進(jìn)網(wǎng)作業(yè)-8變壓器和互感器

1、第八章 變壓器和互感器2015年5月一、變壓器的分類(lèi)和工作原理：1、變壓器的功用：n 用來(lái)改變交流電壓大小的電氣設(shè)備。n 根據(jù)電磁感應(yīng)的原理,把某一等級(jí)的交流、電壓變換成另一等級(jí)的交流、電壓。n 靜止設(shè)備，被視作“旋轉(zhuǎn)速度為零的電機(jī)”。2、變壓器的分類(lèi)：n 常用變壓器：電力變壓器、起動(dòng)變壓器、調(diào)壓變壓器、試驗(yàn)變壓器、儀用互感器、專(zhuān)用變壓器（電焊、整流、電爐）；n 電力變壓器分類(lèi)： 按用途分：升壓變壓器、降壓變壓器； 按相數(shù)分：?jiǎn)蜗嘧儔浩鳌⑷嘧儔浩?；第一?jié)第一節(jié) 電力變壓器電力變壓器 按繞組分：?jiǎn)卫@組變壓器（自耦）、雙繞組變壓器、三繞組變壓器； 按繞組材料分：銅線(xiàn)變壓器、鋁線(xiàn)變壓器； 按調(diào)壓方

2、式分：無(wú)載調(diào)壓變壓器、有載調(diào)壓變壓器； 按冷卻介質(zhì)和冷卻方式分：l 油浸變壓器：又分自然冷卻、風(fēng)冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷卻l 干式變壓器3、變壓器的工作原理：n 轉(zhuǎn)換過(guò)程：電磁電n 變壓器的變比：K=U1/U2=N1/N2 I1/I2=1/Kn 結(jié)論：l 一、二次電壓之比與一、二次繞組匝數(shù)成正比；l 一、二次電流之比與一、二次繞組匝數(shù)成反比。二、變壓器的結(jié)構(gòu)與器身構(gòu)造n 基本結(jié)構(gòu)（5）：l 器身（本體）：鐵芯、繞組l 油箱：l 冷卻裝置：散熱器、冷卻器l 保護(hù)裝置：吸濕器、測(cè)溫元件等l 出線(xiàn)裝置：套管1、鐵芯：l 內(nèi)鐵式：又稱(chēng)芯式，繞組包鐵芯l 外鐵式：又稱(chēng)殼式，鐵芯包繞組n 鐵芯材料：l 含硅5%厚度

3、為0.35mm-0.5mm的冷軋硅鋼片疊成。l 硅鋼片兩面涂絕緣的硅鋼片漆。 目的：減少渦流損耗，提高導(dǎo)磁系數(shù)。說(shuō)明：以鐵芯為基準(zhǔn)，區(qū)分殼式、芯式2、繞組分類(lèi)（2類(lèi)）n 同心式繞組：一次、二次繞組分別繞成直徑不同的圓筒形線(xiàn)圈，套裝在鐵芯柱上，高、低壓繞之間用絕緣紙筒相互隔開(kāi)。高壓繞組一般在外； 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，繞制方便，廣泛采用。 按照繞制方法的不同，同心式繞組分為圓筒式、螺旋式、連續(xù)式和糾結(jié)式等幾種。n 交疊式繞組： 一次、二次繞組按一定的交替次序套裝在鐵芯柱上。 繞組的高、低壓繞組之間間隙較多，絕緣復(fù)雜、包扎工作量較大； 優(yōu)點(diǎn)：機(jī)械性能較高，引出線(xiàn)的布置和焊接比較方便，漏電抗也較??； 常用于低電

4、壓、大電流的變壓器(如電爐變壓器、電焊變壓器等)。3、變壓器的絕緣n 絕緣等級(jí)：按絕緣材料的耐熱程度分為7個(gè)等級(jí)，油浸變壓器常用A級(jí)，105；n 變壓器絕緣分內(nèi)絕緣、外絕緣： 內(nèi)絕緣：指油箱內(nèi)部絕緣，主要有繞組絕緣、內(nèi)引線(xiàn)絕緣、分接開(kāi)關(guān)絕緣； 外絕緣：指油箱外部的絕緣，主要是一、二次繞組引出線(xiàn)的瓷套管。n 引線(xiàn)：連接各繞組、繞組與套管、繞組與分接開(kāi)關(guān)的導(dǎo)線(xiàn)。4、無(wú)激磁調(diào)壓裝置：分接開(kāi)關(guān)只能在不帶電條件下進(jìn)行切換，又稱(chēng)無(wú)載調(diào)壓 調(diào)壓范圍：額定電壓的5%； 三檔：Un 5%，一般用于6300kVA以下變壓器； 五檔： Un 22.5%，一般用于8000kVA及以上、電壓35kV及以上變壓器n 無(wú)激

