变压器讲义
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精心整理变压器绕组连同套管介质损耗试验一、介质损耗的定义及意义电介质就是绝缘材料。
当研究绝缘物质在电场作用下所发生的物理现象时,把绝缘物质称为电介质;而从材料的使用观点出发,在工程上把绝缘物质称为绝设备之间进行比较。
当对一绝缘介质施加交流电压时,介质上将流过电容电流I1、吸收电流I2和电导电流I3,如图所示。
其中反映吸收过程的吸收电流,又可分解为有功分量和无功分量两部分。
电容电流和反映吸收过程的无功分量是不消耗能量的,只有电导电流和吸收电流中的有功分量才消耗能量。
为了讨论问题方便,可进一步将等值电路简化为由纯电容和纯电阻组成的并联和串联电路。
我们就采用它的并联电路来分析。
当绝缘物上加交流电压时,可以把介质看成为一个电阻和电容并联组成的等值电路,如图21(a )所示。
根据等值电路可以作出电流和电压的相量图,如图 产生,夹角大时,就越大,故称变压器整体是否受潮、绝缘油及纸是否劣化等严重的局部缺陷,以及绕组上是否附着油泥等杂质。
三、变压器介质损耗的测量方法常用的方法有QS1西林电桥测量法、数字式介质损耗测试仪等。
1. QS1西林电桥法R I R I西林电桥的两个高压桥臂,分别由试品ZN及无损耗的标准电容器CN组成;两个低压桥臂,分别由无感电阻R3及无感电阻R4与电容C4并联组成,如图2所示。
图中Cx,Rx为被测试样的等效并联电容与电阻,R3、R4表示电阻比例臂,CN为平衡试样电容Cx的标准,C4为平衡损耗角正切的可变电容。
图3 西林电桥测量原理图统通过标准侧R4和被试侧R3分别将流过标准电容器和被试品的电流信号进行高速同步采样,经模数(A/D)转换装置测量得到两组信号波形数据,再经计算处理中心分析,分别得出标准侧和被试侧正弦信号的幅值、相位关系,从而计算出被试品的电容量及介损值。
智能型电桥的测量回路还是一个桥体,如下图所示。
图4 智能型电桥原理图R3、R4两端的电压经过A/D采样送到计算机,求得:试品阻抗:进一步计算可得:介损值可通过测量Ux与Un之间的相位计算得出tgδ值。
1、变压器差动保护比率制动式差动保护是变压器的主保护,能反映变压器内部相间短路故障、高压侧单相接地短路及匝间层间短路故障;保护能正确区分励磁涌流、过励磁故障。
保护采取自适应提高定值的方式,防止外部故障时由于CT饱和引起差动误动,当差流中的三次谐波与基波的比值大于某一定值时,自动提高比率制动差动的动作值、改变比率制动系数和最小制动电流,进一步提高保护的可靠性。
800系列发-变组保护装置最多可实现6侧差动,动作特性图如下:比率差动动作特性图图中阴影部分要经过励磁涌流判别、TA断线判别和TA饱和判别后才出口,双阴影部分只要经过励磁涌流判别就出口。
1.1 比率差动原理差动动作方程如下I op > I op.0( I res≤ I res.0)I op≥ I op.0 + S(I res– I res.0) ( I res > I res.0 ) (5-6-1)I res >1.2 I n(我站为0.54A)I op≥ 1.2I n + 0.8(I res–1.2 I n) ( I res >1.2 I n ) (5-6-2)I op为差动电流,I op.0为差动最小动作电流整定值(我站为0.16A),I res为制动电流,I res.0为最小制动电流整定值(我站为0.16A),S为比率制动特性斜率(我站为0.4),I n为基准侧电流互感器的额定二次电流,各侧电流的方向都以指向变压器为正方向。
对于两侧差动:I op = | ∙I1 + ∙I2 | (5-6-3)I res = |∙I1 - ∙I2| / 2 (5-6-4)对于三侧及以上差动:I op = | ∙I 1 +∙I 2 +…+ ∙I n | (5-6-5) I res = max{ |∙I 1|,|∙I 2|,…,|∙I n | } (5-6-6)式中:3≤n ≤6,∙I 1,∙I 2,。
