变压器讲义(罗远福789)

上次课知识回顾
变压器的对油温有什么要求？
A
E
B
F
H
105 120 130 155 180
什么是绕组温升？ 限值（K） 60 75
80 100 125
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衡量变压器绝缘的标准是什么？
1、绝缘值：每KV不小于1兆欧 2、 吸收比：吸收比≥1.2～1.6 3、变压器线圈的绝缘电阻应不低于上次运行时 同一温度下测得值的70%
变压器运行维护 一
罗远福
上次课知识回顾
闸门的分类及其特点？ 工作闸门、检修闸门和事故闸门。
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厂房的分类及其特点？
地面式厂房—河床式、坝后式、引水式 地下式厂房 溢流式厂房
上次课知识回顾
水电站机械部分有哪几大系统组成？
调速器油压系统、蝴蝶阀油压系统、 低压气系统、高压气系统、技术供 水系统、渗漏排水系统、检修排水 系统、水力测量系统
收比≥1.2～1.6，且变压器线圈的绝缘电阻应不 低于上次运行时同一温度下测得值的70%（现场 实际不同而不同）。否则应查清原因，消除问题 后才能投运。
变压器运行维护 二
罗远福
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变压器的冷却方式有哪些？
1、油浸自冷(ONAN)； 2、油浸风冷(ONAF)； 3、强迫油循环风冷(OFAF)； 4、强迫油循环水冷(OFWF)； 5、强迫导向油循环风冷(ODAF)； DIRECTED 6、强迫导向油循环水冷（ODWF)。
K1
K4
K2
K3
R
R
变压器组成
• 油箱 --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。油箱上还设有放油阀门、活 门、小车、油样活门、接地螺栓 、铭牌等零部件。
• 1-铭牌； 8-高压套管； • 9-低压套管； 10-分接开关； • 11-油箱； 12-放油阀门； • 14-接地板； 15-小车
上次课知识回顾
水电站电气部分有哪几大系统组成？
电气主接线系统、厂用电系统、 直流系统、照明系统、防雷过 电压保护系统、接地系统、继 电保护和二次系统、通信系统
变压器的作用
变压器 变压器是利用电磁感应原理传输电能或电信号的 器件, 它具有变压、 变流和变阻抗的作用。
变压器虽然大小悬殊, 用途各异, 但其基本结 构和工作原理却是相同的。 身边的变压器？
(2) 差动保护的保护范围为主变各侧差动电流互感器之间的一次电气部分，包括：
•a：主变引出线及变压器线圈发生多相短路。 •b：单相严重的匝间短路。 •c：在大电流接地系统中线圈及引出线上的接地故障。
(3) 瓦斯保护范围
•a：变压器内部多相短路。 •b：匝间短路,匝间与铁芯或外皮短路。 •c：铁芯故障(发热烧损)。 •d：油面下降或漏油。 •e：分接开关接触不良或导线焊接不良。
• 令 K=N1/N2，称为匝比（亦称电压比），则 电流与匝数的关系？
•
变压器分类
• 学习分类的意义？
• 1） 按用途分类： •升压变压器、降压变压器、厂用变、行灯变；
按相数分类：
单相变压器和三相变压器；
按线圈数分Biblioteka Baidu：
双线圈变压器、三线圈变压器和自耦变压器；
有效的识别 了解不同型式的特点
作业： （2人一组完成一份）
(4) 差动保护可装在变压器、发电机、分段母线、线路上，而瓦斯保护为变压器独有 的保护。
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变压器保护
根据现场实际情况，还可能设置其他的保护：
变压器油温保护 ：发信号或跳闸 变压器绕组温度保护 ：发信号或跳闸 变压器高压侧过流保护 ：跳闸 变压器冷却器故障 ：信号 零序电流电压保护 ：跳闸 过负荷保护 ：信号或跳闸 变压器低压侧TV3断线保护 ：信号
• 与负载相连的线圈，送出交流 电能，称为二次绕组 用U2， I2，E2 ，N2表示;
• 同时交链一次，二次绕组的磁 通量的相量为 Fm ,该磁通量称 为主磁通;
变压器原理图
变压器工作原理
• 若一次、二次绕组的电压、电动势的瞬时值均按正弦规 律变化，则有 电压与匝数的关系?
