進網(wǎng)作業(yè)-8變壓器和互感器

第八章變壓器和互感器2015年5月一、變壓器的分類和工作原理：1、變壓器的功用：用來改變交流電壓大小的電氣設備。根據(jù)電磁感應的原理,把某一等級的交流、電壓變換成另一等級的交流、電壓。靜止設備，被視作“旋轉速度為零的電機”。2、變壓器的分類：常用變壓器：電力變壓器、起動變壓器、調壓變壓器、試驗變壓器、儀用互感器、專用變壓器（電焊、整流、電爐）；電力變壓器分類：按用途分：升壓變壓器、降壓變壓器；按相數(shù)分：單相變壓器、三相變壓器；第一節(jié)電力變壓器按繞組分：單繞組變壓器（自耦）、雙繞組變壓器、三繞組變壓器；按繞組材料分：銅線變壓器、鋁線變壓器；按調壓方式分：無載調壓變壓器、有載調壓變壓器；按冷卻介質和冷卻方式分：油浸變壓器：又分自然冷卻、風冷卻、強迫風冷卻干式變壓器3、變壓器的工作原理：轉換過程：電→磁→電變壓器的變比：K=U1/U2=N1/N2I1/I2=1/K結論：一、二次電壓之比與一、二次繞組匝數(shù)成正比；一、二次電流之比與一、二次繞組匝數(shù)成反比。二、變壓器的結構與器身構造基本結構（5）：器身（本體）：鐵芯、繞組油箱：冷卻裝置：散熱器、冷卻器保護裝置：吸濕器、測溫元件等出線裝置：套管1、鐵芯：內鐵式：又稱芯式，繞組包鐵芯外鐵式：又稱殼式，鐵芯包繞組鐵芯材料：含硅5%厚度為0.35mm-0.5mm的冷軋硅鋼片疊成。硅鋼片兩面涂絕緣的硅鋼片漆。目的：減少渦流損耗，提高導磁系數(shù)。說明：以鐵芯為基準，區(qū)分殼式、芯式2、繞組分類（2類）同心式繞組：一次、二次繞組分別繞成直徑不同的圓筒形線圈，套裝在鐵芯柱上，高、低壓繞之間用絕緣紙筒相互隔開。高壓繞組一般在外；結構簡單，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)式和糾結式等幾種。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，絕緣復雜、包扎工作量較大；優(yōu)點：機械性能較高，引出線的布置和焊接比較方便，漏電抗也較??；常用于低電壓、大電流的變壓器(如電爐變壓器、電焊變壓器等)。3、變壓器的絕緣絕緣等級：按絕緣材料的耐熱程度分為7個等級，油浸變壓器常用A級，105℃；變壓器絕緣分內絕緣、外絕緣：內絕緣：指油箱內部絕緣，主要有繞組絕緣、內引線絕緣、分接開關絕緣；外絕緣：指油箱外部的絕緣，主要是一、二次繞組引出線的瓷套管。引線：連接各繞組、繞組與套管、繞組與分接開關的導線。4、無激磁調壓裝置：分接開關只能在不帶電條件下進行切換，又稱無載調壓調壓范圍：額定電壓的±5%；三檔：Un±5%，一般用于6300kVA以下變壓器；五檔：Un±2×2.5%，一般用于8000kVA及以上、電壓35kV及以上變壓器無激磁調壓常用連接方式：6、有載調壓裝置：分接開關在不切斷負載電流條件下進行切換。平滑調壓：電壓連續(xù)調節(jié)，帶滑動觸點，效率低、功率小，多試驗用有級調壓：電壓分級調節(jié)，多用于電力變壓器；切換過渡電路：電抗式、電阻式分接開關觸頭：銅鎢合金，耐電弧三、變壓器油箱1、冷卻方式分類：油浸自冷：靠油自身的對流帶走熱量；油浸風冷：在散熱器上安裝風扇，加快空氣流速；強迫油循環(huán)風冷：增設油泵，加快油的流速；強迫油循環(huán)水冷：依靠冷卻水降油溫；油浸風冷：2、變壓器的保護裝置（1）儲油柜（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（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；油枕內設耐油的尼龍橡膠隔膜袋；壓油袋：油枕與油溫計的油分離隔開。