变压器教案MicrosoftWord文档.docx

1、变压器教案MicrosoftWord文档一、电力变压器产品型号的表示方法：123456-7/8 1-相数（D-单相，S-三相） 2-冷却方式（J-油浸自冷，也可不标，G-干式空气自冷，C-干式浇注绝缘，F-油浸风冷，S-油浸水冷） 3-循环方式（自然循环不标，P-强迫循环） 4-绕组数（双绕组不标，S-三绕组，F-双分裂绕组） 5-调压方式（无励磁调压不标，Z-有载调压） 6-设计序号 7-额定容量（kVA） 8-高压绕组额定电压等级（kV） 变压器的型号由：变压器绕组数+相数+冷却方式+是否强迫油循环+有载或无载调压+设计序号+“-”+容量+高压侧额定电压组成。 如：SFPZ9-120000

2、/110 指的是三相（双绕组变压器省略绕组数，如果是三绕则前面还有个S）双绕组强迫油循环风冷有载调压，设计序号为9，容量为120000KVA，高压侧额定电压为110KV的变压器。二、变压器的分类：1、按冷却方式分类：有自然冷式、风冷式、水冷式、强迫油循环风（水）冷方式、及水内冷式等。2、按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。3、按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环型变压器、金属箔变压器、辐射式变压器等。4、按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器。5、按用途分类：有电力变压器、特种变压

3、器（电炉变、整流变、工频试验变压器、调压器、矿用变、音频变压器、中频变压器、高频变压器、冲击变压器、仪用变压器、电子变压器、电抗器、互感器等）。6、按冷却介质分类：有干式变压器、液（油）浸变压器及充气变压器等。7、按线圈数量分类：有自耦变压器、双绕组、三绕组、多绕组变压器等。8、按导电材质分类：有铜线变压器、铝线变压器及半铜半铝、超导等变压器。9、按调压方式分类：可分为无励磁调压变压器、有载调压变压器。10、按中性点绝缘水平分类：有全绝缘变压器、半绝缘（分级绝缘）变压器。一、变压器结构1、变压器铁心： 1）变压器铁心材料 铁心是变压器磁路的主体，变压器铁心分为铁心柱和铁轭，铁心柱上套装绕组，铁

4、轭的作用是使磁路闭合。为减少铁心内的磁滞损耗和涡流损耗，提高铁心导磁能力，铁心采用含硅量约为5%，厚度为0.35mm或0.5mm，两面涂绝缘漆或氧化处理的硅钢片叠装而成。2）变压器铁心结构变压器铁心分为心式结构和壳式结构。（1）心式变压器：心式变压器的原、副绕组套装在铁心的两个铁心柱上，如下图所示。结构简单，电力变压器均采用心式结构。（2）壳式变压器：壳式变压器的铁心包围绕组的上下和侧面，如下图所示。制造复杂，小型干式变压器多采用。2、变压器绕组（线圈） ： 绕组是变压器的电路部分，用绝缘铜线或铝线绕制而成 。绕组的作用是电流的载体，产生磁通和感应电动势。 高压绕组：工作电压高的绕组；低压绕组

5、：工作电压低的绕组。绕组有同心式和交叠式。同心式绕组：高低压绕组在同一芯柱上同芯排列，低压绕组在里，高压绕组在外，便于与铁芯绝缘，结构较简单。（常采用）见下图。交叠式绕组：高低压绕组分成若干部分形似饼状的线圈，沿芯柱高度交错套装在芯柱上。同心式绕组1-高压绕组 2-低压绕组3、变压器附件 电力变压器的附件有油箱、油枕、分接开关、安全气道、绝缘套管等。电力变压器的附件作用是保证变压器的安全和可靠运行。 （1）电力变压器油箱： 即油浸式变压器的外壳，用于散热，保护器身（变压器的器身放在油箱内），箱中有用来绝缘的变压器油。（2）电力变压器储油柜（油枕）：装在油箱上，使油箱内部与外界隔绝。变压器油位标