• 不计铁心损失，根据能量守恒原理可得 • 由此得出一次、二次绕组电压和电流有效值的关系：
有载调压就是在变压器高压侧带电的情况仍能换档； 无载调压就是必须在变压器高压侧断电的条件下才能换档。
变压器组成
• 油浸式变压器的构造及组成：
变压器主要包含？
器身 油箱 冷却装置 保护装置 出线装置 变压器油
220kV变压器外形图
储油柜
旁通阀
有载调压油位表
主体油位表
高压套管 中压套管 散热器
铁芯接地装置 吸湿器 端子箱 冲氮灭火装置
变压器组成
散热方式
散热方式
运行中发现冷却器漏油或者漏水，怎么办？
冷却器的自动控制
• 变压器油温的要求：
Y
A
E
B
F
H
C
90 105 120 130 155 180 180℃以上
什么是绕组温升？限值（K） 60 75 80 100 125
黑绝缘是以前发电机定子绕组主绝缘采用沥青云母绝 缘的俗称 黄绝缘是主绝缘采用环氧玻璃粉云母绝缘的俗称 目前，黑绝缘已经逐渐淘汰，黄绝缘广泛用于B级和F 级发电机绝缘。
变压器的作用
变压器 电力系统中主要用来： 1、实现降低长距离输电的损耗（举例） 2、为了适应不同电压等级设备的需求而作为配 电变压器：在电子设备和仪器中常用小功率电源 变压器改变市电电压, 再通过整流和滤波, 得到电 路所需要的直流电压;
变压器工作原理
• 与电源相连的线圈，接收交流 电能，称为一次绕组 用U1 ， I1，E1，N1表示;
• 小型变压器铁芯截面为矩形或方形，大型变压器铁芯截面 为阶梯形，这是为了充分利用空间。
变压器组成
• 绕组：
• 绕组是变压器的电路 部分
• 铜或铝导线包绕绝缘 纸以后绕制而成。
变压器组成 • 绕组
变压器组成
• 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。
变压器组成
• 保护装置 --包括储油柜、油表、压力释放阀、呼
吸器、测温元件、净油器、瓦斯继 电器等。
变压器组成
•压力释放阀
压力释放阀
当变压器内部发生严重故障 而产生大量气体时，油箱内 压力迅速增加，为防止变压 器发生爆炸，油箱上安装压 力释放阀。
压力释放阀
变压器组成
有可能是压 力释放阀
变压器组成
• 噪声低、不产生有害气体、不 污染环境、对湿度、灰尘不敏 感、体积小、不开裂、维护简 便。因此，最适宜用于防火要 求高，负荷波动大以及污秽潮 湿的恶劣环境中。如：机场、 发电厂、冶金作业、医院、高 层建筑、购物中心、居民密集 区以及石油化工、核电站、核 潜艇等特殊环境中。
变压器分类
• 3）变压器两大基本结构形式： – 壳式变压器 – 芯式变压器
变压器保护配置
1）电量保护
• （1）纵差保护 • （2）相间短路的后备保护 • （3）零序保护 • （4）过负荷保护
2）非电量保护
• (1)气体保护 • （2）冷却器故障保护 • （3）变压器温度保护
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变压器保护配置
主变差动与瓦斯保护的作用有哪些区别?
(1) 差动保护为变压器的主保护;瓦斯保护为变压器内部故障时的主保护。
自耦变压器与其他变压器的不同？说明相对 于其他变压器，其优缺点。
变压器分类
• 2）从冷却和绝缘介质的不同可归纳以下几类： – 油浸式变压器 – 气体绝缘变压器 – 干式变压器
干式变压器
油浸式变压器
变压器工作原理
• 干式电力变压器特点
• 干式电力变压器承受热冲击能 力强，过负载能力大、难燃、 防火性能高、低损耗、局部放 电量小、
油温 绕温 风冷控制箱
风机
变压器组成
• 器身 ---又称芯体，是变压器最重要的部件，其中
包括铁心、绕组、绝缘、引线、分接开关 等部件。
变压器组成
• 铁芯
• 铁心的作用 •是变压器的主磁路
• 铁心的材料 0.35～ 0.5mm厚的硅钢片
• 铁心形式 电力变压器主 要采用心式结构
变压器组成
• 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0.35mm~0.5mm 厚的硅钢片涂绝缘漆后交错叠成。
变压器保护