∙I n 分别为变压器各侧电流互感器二次侧的电流。
电力变压器讲义变压器是一种静止电机,利用电磁感应原理把一种电压的交流电转变为频率相同的另一种电压的交流电能。
在电力系统中,变压器是一个重要设备,对电能的经济传输和灵活分配、安全使用具有重要意义。
我厂变压器型号额定电压:我们规定变压器接受功率的一侧绕组为一次绕组,输出功率一侧为二次绕组,一次绕组的额定电压与网络额定电压相等,但直接与发电机相连时,额定电压则与发电机额定电压相等。
二次绕组额定电压规定比系统网络额定电压高10%(110-121KV)、5%(6-6.3KV), 242±2×2.5%表示有五档不同电压电流的线圈抽头调压,用于满足不同电压系统使用。
型号表示一台变压器的结构、额定容量、电压等级、冷却方式等内容,表示方法为如OSFPSZ-250000/220表明自耦三相强迫油循环风冷三绕组铜线有载调压,额定容量250000kV A,高压额定电压220kV电力变压器。
OSSPS9-400000/220 表示自耦三相强迫油循环水冷三绕组铜线,额定容量400000kV A,高压额定电压220kV电力变压器。
我厂的变压器:1B:SSP7-180000/110 2B:OSSPS9-400000/2203B:OSSP10-400000/2204B:SSP11-200000/2205B: SSP9-200000/2206B:SSP8-200000/2207B:S9-5000/15.75 8B:S9-M-3150/15 9B:S9-5000/157:改进型9:低损耗10:更低损耗一、结构器身:铁芯、绕组、绝缘、引线调压装置油箱及冷却装置保护装置(储油柜、安全气道、油表、吸湿器、测温元件、净油器、瓦斯继电器等)出线装置(高、中、低压套管等)变压器油1、器身:铁芯、绕组、绝缘、引线1.1铁芯铁芯的结构一般分为芯式和壳式两类。
芯式铁芯的特点是铁轭靠着绕组的顶面和底面,但不包围绕组的侧面。
壳式铁芯的特点是铁轭不仅包围绕组的顶面和底面,而且还包围绕组的侧面。
变压器详细讲解变压器是一种电气设备,主要用于将交流电能从一种电压等级转换为另一种电压等级。
变压器的工作原理基于电磁感应现象,利用两个或多个线圈之间的磁场变化来实现电压的转换。
以下是变压器详细讲解:1. 基本结构:变压器主要由磁性材料制成的铁芯和绕组组成。
铁芯用于传递磁场,绕组则用于承载电流。
绕组通常用导线绕制,并分为高压绕组和低压绕组。
2. 原理:当交流电流通过高压绕组时,会在铁芯上产生磁场。
磁场的变化进而在低压绕组中产生电动势,从而实现电压的转换。
电压转换的大小取决于绕组之间的匝数比例。
3. 分类:根据用途和结构,变压器可分为以下几类:a. 配电变压器:用于配电系统,将高压电能转换为低压电能供给用户。
b. 电力变压器:用于发电、输电和配电系统中,实现电压的升高和降低。
c. 仪用变压器:用于电气测量和控制设备,提供标准电压信号。
d. 特殊变压器:如电炉变压器、整流变压器等,用于特殊场合的电压转换。
4. 参数:变压器的主要参数包括:a. 额定容量:表示变压器能承载的最大功率。
b. 额定电压:表示变压器输入和输出的电压等级。
c. 电压比:高压绕组与低压绕组之间的匝数比例,决定了电压转换效果。
d. 效率:表示变压器将电能转换为磁能和磁能转换为电能的能力。
5. 应用:变压器广泛应用于电力系统、工业生产、家电产品等领域。
例如,在家用电器中,变压器用于调节电源电压,以适应不同设备的电压需求。
6. 变压器的维护与安全:为确保变压器正常运行,需要定期进行检修和维护。
同时,应注意防止变压器过载、短路等事故,确保使用安全。
总之,变压器是一种重要的电气设备,它通过电磁感应实现电压的转换。
了解变压器的工作原理、分类和应用,有助于我们更好地在实际工程中选择和使用合适的变压器。
电石炉变压器复习资料电石炉变压器的构造:1电石炉变压器主要由磁路系统、电路系统、冷却系统组成。