6、上40，20，30三条刻度线的含意是什么？油位标上+40表示安装地点变压器在环境最高温度为+40时满载运行中油位的最高限额线，油位不得超过此线，+20表示年平均温度为+20时满载运行时的油位高度；-30表示环境为-30时空载变压器的最低油位线，不得低于此线，若油位过低，应加油。（3）电力变压器安全气道（防爆管）：装在油箱顶盖上，保护设备，防止出现故障时损坏油箱。当变压器发生故障而产生大量气体时，油箱内的压强增大，气体和油将冲破防爆膜向外喷出，避免油箱爆裂。（4）电力变压器气体继电器（瓦斯继电器）：装在变压器的油箱和储油柜间的管道中，主要保护装置。内部有一个带有水银开关的浮筒和一块能带动水银开关

7、的挡板。当变压器发生故障，产生的气体聚集在气体继电器上部，油面下降，浮筒下沉，接通水银开关而发出信号；当变压器发生严重故障，油流冲破挡板，挡板偏转时带动一套机构使另一水银开关接通，发出信号并跳闸。（5）电力变压器分接开关：在电力系统，为了使变压器的输出电压控制在允许变化的范围内，变压器的原边绕组匝数要求在一定范围内调节，因而原绕组一般备有抽头，称为分接头。利用开关与不同接头连接，可改变原绕组的匝数，达到调节电压的目的。分接开关分为有载调压分接开关和无载调压分接开关。（6）电力变压器绝缘套管：装在变压器的油箱盖上作用是把线圈引线端头从油箱中引出，并使引线与油箱绝缘。电压高于110KV采用电容式套

8、管。（7）电力变压器变压器油：要求：高的介质强度和低的粘度，高的发火点和低的凝固点，不含酸、碱、灰尘和水分等杂质。作用：加强绝缘和散热。（8）电力变压器测温装置：监测变压器的油面温度。小型的油浸式变压器用水银温度计，较大的变压器用压力式温度计。温度计用以监测上层油温。三个指针：85 55 实际温度二、技术参数：变压器在规定的使用环境和运行条件下，主要技术数据一般都都标注在变压器的铭牌上。主要包括：额定容量、额定电压及其分接、额定频率、绕组联结组以及额定性能数据（阻抗电压、空载电流、空载损耗和负载损耗）和总重。 A、额定容量（kVA）：额定电压.额定电流下连续运行时,能输送的容量。 B、额定电压

9、（kV）：变压器长时间运行时所能承受的工作电压.为适应电网电压变化的需要,变压器高压侧都有分接抽头,通过调整高压绕组匝数来调节低压侧输出电压. C、额定电流(A):变压器在额定容量下,允许长期通过的电流. D、空载损耗（kW）: 当以额定频率的额定电压施加在一个绕组的端子上，其余绕组开路时所吸取的有功功率。与铁心硅钢片性能及制造工艺、和施加的电压有关. E、空载电流（%）: 当变压器在额定电压下二次侧空载时,一次绕组中通过的电流.一般以额定电流的百分数表示. F、负载损耗（kW）: 把变压器的二次绕组短路,在一次绕组额定分接位置上通入额定电流,此时变压器所消耗的功率. G、阻抗电压（%）：把变

10、压器的二次绕组短路,在一次绕组慢慢升高电压,当二次绕组的短路电流等于额定值时,此时一次侧所施加的电压.一般以额定电压的百分数表示. H、相数和频率：三相开头以S表示，单相开头以D表示。中国国家标准频率f为50Hz。国外有60Hz的国家（如美国）。 I、温升与冷却：变压器绕组或上层油温与变压器周围环境的温度之差,称为绕组或上层油面的温升.油浸式变压器绕组温升限值为65K、油面温升为55K。冷却方式也有多种：油浸自冷、强迫风冷，水冷，管式、片式等。J、绝缘水平：有绝缘等级标准。绝缘水平的表示方法举例如下：高压额定电压为35kV级，低压额定电压为10kV级的变压器绝缘水平表示为 LI200AC85/

