即当一次侧施 加额定电压U1N时，二次侧开路时的电压。对三相变压器，额定电 压均指线电压，单位用V或kV表示。 • 3．额定电流I1N/I2N • 由发热条件决定的允许变压器一、二次绕组长期通过的最大电 流。对三相变压器，额定电流均指线电流，单位用A或kA。 • 4．短路阻抗Zk • 在额定频率及参考温度下，给变压器的一对绕组施加一短路 电压（即使得该绕组电流达到额定值时的电压），将另一个绕组短 路，其他绕组开路，此时所求得的该绕组端子之间的等效阻抗就是 变压器的短路阻抗。
• 主变压器型式及相关参数 • （1）变压器型式：三相式、强迫油循环、强迫风冷、双 线圈铜绕组无激磁调压油浸式低损耗升压变压器、户外式； • • • • • • • （2）型号：SFP10-780000/220； （3）系统最高工作电压(高压侧/低压侧)：252kV/23kV； （4）额定容量：780MVA； （5）额定电压(高压侧/低压侧)： 242/22kV； （6）额定电流(高压侧/低压侧)： 1861/20470A； （7）空载电流：≤0.2%； （8）阻抗电压：20%(允许偏差：＜±5％)；
• • • • • • • • •
四、变压器的连接组标号
• 1．三相绕组的连接方法 • （1）星形连接法；（2）顺序三角形连接； （3）逆序三 角形连接。
2．三相变压器的连接组标号
（1） Y，y0连接组标号
（2） Y，d11连接组标号
五、变压器的冷却方式
• 1．自然油循环自然冷却（ONAN） • 它是靠变压器油自然循环，油受热后比重小而上升，冷却后比 重大而下降，这种冷热油不断对流的冷却方式为自然冷却方式。 采用这种冷却方式的变压器容量较小，大多为7500kVA以下，在 火电厂中大部分为厂用变压器。 • 2．自然油循环风冷（ONAF） • 较大型变压器为了加强表面冷却而在每组散热器上装设风扇实 行吹风冷却。此类变压器一般都在铭牌上载有不使用风冷和使用 风冷的额定容量，前者容量为后者的60%～80%。 • 3．强迫油循环风冷（ODAF） • 大型变压器仅靠表面冷却是远远不够的，因为表面冷却只能降 低油的温度，而当油温降到一定程度时，油的粘度增加以致降低 油的流速，使变压器绕组和油的温升增大，起不到冷却作用。为 了克服变压器表面冷却的这一缺点，采用强迫油循环风冷，以加 快流速起到冷却作用。如图3-6所示为强迫油循环风冷变压器冷却 系统图，为了防止漏油或漏气，油泵采用埋入油中的潜油泵，潜 油泵故障时可发出信号和投入备用冷却器，一台变压器往往装有 多台风冷却器，有的作为备用。
第二节 电力变压器的结构及特点
一、铁心
芯式铁心
壳式铁心
二、绕组
绕组可分为圆筒式、螺旋式、连续式、纠结式、内屏蔽式等形式。
（a）双层圆筒式绕组；（b）连续式绕组；（c）单螺旋式绕组
变压器的绕组
三、油箱
油箱是保护变压器器身的外壳，也是盛油的容器和散热部件。
瓦棱形(波纹式)油箱
管式(散热器)油箱
5
水分/(mg/L)
≤10 ≤15 ≤20
≤15 ≤25 ≤35
6
界面张力 (25℃)/ (mN/m) 介质损耗角正 切 (90℃) 500 ≤330
≥35
≥19
7
≤0.0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ7 ≤0.010
≤0.020 ≤0.040
GB/T5654-2007《液面绝 缘材料 相对电容率 介 质损耗因数和直流电阻 率的测量》
五、绝缘套管
单体瓷绝缘导杆式套管
油浸电容式套管
六、分接开关
鼓形无励磁分接开关 (a)鼓形分接开关；(b)触头系统
六、分接开关
有载分接开关原理图 (a)分接开关的结构组成 (b)切换开关的工作原理
七、风冷却器
1—变压器油箱； 2—上蝶阀； 3—放气塞； 4—风扇箱； 5—冷却管； 6—端子箱； 7—油流指示 器；8—油泵； 9—下蝶阀； 10—排污阀； 11—风扇保护 网；12—风扇
启/备变压器型式及相关技术参数