2电石炉变压器的内部称为器身,它由构成磁路的铁芯,构成电路的绕组和附属的绝缘系统。
冷却系统主要由变压器油、油箱、联管、冷却器、储油柜等组成。
并附属有气体继电器、压力释放阀、油面温度计、绕组温度计、在线滤油装置等。
3 电石炉变压器附件及功能A、吸潮器(硅胶筒):内装有硅胶,储油柜(油枕)内的绝缘油通过吸潮器与大气连通,干燥剂吸收空气中的水分和杂质,以保持变压器内部绕组的良好绝缘性能;硅胶变色、变质易造成堵塞。
B、油位计:反映变压器的油位状态,一般在+3左右,过高需放油,过低则加油;冬天温度低、负载轻时油位变化不大,或油位略有下降;夏天,负载重时油温上升,油位也略有上升;二者均属正常。
C、油枕:调节油箱油量,防止变压器油过速氧化,上部有加油孔。
D、压力释放阀:防止突然事故对油箱内压力聚增造成爆炸危险。
E、信号温度计:监视变压器运行温度,发出信号。
指示的是变压器上层油温,变压器线圈温度要比上层油温高10℃。
上层温度不得超过95℃,通常以监视温度(上层油温)设定在85℃及以下为宜。
我厂电炉变的油温一般达到50℃时,中控电脑报警。
F、分接开关:通过改变高压绕组抽头,增加或减少绕组匝数来改变电压比。
G、瓦斯信号继电器:(气体继电器)轻瓦斯、重瓦斯信号保护。
上接点为轻瓦斯信号,一般作用于信号报警,以表示变压器运行异常;下接点为重瓦斯信号,动作后发出信号的同时使断路器跳闸、掉牌、报警;一般瓦斯继电器内充满油说明无气体,油箱内有气体时会进入瓦斯继电器内,达到一定程度时,气体挤走贮油使触点动作;打开瓦斯继电器外盖,顶上有二调节杆,拧开其中一帽可放掉继电器内的气体;另一调节杆是保护动作试验纽;带电操作时必须戴绝缘手套并强调安全。
电石炉变压器的检修操作:5.1 小修周期.变压器的小修周期至少每年一次.安装在粉尘污秽地区的变压器,应缩短检修周期.5.2 小修项目及要求.1、消除已发现而就地能消除的缺陷.2、清扫外壳及出线套管.发现套管破裂或叫垫老化应更换.漏油者应拧紧螺丝,或更换橡胶垫3、检查外部,拧紧引出线头.如发现烧伤,应用锉刀修正后接好4、检查油面计,清除油枕中的油污,缺油时应补油。
主变压器讲义一、系统(设备)概述1、变压器的用途变压器是借助于电磁感应,以相同的频率,在两个或更多的绕组之间变换交换电压或电流的一种静止电气设备。
电力变压器在电力系统中,用以改变电压的主要电气设备,再从电力系统的角度来看,一个电力网将许多发电厂和用户联在一起,分成主系统和若干个分系统。
各个分系统的电压并不一定相同,而主系统必须是统一的一种电压等级,这也需要各种规格和容量的变压器来联接各个系统。
所以说电力变压器是电力系统中不可缺少的一种电气设备。
2、变压器的分类变压器有不同的使用条件、安装场所,有不同电压等级和容量级别,有不同的结构形式和冷却方式,所以应按不同原则进行分类。
变压器分类方法见表1—1。
表1—1 电力变压器分类A、按电源输出相数分1)、单相变压器;2)、三相变压器;3)、多相变压器;B、按冷却方式分1)、干式(自冷)变压器;2)、油浸自冷变压器;3)、油浸不冷或风冷变压器;4)、氟化物(蒸发冷却)变压器。
C、按绕组结构分1)、单绕组变压器;2)、双绕组变压器;3)、三绕组变压器;4)、多绕组变压器。
D、按铁芯结构分1)、心式铁心变压器;2)、壳式铁心变压器;3)、C型、T型及环形铁心变压器。
E、按防潮方式分1)、开启式变压器;2)、密封式变压器;3)、全密式变压器。
F、按用途分1)、电力变压器;2)、电炉变压器;3)、整流变压器;4)、调压变压器;5)、各种小型电源变压器;6)、各种特殊用途变压器,如试验变压器、焊接变压器等。
G、按调压方式分1)、无载调压变压器;2)、有载调压变压器。
二、通用理论部分(或原理)介绍利用电磁感应原理工作的,它由相互绝缘且匝数不等的两个绕组(构成电路)套装在由良好导磁性能材料叠成的铁心(构成磁路)上。