5、磁調(diào)壓常用連接方式：6、有載調(diào)壓裝置：分接開(kāi)關(guān)在不切斷負(fù)載電流條件下進(jìn)行切換。 平滑調(diào)壓：電壓連續(xù)調(diào)節(jié)，帶滑動(dòng)觸點(diǎn)，效率低、功率小，多試驗(yàn)用 有級(jí)調(diào)壓：電壓分級(jí)調(diào)節(jié)，多用于電力變壓器； 切換過(guò)渡電路：電抗式、電阻式 分接開(kāi)關(guān)觸頭：銅鎢合金，耐電弧三、變壓器油箱1、冷卻方式分類(lèi)： 油浸自冷：靠油自身的對(duì)流帶走熱量； 油浸風(fēng)冷：在散熱器上安裝風(fēng)扇，加快空氣流速； 強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷：增設(shè)油泵，加快油的流速； 強(qiáng)迫油循環(huán)水冷：依靠冷卻水降油溫；油浸風(fēng)冷：2、變壓器的保護(hù)裝置（1）儲(chǔ)油柜（油枕）： 作用：減少油與空氣的接觸面積，降低油受潮、氧化的可能性； 油枕容積：占變壓器總油量的8-10%。（2）吸濕器

6、（呼吸器）： 作用：吸收空氣中的水分子，防止變壓器油受潮；（3）隔膜密封式油枕 一般用于大型變壓器，變壓器油與空氣完全隔絕； 油枕內(nèi)設(shè)耐油的尼龍橡膠隔膜袋； 壓油袋：油枕與油溫計(jì)的油分離隔開(kāi)。（4）防爆管： 防爆管：又稱(chēng)安全氣道，一個(gè)長(zhǎng)形鋼質(zhì)圓筒，圓筒頂端裝有膠木或玻璃膜片； 變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，油箱里壓力會(huì)急劇升高；當(dāng)達(dá)到一定限度時(shí)，變壓器油和產(chǎn)生的氣體將會(huì)沖破膜片向外噴出，因而減輕了油箱內(nèi)的壓力，防止油箱變形或爆炸。（4）溫度計(jì)： 測(cè)量油箱內(nèi)的上層油溫。（5）凈油器：又稱(chēng)溫差過(guò)濾器，吸附水分、渣滓、酸和氧化物。（6）氣體繼電器： 油位快速下降或內(nèi)部短路產(chǎn)生氣體時(shí)，發(fā)出信號(hào)或直接動(dòng)作跳閘。

7、 輕瓦斯信號(hào)，重瓦斯跳閘3、出線(xiàn)裝置： 高、低壓出線(xiàn)套管； 將繞組的高、低壓引線(xiàn)引至油箱外部； 保持引線(xiàn)對(duì)地絕緣，固定引線(xiàn)。四、變壓器銘牌1、變壓器型號(hào) 兩部分：字母+數(shù)字l 字母：變壓器的類(lèi)別、結(jié)構(gòu)和用途；l 數(shù)字：容量、電壓等級(jí)舉例：S9-1000/6，三相油浸自冷式銅繞組變壓器，額定容量1000kVA，額定電壓6kV，設(shè)計(jì)序號(hào)92、額定容量（SN）： 單位：kVA；注：電源設(shè)備都是以kVA為單位 對(duì)于三相變壓器：三相繞組容量之和； 對(duì)于三繞組（三圈）變壓器：指高壓繞組的容量； 容量分類(lèi)：l 小型變壓器：1600kVAl 中型變壓器：1600-6300kVAl 大型變壓器：8000-630

8、00kVAl 特大型變壓器：63000kVA3、額定電壓（UN）：指各繞組的額定電壓；4、額定電流（IN ）：指各繞組的額定電流；5、阻抗電壓（uz%）： 定義：又稱(chēng)短路電壓，表示變壓器通過(guò)額定電流時(shí)在變壓器自身阻抗上所產(chǎn)生的電壓損耗(百分值)。 試驗(yàn)求取方法:將變壓器二次側(cè)短路，在一次側(cè)逐漸施加電壓，使電流達(dá)到額定值，這時(shí)一次側(cè)測(cè)得的電壓Uz便為阻抗電壓; 通常以對(duì)額定電壓之比的百分?jǐn)?shù)表示： uz%=（ Uz/UN）100% 是變壓器的一項(xiàng)重要參數(shù)：l 變壓器并列運(yùn)行：阻抗電壓相等；l 用于電力系統(tǒng)的短路電流計(jì)算；l 阻抗電壓大：變壓器電壓損耗大，變壓器造價(jià)高；l 阻抗電壓?。鹤儔浩鞒隹诙搪?/p>