瓦斯保护 变压器内部故障主保护，也是变压器油面降低的唯一保 护，对于变压器油箱内各种短路故障，此保护均能灵敏 地动作，瞬时跳开110kV出口断路器、35kV出口断路器、 主发电机出口断路器、副发电机出口断路器、厂用变高 压侧断路器。 1、当变压器内部发生轻微故障时，产生的气体聚集在瓦 斯继电器上部达到一定容积时，轻瓦斯保护动作，发出 “告警信号”， 控制室监控计算机及语音报警装置报 “主变压器轻瓦斯保护动作”。 2、当变压器内部发生严重故障时，产生大量气体，形成 强烈的油气流，达到一定的流速时，重瓦斯保护动作跳 闸，保护装置上“保护动作”指示灯亮，同时，控制室 监控计算机及语音报警装置报“主变压器瓦斯保护动 作”。
变压器保护
瓦斯保护
下列情况下，应将重瓦斯保护压板投“信号” 位置（投运后第一值检查不少于3次，二、 三值不少于2次）， 24小时后无气泡时，与 调度联系投入“跳闸”位置。 1、主变运行中滤油、补油； 2、新投运或大修后的变压器冲击合闸之后； 3、油位计油面异常升高或呼吸器有异常现 象或瓦斯继电器内有空气等，需要打开 放气阀或放油阀。
• 大型变压器会有三个绕组，多一个 中压绕组。
变压器组成
• 分接开关 作用？
电网上一次电压会经常变化，为维持变压器输出电压稳定，高
压绕组有三个分接头，通过调节一次绕组线圈的匝数来调节输
出的二次电压， 使输出电压稳定。
通过分接开关来实现一次绕组匝数的改变。
分接开关
U1
N1
U2
=
N2
变压器组成
• 分接开关
• 油箱
箱盖
波纹片
波纹片作用：增大散热面积，催 进油的循环对流，使变压器心子周围 的高温油通过波纹片冷却循环，起到 降低变压器运行温度的作用。
油箱盖上有三个大孔，四个小孔， 四个角上有吊环，一个放温度计的小 孔（放温度计的小孔内充满变压器 油），一个油位计。
变压器组成
• 冷却装置
一、冷却方式： 1、油浸自冷(ONAN)； 2、油浸风冷(ONAF)； 3、强迫油循环风冷(OFAF)； 4、强迫油循环水冷(OFWF)； 5、强迫导向油循环风冷(ODAF)； DIRECTED 6、强迫导向油循环水冷（ODWF)。
冷却器的自动控制
• 由对变压器油温的要求设计其控制功能：
冷却器控制方式二种：现地PLC自动控 制、现地手动控制。
冷却器的自动控制
• 测量变压器绝缘电阻时，各侧的断路器、隔离刀 闸、中性点刀闸均应断开。
• 用2500V或5000V摇表测量线圈对地绝缘。 • 绝缘值不小于3KMΩ（一般是每Kv 1MΩ），吸
• 瓦斯继电器
• 又称瓦斯继电器，作为油浸变压器内部故障的主保护。 • 工作原理：
当变压器正常工作时，继电器内充满变压器油，当发生轻 微故障，变压器油分接产生气体使继电器内浮子下降，达 到一定程度发出瓦斯报警信号，若变压器漏油使油面降低 ，同样会发出报警信号。 如果变压器内发生严重故障，将会出现油浪涌，冲击继电 器挡板，发出跳闸信号，使变压器的一次电源断路器跳闸 。
变压器组成
变压器保护
差动保护（结合下硐电站主接线） 变压器主保护，利用110kV线路侧电流互感器 1LH与35kV线路侧电流互感器1LH和发电机出口 电流互感器2LH及厂用变高压侧电流互感器2LH 按循环电流接线构成，采用二次谐波制动和比率 制动原理。 当主变高压、低压绕组、10.5kV母线、110kV侧 断路器、35kV侧断路器、主发电机出口断路器、 厂用变高压侧断路器等电气设备上发生相间短路 时，此保护动作，无时限跳110kV侧断路器、 35kV侧断路器、主发电机出口断路器、副发电 机出口断路器、厂用变高压侧断路器。
• 区别主要在磁路即铁心分布上:
– 壳式变压器铁心的轭包围住线圈，好象形成一个外壳，因此而得名。 – 芯式变压器铁心大部分在线圈之中，只一部分在线圈之外构成铁轭作
为磁回路。 – 无论壳式变压器还是芯式变压器其电磁原理是完全相同的。
变压器分类
• 4）变压器按照可否带负载进行电压调节： 无载调压型 有载调压型
变压器组成
• 瓦斯继电器
• 可按下面气体的颜色来判断故障： • 1、灰黑色，易燃。通常是因绝缘油炭化造成的，也可能是
接触不良或局部过热导致。 • 2、灰白色，可燃。有异常臭味，可能是变压器内纸质烧毁
所致，有可能造成绝缘损坏。 • 3、黄色，不易燃。因木质制件烧毁所致。 • 4、无色，不可燃。无味，多为空气。