11、LI75AC35，其中LI200表示该变压器高压雷电冲击耐受电压为200kV，工频耐受电压为85kV，低压雷电冲击耐受电压为75kV，工频耐受电压为35kV.奥克斯高科技有限公司目前的油浸变压器产品的绝缘水平为LI75AC35，表示变压器高压雷电冲击耐受电压为75kV，工频耐受电压为35kV，因为低压是400V，可以不考虑。 K、联结组标号：根据变压器一.二次绕组的相位关系,把变压器绕组连接成各种不同的组合,称为绕组的联结组。为了区别不同的联结组,常采用时钟表示法,即把高压侧线电压的相量作为时钟的长针,固定在12上,低压侧线电压的相量作为时钟的短针,看短针指在哪一个数字上,就作为该联结组的标号

12、.如Dyn11表示一次绕组是（三角形）联结，二次绕组是带有中心点的（星形）联结，组号为(11)点。 对不同类型的变压器都有相应的技术要求，可用相应的技术参数表示。如电源变压器的主要技术参数有：额定功率、额定电压和电压比、额定频率、工作温度等级、温升、电压调整率、绝缘性能和防潮性能，对于一般低频变压器的主要技术参数是：变压比、频率特性、非线性失真、磁屏蔽和静电屏蔽、效率等。 1.电压比：变压器两组线圈圈数分别为N1和N2，N1为初级，N2为次级。在初级线圈上加一交流电压，在次级线圈两端就会产生感应电动势。当N2N1时，其感应电动势要比初级所加的电压还要高，这种变压器称为升压变压器：反之则为升压变

13、压器。 2.变压器的效率： 在额定功率时，变压器的输出功率和输入功率的比值，叫做变压器的效率，即 式中为变压器的效率；P1为输入功率，P2为输出功率。 当变压器的输出功率P2等于输入功率P1时，效率等于100%，变压器将不产生任何损耗。但实际上这种变压器是没有的。变压器传输电能时总要产生损耗，这种损耗主要有铜损和铁损。 铜损是指变压器线圈电阻所引起的损耗。当电流通过线圈电阻发热时，一部分电能就转变为热能而损耗。由于线圈一般都由带绝缘的铜线缠绕而成，因此称为铜损。 变压器的铁损包括两个方面。一是磁滞损耗，当交流电流通过变压器时，通过变压器硅钢片的磁力线其方向和大小随之变化，使得硅钢片内部分子相互

14、摩擦，放出热能，从而损耗了一部分电能，这便是磁滞损耗。另一是涡流损耗，当变压器工作时。铁芯中有磁力线穿过，在与磁力线垂直的平面上就会产生感应电流，由于此电流自成闭合回路形成环流，且成旋涡状，故称为涡流。涡流的存在使铁芯发热，消耗能量，这种损耗称为涡流损耗。 变压器的效率与变压器的功率等级有密切关系，通常功率越大，损耗与输出功率比就越小，效率也就越高。反之，功率越小，效率也就越低。三、并列运行条件 变压器是电力网中的重要电气设备，由于连续运行的时间长，为了使变压器安全经济运行及提高供电的可靠性和灵活性，在运行中通常将两台或以上变压器并列运行。变压器并列运行，就是将两台或以上变压器的一次绕组并联在

15、同一电压的母线上，二次绕组并联在另一电压的母线上运行。其意义是：当一台变压器发生故障时，并列运行的其它变压器仍可以继续运行，以保证重要用户的用电；或当变压器需要检修时可以先并联上备用变压器，再将要检修的变压器停电检修，既能保证变压器的计划检修，又能保证不中断供电，提高供电的可靠性。又由于用电负荷季节性很强，在负荷轻的季节可以将部分变压器退出运行，这样既可以减少变压器的空载损耗，提高效率，又可以减少无功励磁电流，改善电网的功率因数，提高系统的经济性。 变压器并列运行最理想的运行情况是：当变压器已经并列起来，但还没有带负荷时，各台变压器之间应没有循环电流；同时带上负荷后各台变压器能合理地分配负荷，