9、電流大，設(shè)備承受短路電流的能力必須加大6、空載電流（I0）： 定義：一次側(cè)加額定電壓，二次側(cè)開(kāi)路時(shí)，一次繞組中通過(guò)的電流； 變壓器的激磁電流； 有關(guān)因素：變壓器容量大小、磁路結(jié)構(gòu)、硅鋼片質(zhì)量、鐵芯接縫間隙； 空載合閘電流：激磁涌流，最大可至額定電流的5-7倍，持續(xù)8-10秒說(shuō)明：合閘過(guò)程，繼電保護(hù)設(shè)備不應(yīng)動(dòng)作；沖擊合閘試驗(yàn)的必要性7、空載損耗（P0)：又稱(chēng)鐵損，主要是鐵芯的磁滯損耗、渦流損耗；8、負(fù)載損耗（Pf):又稱(chēng)銅損，變壓器繞組導(dǎo)線(xiàn)電阻引起的損耗。9、連接組別：概念：表示各繞組的連接方式；反映一、二次繞組線(xiàn)電壓的相位關(guān)系。10、冷卻方式：指油箱內(nèi)外的冷卻介質(zhì)和循環(huán)方式五、容量規(guī)范 兩個(gè)系

10、列：R8系列，前蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)；R10系列，IEC標(biāo)準(zhǔn)： R10： 容量等級(jí)以1.26的倍數(shù)遞增：l 30、40、50、63、80、100、125、160、200、250、315、400、500、630、800、1000、1250、1600、2000六、變壓器的效率效率定義：輸出功率與輸入功率之比的百分?jǐn)?shù)26. 11010%100%100ue2212CFPPPPPPl 結(jié)論：效率最大值一般出現(xiàn)在負(fù)載率0.4-0.55，半載狀態(tài)；l 考慮無(wú)功影響，效率最大值出現(xiàn)在負(fù)載率為0.5-0.7（舊版教材0.5-0.6）效率最大值七、連接組別 兩個(gè)含義：連接方式+連接組標(biāo)號(hào) 連接方式：星形、三角形、曲折形，一次

11、：Y，D，Z；二次：y，d，z 連接組標(biāo)號(hào)：共12種；國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定Y,yn0； Y,d11； YN,d11； Y,y0； YN,y0五種為標(biāo)準(zhǔn)接線(xiàn)組。l 說(shuō)明：經(jīng)分析證實(shí)，三相變壓器兩側(cè)相應(yīng)的線(xiàn)電壓間的相位差角總是30的整倍數(shù)，而時(shí)鐘盤(pán)面上兩個(gè)相鄰的數(shù)字間的夾角也正好為30。因此，便采用鐘表的長(zhǎng)針代表高壓側(cè)線(xiàn)電壓相量，并使它指在12點(diǎn)上不動(dòng)，短針代表低壓側(cè)相應(yīng)的線(xiàn)電壓相量，根據(jù)短針?biāo)傅臄?shù)字，表示出兩側(cè)相對(duì)應(yīng)的線(xiàn)電壓間的相位關(guān)系。這種表示法就叫做時(shí)鐘表示法時(shí)鐘表示法。舉例：常見(jiàn)的兩種基本連接組說(shuō)明：一、二次繞組的相電壓、線(xiàn)電壓相位相同我廠采用Y，yn0說(shuō)明：二次繞組線(xiàn)電壓落后于一次繞組線(xiàn)電壓3

12、30學(xué)習(xí)要求：1、看到連接組別，知道一二次繞組連接方式和相位關(guān)系；2、拔高：會(huì)畫(huà)向量圖，會(huì)分析組別補(bǔ)充內(nèi)容，變壓器的運(yùn)行與維護(hù)一、變壓器的并列運(yùn)行1、將幾臺(tái)變壓器的一、二次繞組分別接在一、二次側(cè)的公共母線(xiàn)上，共同向負(fù)載供電的運(yùn)行方式。2、并聯(lián)運(yùn)行的優(yōu)點(diǎn)： 提高供電的可靠性； 提高供電的經(jīng)濟(jì)性3、并聯(lián)運(yùn)行條件（4）：1、各變壓器一、二次側(cè)的額定電壓分別相等，即變比相同；2、各變壓器的連接組別相同；3、各變壓器的短路阻抗（短路電壓）的標(biāo)稱(chēng)值相等（允許10%誤差）；4、各變壓器的容量比一般不宜超過(guò)3:1二、幾個(gè)運(yùn)行要求：n 對(duì)于Y，yn0連接的變壓器，中性線(xiàn)上的電流不應(yīng)超過(guò)低壓繞組額定電流的25%；

