變壓器結(jié)構(gòu)與原理幻燈片

1、變壓器結(jié)構(gòu)與原理幻燈片feifei45第1頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45變壓器是一種靜止的電氣設(shè)備，它通過(guò)電磁感應(yīng)的作用，把一種電壓的交流電能變換成頻率相同的另一種電壓的交流電能。變壓器是通過(guò)電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電路之間能量的，因此它必須具有電路和磁路兩個(gè)基本部分。作為電路的是兩個(gè)或幾個(gè)匝數(shù)不同且彼此絕緣的繞組，作為磁路的是一個(gè)閉合鐵心。在電力系統(tǒng)中和生產(chǎn)生活中，變壓器應(yīng)用非常廣泛。變壓器介紹第2頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45 油浸式變壓器在電力系統(tǒng)使用最為廣泛，三相油浸式電力變壓器的外形如圖 。其基本結(jié)構(gòu)可分

2、成以下幾個(gè)部分：鐵心、繞組、絕緣套管、油箱及其他附件等。 鐵心和繞組是變壓器的主要部件，稱為器身，如圖 ，器身放在油箱內(nèi)部。變壓器是通過(guò)電磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電路之間能量的，因此它必須具有電路和磁路兩個(gè)基本部分。油浸變壓器的主要結(jié)構(gòu)第3頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45 變壓器是由套在閉合鐵心上的原、副兩線圈組成 一、變壓器的結(jié)構(gòu) 第4頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45（1）鐵心（磁路部分）鐵心的材料為了提高磁路的導(dǎo)磁性能，減小鐵心中的磁滯、渦流損耗，鐵心一般采用高磁導(dǎo)率的鐵磁材料0.350.5mm厚的硅鋼片疊成。變壓器

3、用的硅鋼片其含硅量比較高。硅鋼片的兩面均涂以絕緣漆，這樣可使疊裝在一起的硅鋼片相互之間絕緣。第5頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45（2）鐵心形式鐵心是變壓器的主磁路，電力變壓器的鐵心主要采用心式結(jié)構(gòu) ，它是將A、B、C三相的繞組分別放在三個(gè)鐵心柱上，三個(gè)鐵心柱由上、下兩個(gè)鐵軛連接起來(lái)，構(gòu)成閉合磁路。如圖（2）鐵心形式第6頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45繞組繞組是變壓器的電路部分，它是由銅或鋁的絕緣導(dǎo)線繞制而成。為了便于絕緣，低壓繞組靠近鐵心柱，高壓繞組套在低壓繞組外面。第7頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，1

4、8點(diǎn)53分，星期二feifei45油箱油浸式變壓器均要有一個(gè)油箱，裝入變壓器油后，將組裝好的器身裝入其中，以保證變壓器正常工作。變壓器油用作加強(qiáng)變壓器內(nèi)部絕緣強(qiáng)度和散熱作用。第8頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45儲(chǔ)油柜變壓器在運(yùn)行中，隨著油溫的變化，油的體積會(huì)膨脹和收縮，為了減少油與外界空氣的接觸面積，減小變壓器受潮和氧化的概率，通常在變壓器上部安裝一個(gè)儲(chǔ)油柜（俗稱油枕）。第9頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45呼吸器變壓器隨著負(fù)荷和氣溫變化，各變壓器油溫不斷變化，這樣油枕內(nèi)的油位隨著整個(gè)變壓器油的膨脹和收縮而發(fā)生變

5、化，為了使潮氣不能進(jìn)入油枕使油劣化，將油枕用一個(gè)管子從上部連通到一個(gè)內(nèi)裝硅膠的干燥器（俗稱呼吸器），硅膠對(duì)空氣中水份具有很強(qiáng)的吸附作用，干燥狀態(tài)狀態(tài)為蘭色，吸潮飽和后變?yōu)榉奂t色。吸潮的硅膠可以再生第10頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45冷卻器直接裝配在變壓器油箱壁上，對(duì)于強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷變壓器，電動(dòng)泵從油箱頂部抽出熱油送入散熱器管簇中，這些管簇的外表受到來(lái)自風(fēng)扇的冷空氣吹拂，使熱量散失到空氣中去，經(jīng)過(guò)冷卻后的油從變壓器油箱底部重新回到變壓器油箱內(nèi)。無(wú)論電動(dòng)泵裝在冷卻器上部還是下部，其作用是一樣的。第11頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星