两个绕组间只有磁的耦合而没有电的联系,其原理示意图如下图所示,其中绕组1接交流电源,这一侧称为一次侧,有关的物理量冠以下标1,如μ1、i1等;绕组2接有负载,这一侧称为二次侧,有关的物理量冠以下2如μ2、i2等。
根据电磁感应原理,变压器一、二次绕组中产生的感应电动势分别为:E1=4.44f1N1B m S×10-4E2=4.44f2N2B m S×10-4式中B m—铁心中最大的磁通密度,T;S—铁心载面积,cm2F—电源频率,Hz工频频率为50HzN1—一次绕组匝数,匝;N2—一次绕组匝数,匝。
同上式相比得E1/E2=N1/N2由此可见变压器一、二次电动势之比等于一、二次绕组匝数之比。
由于变压器绕组有阻抗,退职一次电压U1略大于E1,而二次电压U2略小于E2。
如忽略阻抗压降,则U1/U2=E1/E2=N1/N2这个关系式说明变压器一、二次电压之比近似等于一、二次绕组匝数之比。
这个比值称为变压器的电压比。
变压器以通过电磁耦合关系,将一次侧的电能传输到二次侧去,如忽略漏磁因素,即变压器本身损耗忽略不计,那么,向变压器输入的功率等于变压器向负载输出的功率,即U2*I2=U1*I1或I1/I2=U2/U1所以I1/I2=N2/N1说明变压器一、二次电流与一、二次绕组匝数成反比。
实际上变压器在运行中有铁损、铜损等损耗产生,正因为如此变压器在运行中就会产生热量三、系统(设备)构造介绍1、总体结构介绍:变压器的主要的构成部件是铁心和绕组,它们装配在一起统称为器身。
对油浸电力变压器,器身浸入盛满变压器油的油箱中,绕组的端头由绝缘套管引至箱外,除此之外,还有一些相应的保护设备。
变压器的主要结构包括:铁心、绕组、分接开关(无载调压开关)、油箱(包括变压器油25#)、冷却器装置(强油水冷)、绝缘套管和保护装置。
2、结构特点:三相油浸电力变压器,由三相一、二次绕组。
铁心,油箱,底座,高压套管,引线,散热器(或冷却器),储油柜,气体继电器,安全气道,分接开关、温度计等组件和附件构成。
其各部分结构特点分述如下:(1)铁心用夹件:电力变压器铁心系由硅钢片(带)经剪切成为一定尺寸的铁心片,按一定叠压系数叠压而成。
对于老式变压器(如SJ系列等)铁心要又红又经穿心螺杆紧固,外加铁或木制夹件紧;对于S7—S9系列中小型用其他大型低损耗变压器,其铁心为全斜接缝铁心,铁心片叠成心柱后,不用穿心螺杆紧固,而采用无纬玻璃丝带绑扎;再经金属夹件夹紧。
(2)绕组分类:三相是力变压器绕组是由一次绕组、二次绕组、对地绝缘层(主绝缘)、一、二次绕组之间绝缘及由燕尾垫块、撑条构成的油道(油浸式变压器)或气道(干式变压器)与高压和低压经线构成。
不同容量及电压等级的电力变压器,其绕组型式结构不一样。
对于层式绕组类的箔式绕组,目前仅在S8及S9系列低损耗电力变压器中采用;而饼式绕组类的内屏蔽式绕组也只有110KV 及以上高电压大型、特大型变压器中采用。
一般电力变压器中常采用圆筒式、连续式、纠结式、螺旋式及交错式五种绕组。
关于高低压绕组安装位置,因高压绕组都是用较细的导线绕成匝数较多的绕组,为了便于抽头和引出,通常将高压绕组放在外侧,作为一次绕组;低压绕组则放在靠近铁心的里侧,由于电压低扣铁心间的对地绝缘好布置。
当然,大型三相电力变压器则大多相反,即低压侧绕组在外侧,高压侧绕组在里层。
1)圆筒式绕组圆筒式绕组有单层、双层及多层绕制成的结构,单只线圈的层数是由一根或几根并联际线齐绕,层间连线用过渡线,不用焊接。
圆筒式绕组多用在3—35KV电压级、250—630KV A电力变压器高压绕组中,而低压绕组外形截面缠绕成梯形。
圆筒式绕组层间绝缘较厚,机械强度差,冷却效果也差。
2)连续式绕组连续式绕组是由若干带段间油道的线段组成,沿轴向分布,线段之间不用焊接,线段的线匝按螺旋方向逐一平绕而成。
这种绕组一般用在高压绕组中。
3)纠结式绕组该类绕组是最好的绕组结构形式,一般500KV A以上的三相电力变压器绕组都采用此种型式,它抗冲击绝缘度高。