16、即应该按照它们各自的容量比例来分担负荷。因此，为了达到理想的运行情况，变压器并列运行时必须满足下面一个条件： 并列运行条件不能满足时产生的后果允许差别的范围电压相等若二次电压不相等,会在绕组内产生一个循环电流,降低变压器的输出容量,甚至烧毁绕组并列运行的变压器的电压比差值不应超过0.5%。阻抗电压百分数UK%相等(短路阻抗百分数Zk%相等)短路电压百分数不相等时，不能按变压器的容量成比例地分配负荷，会造成短路电压百分数小的过负荷，短路电压百分数大的不能满负荷。并列运行的变压器阻抗电压差值应不超过阻抗电压值的10%绕组接线组别应相同绕组连接组别不同时，将在绕组间产生很大的循环电流，使变压器严重发

17、热以致烧毁。任何奇数组别的变压器都不能和任何偶数组别的变压器并列运行不同奇数组别的变压器可通过改变其外部接线的方式来满足并列运行的要求。两台变压器容量不宜差别过大容量相差过大时容易使负荷分配不合理，造成一台变压器过负荷，另一台变压器不能满负荷。并列运行的变压器，其容量比以不超过3:1四、变压器的操作411 变压器检修完毕操作前，必须完成下列工作：a. 有关工作票全部收回并办理结束，并由工作负责人详细地作出书面交代，拆除所有安全措施（接地线、标示牌、临时遮拦等），恢复常设措施（遮拦、警告牌）；b. 按规定对变压器进行全面检查；c. 测定变压器绝缘电阻合格，测定冷却器电机绝缘合格，冷却装置试运转正

18、常。d. 新安装或检修注油后的变压器应启动全部冷却器运行一定时间，如有残留气体要注意排出，特别是瓦斯继电器内的气体。412 变压器合闸送电前，必须先将其保护装置投入，并检查工作正常，冷却器投入手动或自动启动。413 变压器送电操作，必须先合上刀闸（先合电源侧刀闸，后合负荷侧刀闸），然后合上断路器，停电操作相反。除特殊情况外，严禁从变压器低压侧充电。当从变压器高压侧充电时应投入中性点接地刀闸，充电完毕后再根据中调要求拉开或不拉。414 主变压器中性点刀闸的投入和切除由中调决定（一般是220KV I、II段母线分段运行时必须保证每段母线有一台主变压器中性点接地运行，如只有一段母线运行或两段母线合母

19、联运行时也应有一台主变压器中性点接地）。415 重瓦斯保护装置的运行：a. 正常运行和备用中的主变压器，应将重瓦斯保护装置投入跳闸位置；b. 主变在运行中进行滤油、加油、放油、换硅胶或对瓦斯继电器排气，应将重瓦斯保护投信号位置；42 调压操作：a. 将变压器停电，断开两侧所有隔离刀闸，并做好安全措施;b. 切换时要注意内部的响声并在整定位置来回切换数次，磨去接触面的油膜及油污；c. 测量三相直流电阻合格；d. 检查分接头指示器与实际位置相符；e. 调压操作完毕后，解除所设的安全措施。五、变压器的运行和维护额定运行方式1、变压器在额定的冷却方式下，铭牌规范可以连续运行。2、自然循环自冷或风冷的油

20、浸式变压器，在额定负荷下，上层油温不宜超过85，最高不得超过95，温升最高不许超过55。 3、变压器在额定电压5%范围内运行，其额定容量不，高备变按厂家规定，一次侧电压允许增加到额定电压的110%下运行。变压器日常巡视检查一般包括以下内容： a.变压器的油温和温度计应正常，储油柜的油位应与温度相对应，各部位无渗油、漏油； b.套管油位应正常，套管外部无破损裂纹、无严重油污、无放电痕迹及其它异常现象； c.变压器音响正常； d.各冷却器手感温度应相近，风扇、油泵、水泵运转正常，油流继电器工 作正常； e.水冷却器的油压应大于水压(制造厂另有规定者除外)； f.吸湿器完好，吸附剂干燥； g.引线接

21、头、电缆、母线应无发热迹象； h.压力释放器、安全气道及防爆膜应完好无损； i.有载分接开关的分接位置及电源指示应正常； j.气体继电器内应无气体； k.各控制箱和二次端子箱应关严，无受潮； l.干式变压器的外部表面应无积污； m.变压器室的门、窗、照明应完好，房屋不漏水，温度正常； n.现场规程中根据变压器的结构特点补充检查的其他项目。特殊巡视项目：1、过负荷：监视油温和油位的变化，接头无过热现象。2、大风天：引线有无摆动和松动和脱落，有无挂搭杂物。3、雷雨天：瓷套管有无放电现象，闪络现象。4、大雾天：瓷套管有无放电打火现象。5、下雪天：根据积雪融化情况检查接头发热部位，并设法消除棒冰。在下