6、期二feifei45絕緣套管變壓器繞組的引出線從油箱內(nèi)部引到箱外時(shí)必須經(jīng)過(guò)絕緣套管，使引線與油箱絕緣。絕緣套管一般是陶瓷的，其結(jié)構(gòu)取決于電壓等級(jí)。1kV以下采用實(shí)心磁套管，1035kV采用空心充氣或充油式套管，110kV及以上采用電容式套管。為了增大外表面放電距離，套管外形做成多級(jí)傘形裙邊。電壓等級(jí)越高，級(jí)數(shù)越多。第12頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45分接開關(guān)變壓器常用改變繞組匝數(shù)的方法來(lái)調(diào)壓。一般從變壓器的高壓繞組引出若干抽頭，稱為分接頭，用以切換分接頭的裝置叫分接開關(guān)。分接開關(guān)分為無(wú)載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種，前者必須在變壓器停電的情況下切換；后者可以在

7、變壓器帶負(fù)載情況下進(jìn)行切換。分接開關(guān)安裝在油箱內(nèi)，其控制箱在油箱外，有載調(diào)壓分接開關(guān)內(nèi)的變壓器油是完全獨(dú)立的，它也有配套的油箱、瓦斯繼電器、呼吸器。第13頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45壓力釋放閥當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生嚴(yán)重故障而產(chǎn)生大量氣體時(shí)，油箱內(nèi)壓力迅速增加，為防止變壓器發(fā)生爆炸，油箱上安裝壓力釋放閥。第14頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45氣體繼電器氣體繼電器又稱為瓦斯繼電器，是變壓器的一種保護(hù)裝置，安裝在油箱與儲(chǔ)油柜的連接管道中，當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)（如絕緣擊穿、匝間短路、鐵芯事故、油箱漏油使油面下降較多等）

8、產(chǎn)生的氣體和油流，迫使氣體繼電器動(dòng)作。輕者發(fā)出信號(hào)，以便運(yùn)行人員及時(shí)處理。重者使斷路器跳閘，以保護(hù)變壓器。第15頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45二、變壓器的工作原理簡(jiǎn)單的說(shuō)，變壓器的工作原理就是電磁感應(yīng)原理，也就是“動(dòng)電生磁，動(dòng)磁生電”的過(guò)程。第16頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45跟電源連接的線圈叫原線圈，也叫初級(jí)線圈，跟負(fù)載連接的線圈叫副線圈，也叫次級(jí)線圈，兩線圈由絕緣導(dǎo)線繞制，鐵芯由涂有絕緣漆的硅鋼片疊合而成U1n1n2U2U1U2電路中的符號(hào) （1）變壓器內(nèi)部原理第17頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日

9、，18點(diǎn)53分，星期二feifei45變壓器模型1第18頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45變壓器模型2第19頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45變壓器的變壓原理 (電動(dòng)勢(shì)關(guān)系）（1）電動(dòng)勢(shì)關(guān)系 由于電磁感應(yīng)現(xiàn)象，原、副線圈中具有相同的t根據(jù)電磁感應(yīng)定律有：所以，第20頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45（2）電壓關(guān)系 如果不計(jì)原、副線圈的電阻，則有 ：所以：n2 n1時(shí)，U2U1，這種變壓器叫做升壓變壓器 n2 n1時(shí)，U2U1，這種變壓器叫做降壓變壓器 所以，只要匝數(shù)不同，就可

10、得到不同輸出電壓，這就變壓器的變壓原理。變壓器的變壓原理 (電壓關(guān)系）第21頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45（）電流關(guān)系 由于不存在各種電磁能量損失，輸入功率等于輸出功率 P1=P2，即：U1I1= U2I2所以：變壓器高壓線圈匝數(shù)多而通過(guò)的電流小，可用較細(xì)的導(dǎo)線繞制，低壓線圈匝數(shù)少而通過(guò)電流大，應(yīng)用較粗的導(dǎo)線繞制變壓器的變壓原理 (電流關(guān)系）第22頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45變壓器油的概敘變壓器油作用 起絕緣和冷卻作用，它將變壓器運(yùn)行中產(chǎn)生變壓器油的的熱量，通過(guò)油的對(duì)流傳給油箱，散熱器，再傳給空氣。變壓器