此类绕组线匝和线段际线做成纠结式,从而增大它们之间的纵向电容,以此平衡绕组的电气冲击作用,降低相邻线段之间的电压,故各线段可不用屏蔽线和附加绝缘。
纠结式绕组由纠结线饼组成,全部用纠结线饼的,称全纠结式绕组,一般用于220KV及以上电压等级的变压器;一部分用纠结线饼和一部分连续线饼组成的绕组,称为纠结连结绕组,用于60—220KV电压等级的变压器上,它的外形与连续式绕组类似。
纠结式绕组与连续式绕组的不同之处,只在于绕组线匝排列顺序不同。
它的线匝不以自然数序排列,而是在相邻数序线匝间插入不相邻数序的线匝。
这样原连续式绕组段间线匝须借助于纠结绕组。
4)螺旋式绕组螺旋式绕组分单、双列两种,它是按螺旋线绕制成匝间带油道的若干线匝构成。
每匝并联的几根扁导线按辐高平放,而并联导线又按同心式布置,且采换位做法。
该类绕组实质上是多根绕组导线叠并绕的单层圆筒式绕组,但由于匝间有辐向油道而形成了线饼,如一匝为一个线饼的称单螺旋式绕组,一匝为两个或四个线饼的称双螺旋式和四螺旋式绕组。
螺旋式绕组的主要特点是并联导线根数多,线饼成螺旋状。
该类绕组的换位,不论是单螺旋式,还是双螺旋式或四螺旋式绕组,均有多种换位形式。
5)交错式绕组交错式绕组又叫交叠式绕组。
所谓交错式是指在同一铁心柱上,一次绕组及二次绕组成交替排列,绕组均做成饼式结构,这种绕组的排列方式中,一次绕组做成双饼式或连续式二次绕组为螺旋式,因交错排列。
所以绕制中不需进行换位,因此绕组难度比前几种换位绕法的绕组操作略筒单些。
交错式绕组一般用在一次电压为35KV及以下的大、中型电炉变压器中。
这种排列使一次分接头和二次大电流出头的引出及铜排焊接方便,绕组的短路稳定性较好。
(3)油箱及底座油箱和底座是油浸变压器的支持部件,它们支持着器身和所有附件。
油箱里装有为绝缘和冷却用的变压器油。
油箱是钢板加工制成的容器,要求机械强度高、变形小、焊接处不渗漏。
油箱底部用槽钢等钢铁材料做成底座,底座下面装有滚软弱,以便安装和短距离扒运变压器用,大型电力变压器还采用可扭转90度的底座结构。
(4)套管和引线套管和引线是变压器一、二次绕组与外部线路的连接部件。
引线通过套管引到油箱外顶部,套管既可固定引线,又起引线对地的绝缘作用。
用在变压器上的套管要有足够的电气绝缘强度和机械强度,并具有良好的热稳定性。
变压器用的套管种类有瓷绝缘式套管,它用于40KV以下电压等级变压器上,它以瓷作为套管主绝缘;充油式套管,用于60KV及以上电压等级变压器上,它以绝缘筒和绝缘油作为套管主绝缘;电容式套管,它以多层紧密配合的绝缘纸和铝箔交错卷制成的电容心子作为主绝缘。
(5)散热器和冷却器散热器和冷却器是油浸变压器的冷却装置,中小型电力变压器的散热器,一般用钢管撼制成形后焊接在油箱两侧孔内。
该种散热器要求刚度要好,常在垂直排列的管子上焊几道钢带,把散热管联结成整体。
大容量的变压器,采用油浸风冷或强迫油循环风冷,也采用油浸水冷或油浸强迫水冷方式。
这些冷却方式是由冷却器来完成的。
(6)保护误测量装置1)储油柜又称油枕是用来减轻和防止变压器油氧化和受潮的装置。
2)吸湿器是防止变压器油受潮的部件之一。
它是一个圆形容器,上端通过联管接到储油柜上,下端有孔与大气相通。
在变压器运作中油温变化时,它起吸气和排气作用。
吸湿器内装有吸湿剂,能吸取潮气及水分、分子筛、硅胶或氧化钙之类吸湿剂吸入潮气或水分饱和时,会使自已变质失去吸温能力,所以要定期检查和更换。
3)气体继电器继电器安装在油箱与储油柜连接管之间,是变压器内部故障的保护装置(通常叫瓦勘斯继电器)。
4)防爆管又叫安全道,当变压器内部发生故障,气体增大时能使油及气体冲破防爆膜喷出,防止油箱破裂或爆炸。
5)温度计是用以测量变压器上层油温度而设的。
我厂45度启动冷却器辅1、55度启动冷却器辅2。
6)分接开关用来连接和切断变压器绕组分接头,实现调压的装置。
我厂采用无载分接开关要求在切断变压器电源后进行调压的开关。