22、列情况下应对变压器进行特殊巡视检查，增加巡视检查次数： a.新设备或经过检修、改造的变压器在投运72h内； b.有严重缺陷时； c.气象突变(如大风、大雾、大雪、冰雹、寒潮等)时； d.雷雨季节特别是雷雨后； e.高温季节、高峰负载期间； f.变压器急救负载运行时。 变压器的保护主保护：差动保护后备保护：复压闭锁过流保护过负荷保护、零序保护非电量保护：本体气体继电器 重瓦斯跳闸 轻瓦斯投信号有载调压开关气体继电器 跳闸有载分接开关油位计 高、低油位报警本体压力释放阀 投信号有载调压装置压力释放阀 信号油温指示计 油温过高报警绕组温度计温度过高报警在线气体监控系统 报警变压器轻瓦斯保护动作处理瓦

23、斯保护：瓦斯保护主要用于反应变压器油箱内部的各种故障。当变压器内部出现匝间短路、绝缘损坏、接触不良、铁芯多点接地故障时，都将产生大量的热能，使油分解出可燃气体，向油枕方向流动。当流速超过气体继电器的整定值时，气体继电器的档板受到冲击，使断路器跳闸，从而避免事故扩大，这种情况通常称之为重瓦斯保护动作。当气体沿油面上升聚集在气体继电器内部超过30毫升时，也可以使继电器的信号触点接通，发出警报，通常称之为轻瓦斯保护。变压器的轻瓦斯保护动作，一般作用于信号，以表示变压器运行异常，其原因主要有： （1）在变压器的加油、滤油、换油或换硅胶过程中有空气进入油箱。 （2）由于温度下降或漏油，油面降低。 （3）

24、由于油箱的轻微故障，产生少量气体。 （4）轻瓦斯回路发生接地、绝缘损坏等故障。（5）直流多点接地、二次回路短路 如瓦斯继电器进水（6）瓦斯继电器本身的问题处理的方法是： 1、若外部检查发现有故障和明显异常，如声音、油色异常，上层油温异常升高等，应立即投入备用变压器，故障变压器停电检查，取气体分析。变压器不以检查试验合格，不能投入运行。2、若外部检查无明显故障和异常现象，取气检查气体可燃、有色、有味，说明属内部故障。应汇报调度，投入备用变压器，故障变压器停电检查，不经试验合格，不能投入运行。3、若变压器未发现异常及故障现象，取气检查为无色、不可燃气体，可能属进入空气。气体放出后，检查可能进入空气

25、的部位，如散热器、潜油泵、各接口阀门等，若有，则确属进入空气。4、若变压器未发现任何异常及故障现象，取气体检查为不可燃、无味、颜色很淡，气体的性质在现场不能明确，应立即汇报调度和有关上级，投入备用变压器，故障变压器停电检查。取油样进行色谱分析。5、变压器无明显异常和故障现象，发现油枕上的油位计内无油面，瓦斯继电器内未充满油，取气体检查为无色、无味、不可燃气体，这是油位过低造成的。6、检查变压器无任何异常和故障现象，瓦斯继电器内充满油，说明属于误动作。可能是二次回路问题，也可能是瓦斯继电器本身的问题，还可能是受振动过大或者外部有穿越性故障性短路。应检查瓦斯继电器接线盒有无进水、端子排有无受潮、引