• • 型式：户外油浸风冷/自然风冷三相分裂有载调压低损耗变压器 型号：SFFZ10-53000/220
• 额定电压：230±8×1.25%/6.3-6.3kV • 额定电流：133/2887-2887 A • 额定容量：53/31.5-31.5MVA • 接线方式：YN,yn0-yn0,d • 半穿越阻抗电压： 21％ • 调压方式： 有载调压 • 调压范围： 230±8×1.25％ • 冷却方式： ONAF/ ONAN • 中性点运行方式：高压侧中性点直接接地，低压侧中性点经40Ω 电阻接地 • 极 性： 减极性
•
•
（9）调压方式：中性点无励磁调压；
（10）调压范围： 242±2×2.5%(偏差±0.5%)；
• （11）中性点接地方式：220kV侧为通过接地刀闸接地， 但也可不接地运行；
• （12）冷却方式：强迫油循环强迫风冷,采用分散冷却 方式(ODAF)； • （13）连接组标号： YN，d11； • （14）极性：减极性； • （15） 变压器结构：芯式结构； • （16）端子连接方式：高压侧：220kV 架空导线， • 低压侧：22kV离相封闭母线，高压侧中性点: 架 空； • （17）变压器相序(面对变压器高压侧从左到右) • 高压侧为：O,A,B,C ；低压侧为：a,b,c • （18）套管相间距离:高压：≥2700mm， • 低压：与封闭母线厂配合。
低压厂用变压器型式及技术参数
型式:SCB10型干式变压器 额定容量：2500、2000、1600、1250、1000、500kVA 等 电压等级: 6.3 kV 最高工作电压: 7.2 kV 空载额定电压变比: 6.3±2×2.5% /0.4～0.23 kV 额定频率: 50 Hz 绝缘等级: H 联接组标号:D，yn11 冷却方式： AN/AF 安装地点：户内式（灰场隔离变安装在户外） 变压器中性点接地方式：低压侧直接接地
二、变压器的分类和型号
1．分类
（1）电力变电压器。电力变压器是指电力系统中专门用于 电能输送的普通变压器。按用途分为：升压变压器、降压变压 器、联络变压器；按结构分为：双绕组变压器、三绕组变压器、 分裂绕组变压器、自耦变压器；按相数分为：单相变压器、三 相变压器；按冷却方式分为：干式空冷变压器、油浸自冷变压 器、油浸风冷变压器、强迫油循环风冷变压器和强迫油导向循 环风冷或水冷变压器等。
九、储油柜
胶囊式储油柜结构示意图 1—端盖；2—柜体；3—罩；4—胶囊吊装器；5—塞子； 6—胶囊；7—油位计；8—蝶阀；9—集气室；10—吸湿器
十、气体继电器
气体继电器的内部结构 1—气塞；2—探针；3— 上浮子；4—重锤；5—磁 铁；6—挡板；7—支架； 8—磁铁；9—接线端子； 10—轻瓦斯干簧接点； 11—调节杆；12—弹簧； 13—标尺；14—重瓦斯干 簧接点；15—调节螺钉
八、 片 式 散 热 器
九、储油柜
敞开式储油柜结构示意图 1—端盖；2一柜体；3—空气； 4—塞子；5—变压器油； 6—油 位计；7—柜脚； 8—吸湿器；9—放油塞
隔膜式储油柜结构示意图 1—柜体；2—橡胶隔膜；3—放气塞；4—视察窗； 5—管接头； 6—油位计拉杆；7—磁力式油位计； 8—放水塞；9—集气盒；10—放气管接头；11— 管接头；12—注放油管；13—集污盒
河南新中益电厂
《电气设备及运行》讲稿
第二章
电力变压器及运行
报告人：胡志光
单位：华北电力大学
第一节 电力变压器的基本知识
一、变压器的工作原理
给一次绕组施加交流电压u1，在一次绕组中通过交变电流i1， i1 在铁心中产生交变主磁通φ，主磁通φ同时与一次、二次绕组交链， 在一次、二次绕组中产生交变感应电动势e1和e2，二次侧输出交流 电压u2，当二次侧接通负载后，在二次绕组中通过交变电流i2, 并向负载供电。当一、 二次绕组匝数N1 N2时， 则交流电压u1 u2，这 就实现了不同交流电压 等级之间的电能传递。
三、油箱
片式(散热器)油箱