13、n 變壓器的運(yùn)行電壓不應(yīng)超過(guò)額定電壓的5%；n 對(duì)于油浸自冷變壓器，其上層油溫不應(yīng)超過(guò)85，強(qiáng)迫油循環(huán)水冷卻變壓器的上層油溫不應(yīng)超過(guò)75 。第二節(jié) 特種變壓器一、自耦變壓器又稱(chēng)單繞組變壓器，一部分繞組是一、二次共用。自耦變壓器的電壓比：優(yōu)點(diǎn)：用材少，成本低、體積小、重量輕，便于運(yùn)輸和安裝，且損耗小、工作效率較高。缺點(diǎn)：由于一、二次繞組直接相通，如相線(xiàn)與地線(xiàn)接反，人體觸及二次任何一端時(shí)都有危險(xiǎn)。l說(shuō)明：安全變壓器不能使用自耦變壓器。ACABANNK 二、調(diào)壓變壓器 采用滑動(dòng)觸頭的自耦變壓器； 容量一般為幾十伏安到幾個(gè)千伏安； 多用于實(shí)驗(yàn)室，或電氣試驗(yàn)； 滑塊：石墨電刷三、干式變壓器n 繞組和鐵芯

14、都不浸在絕緣液體（變壓器油），一般用于防火要求較高場(chǎng)所，如地下交通、公共建筑等；n 常見(jiàn)種類(lèi)： 開(kāi)啟式：器身直接與空氣接觸，1000kVA以上一般需加風(fēng)機(jī)散熱； 封閉式：器身密閉，不接觸空氣，或加六氟化硫等氣體； 澆注式：用環(huán)氧樹(shù)脂澆注，特點(diǎn)：難燃性、自熄性損耗低機(jī)械強(qiáng)度高絕緣性能好噪音低四、防災(zāi)型變壓器（略）五、礦用變壓器（略）六、電焊變壓器 一種特殊的降壓變壓器； 外特性較軟，即電流增大時(shí)，輸出電壓陡降； 要保證：空載時(shí)有足夠大的引弧電壓（60-75V）；焊接時(shí)，電壓迅速降低；允許二次短路，短路時(shí)電流不能過(guò)大。第三節(jié) 儀用互感器一、互感器分類(lèi)：n 電壓互感器：將高電壓變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的低電壓100

15、V或100/又稱(chēng)：壓變，符號(hào)：PT，或 TVn 電流互感器：將大電流變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的小電流5A或1A又稱(chēng)：流變，符號(hào)：CT，或 TAn 互感器的作用： 電氣測(cè)量； 繼電保護(hù)； 隔離高電壓，保證人身安全； 將電壓、電流轉(zhuǎn)換統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)值，有利于儀表、繼電器的標(biāo)準(zhǔn)化V3二、電壓互感器1、工作原理：相當(dāng)于一臺(tái)降壓變壓器；2、型號(hào)舉例：1) JDJ-10: 10kV單相雙繞組油浸式電壓互感器;2) JSJW-10:三相三繞組五鐵芯柱油浸式電壓互感器;3) JDZ-10: 10kV單相雙繞組澆注式絕緣的電壓互感器。3、準(zhǔn)確度等級(jí)：0.5、1、3級(jí)，精密測(cè)量用0.2級(jí)4、使用注意事項(xiàng)： 電壓選擇、容量選擇，不得超

16、過(guò)線(xiàn)圈的額定容量； 一、二次繞組均應(yīng)裝設(shè)熔斷器，提供短路保護(hù)； 二次側(cè)有一端必須接地（人身安全和儀器安全，防止TV絕緣擊穿后高壓串入二次系統(tǒng)）；5、常用的幾種接線(xiàn)方式：學(xué)習(xí)不做要求，最好看懂。三、電流互感器1、工作原理： 一次繞組匝數(shù)少、導(dǎo)線(xiàn)粗，二次繞組匝數(shù)多、導(dǎo)線(xiàn)細(xì)； 正常工作時(shí)，二次繞組接近于短路狀態(tài)；二次電流大小與負(fù)載阻抗無(wú)關(guān)，取決于主電路負(fù)載電流（一次電流）；2、準(zhǔn)確度等級(jí)l 0.2級(jí)：精密測(cè)量；l 0.5級(jí)：電能計(jì)量：l 1級(jí)：電流表；l 3級(jí)：繼電保護(hù)3、型號(hào)舉例：1 ）LQJ-10：10kV線(xiàn)圈式樹(shù)脂澆注絕緣電流互感器。2）LZX-10 ：10kV澆注絕緣小體積柜用電流互感器。3）LFZ2-10 ：10kV復(fù)匝貫穿式樹(shù)脂澆注絕緣電流互感器。4、使用注意事項(xiàng)： 二次繞組不應(yīng)開(kāi)路（二次繞組上感生出很高電動(dòng)勢(shì)，威脅人身及儀器安全；二次回路一般接有儀表，若不使用儀表時(shí)，則應(yīng)通過(guò)接線(xiàn)板使其短路并直接接地） ； 二次回路中不應(yīng)裝設(shè)熔斷器； 負(fù)荷不要超過(guò)TA的額定容量。串接