26、出电缆是否腐蚀而短路。变压器重瓦斯保护动作跳闸处理动作原因：1、 变压器内部严重故障2、 二次回路故障误动作3、 大量空气吸入本体内4、 油面剧烈下降外部检查：1、 油温、油位、油色情况2、 油枕、防爆管、呼吸器有无喷油和，防爆管隔膜是否冲破3、 各法兰连接处，导油管处有无冒油4、 外部有无变形，套管有无破损裂纹5、 瓦斯继电器内有无气体6、 有无其他保护动作信号7、 压力释放阀动作与否（若动作应报信号）8、 现场取气，检查气体的性质处理方法1、 跳闸的变压器。未经检查和试验合格，不得重新投入运行，防止事故扩大。2、 外部检查无任何异常，取气体分析为无色、无味、不可燃气体，气体纯净无杂质，同时

27、变压器无其他保护动作。跳闸前轻瓦斯信号报出时，变压器声音、油色、油温、油位无异常，可能属进入空气太多、析出太快。处理后，试送一次，严密监视运行情况。3、 外部检查无任何故障迹象和异常，变压器其他保护未动作，取气体分析，气体颜色很淡、无味、不可燃，即气体的性质不易鉴别，无味、无可靠的根据证明属误动作。应取油样进行分析，试验合格后，方能投运。4、 若有差动等他保护动作，判断为内部故障，需对变压器内部进行检查。变压器差动保护动作跳闸后的处理 变压器差动保护的保护范围，是变压器各侧电流互感器之间的一次电气部分。主要反映以下故障：1、 变压器引出线及内部绕组的相间短路2、 严重的线圈层间短路故障3、 大

28、电流接地系统中，绕组及引出线的接地故障变压器的差动保护能迅速而有效地切除保护范围内的故障。外部故障时不会误动。变压器后备保护动作跳闸处理 变压器过流等后备保护跳闸，主保护未动作，一般应视为外部（差动保护范围以外）故障，即母线故障或线路故障越级使变压器后备保护动作跳闸。双圈变压器后备保护一般装在高压侧，作为低压母线的后备保护。动作时，其第一时限跳低压母联开关，第二时限跳低压开关。变压器中、低压侧，某一侧过流等后备保护动作，单侧跳闸。故障范围的判断：1、 线路上有故障，线路保护不动作，造成越级跳闸2、 母线上发生故障，变压器后备保护动作跳闸处理方法；1、 根据保护动作情况、信号、仪表指示等，判断故

29、障和停是范围。检查各分路有无保护动作信号。2、 断开失压母线上所有各分路开关3、 分路上有保护动作动作信号时，说明是越级跳闸，应立即将其出线开关断开。若断不开，应用手动打跳闸铁芯或者脱扣机构，把断路器断开，检查母线及变压器跳闸开关无问题，合上变压器跳闸开关，对失压母线充电，恢复其余分路供电，然后检查故障线路开关拒跳的原因。4、 各分路上均无保护动作信号时，应检查失压母线及连接上有无故障现象及异常。A、 故障点可以隔离时，应立即拉开故障隔离开关隔离之。合上变压器跳闸侧断路，对失压母线充电，恢复对用户供电。B、 发现母线上有故障，故障点不能用断路器或隔离开关隔离时，各分路转移负荷。C、 检查失压母

30、线及连接设备上无任何故障现象和异常，可以在各分路开关全部断开的情况下，根据调度命令，合上变压器跳闸侧开关，对母线试充电正常合，依次逐条分路试送，查明保护拒动的线路。零序保护动作跳闸处理 零序保护动作，一般讲是中性点直接接地的三相系统中发生单相接地故障而引起的。事故发生后，应立即与调度联系、汇报，听候处理。 三相电压不平衡零序保护动作 三相负载不平衡，引起中性点位移，使三相电压不平衡； 系统发生铁磁谐振，使三相电压不平衡， 绕组局部发生匝间和层间短路，造成三相电压不平衡。过负荷保护动作处理运行中的变压器如果过负荷，可能出现电流指示超过额定值，有功、无功功率表指示增大，或出现变压器“过负荷”信号、“温度高”信号和音响报警等信号。值班人员发现上述异常现象或信号，应按下述原则处理：1、恢复警报，汇报班长、值长，并作好记录。2、及时调整变压器的运行方式，若有备用变压器，应立即投入。3、及时调整负荷的分配，与用户协商转移负荷。4、如属正常过负荷，要可根据正常过负荷的倍数确定允许时间，若超过时间，应立即减小负荷