带冷却器式油箱
三、油箱
四、变压器油
变压器油是天然石油在炼油过程中的一个馏分，经精制和 添加适当的稳定剂调制而成的。它的主要成分是环烷烃、烷 烃和芳香烃。变压器油在变压器油箱中充满整个空间，起着 绝缘和传导热量的双重作用。 GB/T7595—2008《运行中变压器油质量的相关要求》
序 号 1 设备电压 项 目 等级/kV 质量指标 投入运行 前的油 运行油 试验方法
外观
透明，无悬浮物和 机械杂质
外观目测
2
水溶性酸 (pH值)
>5.4
≥4.2
GB/T7598-2008《运行中 变压器油水溶性酸测定法》
GB/T7599-1987《运行中 变压器油、汽轮机油酸值 测定法（BTB法）》或 GB/T264-1983《石油产品 酸值测定法》
9
体积电阻率 (90℃)/Ω·m
≥1× DL/T4212009《电力用油 1010 体积电阻测定法》 ≥5×109 DL/T423-2009《绝缘油中 含气量测定方法 真空压差 法》或DL/T450-1991《绝 缘油中含气量测定方法 二 氧化碳洗脱法》
10
油中含气量 (%) (体积分数)
330～500
3
酸值 /(mgKOH/g)
≤0.03
≤0.1
4
闪点(闭口)/℃
与新油 原始 ≥140(10号、 测定 GB/T261-2008《闪点的测 25号油) 值 定 宾斯基-马丁闭口杯 ≥135(45号 法》 相比不 油) 低于 10 330～500 220 ≤110及以 下 GB/T7600-1987《运行中 变压器油水分含量测定 法（库伦法）》或 GB/T7601-2008《运行 中变压器油、汽轮机油 的水分测定法（气相色 谱法）》 GB/T6541-1986《石油产 品油对水界面张力测定 法（圆环法）》
高压厂用变压器型式及相关技术参数
• • 型式：户外油浸风冷/自然风冷三相分裂无载调压低损耗变压器 型号：SFF10-53000/22
• 额定电压：22±2×2.5%/6.3-6.3kV • 额定电流：1391/2887-2887 A • 额定容量：53/31.5-31.5MVA • 接线方式：D,yn1-yn1 • 半穿越阻抗电压： 18％ • 调压方式： 无励磁调压 • 调压范围： 22±2×2.5% • 冷却方式： ONAF/ ONAN • 中性点运行方式：高压侧中性点直接接地，低压侧中性点经40Ω 电阻接地 • 极 性： 负极性
8
击穿电压/kV
500 330 66～220 35及以下 500 ≤330
≥60 ≥50 ≥40 ≥35 ≥6× 1010 ≥6× 1010
≥50 ≥45 ≥35 ≥30
GB/T507-2002《绝缘油击 穿电压测定法》或 DL/T429.9-1991《电力系 统油质试验方法-绝缘油介 电强度测定法》
（2）特殊用途变压器。特殊用途变压器是根据不同用户的 具体要求而设计制造的专用变压器。它主要包括：整流变压器、 电炉变压器、试验变压器、矿用变压器、船用变压器、中频变 压器、测量变压器和控制变压器等。
2. 型号 变压器的型号是由字母和数字两个部分组成的，一般可表示如下： 其中， 1 为变压器 分类型号，由多个 字母组成，具体含 义如表所示， 2 为 设计序号，3 为额 定容量（kVA）， 4 为高压绕组电压 等级（ kV ）。如 SFP10-370000/220 表示三相双绕组无 励磁调压强迫油循 环风冷油浸式变压 器， 额定容量 370000kVA，高压 侧额定电压220kV。
≤1
≤3
油泥与沉淀物 11 (%) (质量分数) 油中溶解气体 12 组分 含量色谱分析
GB/T511-2010《石油和石 <0.02(以下可忽略不 油产品及添加剂机械杂质 计) 测定法》 GB/T 17623-1998《绝缘油 按DL/T596－1996 中溶解气体组分含量的气 相色谱测定法》和 《电力设备预防性 GB/T7252-2001《变压器 试验规程》中检验 周期和要求 油中溶解气体分析和判断