11、油的絕緣性能很好，所以注油變壓器線圈對(duì)地絕緣距離可以縮小，另外絕緣等纖維物質(zhì)，浸油后其絕緣強(qiáng)度也大大提高。第23頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45變壓器油的標(biāo)準(zhǔn)注入變壓器油的標(biāo)準(zhǔn)和試驗(yàn)：1）注入變壓器內(nèi)的油應(yīng)符合：電氣強(qiáng)度：500KV60KV 含水量： 500KV10ppm 220KV40KV 220KV15ppm 15KV以下30KV介損：500KV0.7 220KV及以下1油中氣體的極限濃度(ppm)氣體組成 H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2 總烴 CO CO2 濃度(ppm)50 10 5 10 痕 20 200 1500總烴: 指CH4

12、 、C4H6、 C2H4 、C2H2四種氣體總量。注：痕量：化學(xué)上指極小的量，少得只有一點(diǎn)痕跡。 第24頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45運(yùn)行中油的極限濃度的標(biāo)準(zhǔn)氣體組合 H2 CH4 C2H6 C2H4 C2H2總烴含量（PPM) 150 60 40 70 10 150 2） 變壓器油的試驗(yàn):（1）試驗(yàn)周期: A.變壓器本體:變壓器本體的變壓器油的全分析、譜、微水等試驗(yàn)：10000KVA以上的變壓器每年至少一次。500KV變壓器正常運(yùn)行3個(gè)月一次，220KV變壓器正常運(yùn)行36個(gè)月一次，對(duì)有懷疑的變壓器應(yīng)縮短試驗(yàn)周期。對(duì)新投運(yùn)或大修后的大型變壓器的色譜分

13、析，在投運(yùn)前應(yīng)做一次檢測(cè)，投運(yùn)后在短期內(nèi)應(yīng)多次檢測(cè)，以判斷設(shè)備運(yùn)行狀況。 B.變壓器套管:對(duì)220KV及以上的變壓器套管里的變壓器油的全分析色譜、微水等試驗(yàn)，應(yīng)按照廠規(guī)定進(jìn)行。第25頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45不同故障類型產(chǎn)生氣體組分故障類型主要?dú)怏w組分 次要?dú)怏w組分 油過(guò)熱CH4、C2H4 / H2、C2H6 油和紙過(guò)熱CH4、C2H2、CO2、CO/H2、C2H6 油紙中局部放電H2、CH4、CO/ C2H6、CO2 油中火花放電C2H2、H2 油中電弧H2、C2H2/CH4、C2H2、C2H6 油和紙中電弧H2、C2H2、CO、CO2/CH4

14、、C2H2、C2H6 受潮或油中氣泡H2第26頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45一、變壓器小修項(xiàng)目。1、處理存在的缺陷。2、放出儲(chǔ)油柜積污器中的油。3、清理變壓器外殼，消除滲、漏油。4、檢查變壓器套管有無(wú)損壞、碰傷、裂紋并清掃套管。5、檢查各部接頭接觸情況。6、檢查調(diào)整本體油位及套管油位。7、檢查防爆筒、呼吸器、油枕、瓦斯繼電器。8、檢查各部閥門和密封墊。9、檢查冷卻裝置：包括油泵、風(fēng)扇、油流繼電器等。必要時(shí)吹掃冷卻器管束。10、進(jìn)行規(guī)定的測(cè)量和試驗(yàn)。第27頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45需要注意：變壓器能不能變換直流？ 變壓器雖能改變電壓、電流，但不能改變功率和頻率，輸入功率總等于輸出的總功率，次級(jí)交變電流的頻率總等于初級(jí)交變電流的頻率第28頁(yè)，共33頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)53分，星期二feifei45小結(jié)：變壓器由套在閉合鐵芯上的原、副線圈組成，電磁感應(yīng)是變壓器工作的基礎(chǔ).對(duì)于理想變壓器有：P1=P2 ,