（4）防爆管：防爆管：又稱安全氣道，一個長形鋼質圓筒，圓筒頂端裝有膠木或玻璃膜片；變壓器內部發(fā)生故障時，油箱里壓力會急劇升高；當達到一定限度時，變壓器油和產(chǎn)生的氣體將會沖破膜片向外噴出，因而減輕了油箱內的壓力，防止油箱變形或爆炸。（4）溫度計：測量油箱內的上層油溫。（5）凈油器：又稱溫差過濾器，吸附水分、渣滓、酸和氧化物。（6）氣體繼電器：油位快速下降或內部短路產(chǎn)生氣體時，發(fā)出信號或直接動作跳閘。輕瓦斯信號，重瓦斯跳閘3、出線裝置：高、低壓出線套管；將繞組的高、低壓引線引至油箱外部；保持引線對地絕緣，固定引線。四、變壓器銘牌1、變壓器型號兩部分：字母+數(shù)字字母：變壓器的類別、結構和用途；數(shù)字：容量、電壓等級舉例：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，設計序號92、額定容量（SN）：單位：kVA；注：電源設備都是以kVA為單位對于三相變壓器：三相繞組容量之和；對于三繞組（三圈）變壓器：指高壓繞組的容量；容量分類：小型變壓器：≤1600kVA中型變壓器：1600-6300kVA大型變壓器：8000-63000kVA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：又稱短路電壓，表示變壓器通過額定電流時在變壓器自身阻抗上所產(chǎn)生的電壓損耗(百分值)。試驗求取方法:將變壓器二次側短路，在一次側逐漸施加電壓，使電流達到額定值，這時一次側測得的電壓Uz便為阻抗電壓;通常以對額定電壓之比的百分數(shù)表示：

uz%=（Uz/UN）×100%是變壓器的一項重要參數(shù)：變壓器并列運行：阻抗電壓相等；用于電力系統(tǒng)的短路電流計算；阻抗電壓大：變壓器電壓損耗大，變壓器造價高；阻抗電壓?。鹤儔浩鞒隹诙搪冯娏鞔?，設備承受短路電流的能力必須加大6、空載電流（I0）：定義：一次側加額定電壓，二次側開路時，一次繞組中通過的電流；變壓器的激磁電流；有關因素：變壓器容量大小、磁路結構、硅鋼片質量、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秒說明：合閘過程，繼電保護設備不應動作；沖擊合閘試驗的必要性7、空載損耗（P0)：又稱鐵損，主要是鐵芯的磁滯損耗、渦流損耗；8、負載損耗（Pf):又稱銅損，變壓器繞組導線電阻引起的損耗。9、連接組別：概念：表示各繞組的連接方式；反映一、二次繞組線電壓的相位關系。10、冷卻方式：指油箱內外的冷卻介質和循環(huán)方式五、容量規(guī)范兩個系列：R8系列，前蘇聯(lián)標準；R10系列，IEC標準：R10：容量等級以1.26的倍數(shù)遞增：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數(shù)結論：效率最大值一般出現(xiàn)在負載率0.4-0.55，半載狀態(tài)；考慮無功影響，效率最大值出現(xiàn)在負載率為0.5-0.7（舊版教材0.5-0.6）效率最大值七、連接組別兩個含義：連接方式+連接組標號連接方式：星形、三角形、曲折形，一次：Y，D，Z；二次：y，d，z連接組標號：共12種；國家標準規(guī)定Y,yn0；Y,d11；YN,d11；Y,y0；YN,y0五種為標準接線組。說明：經(jīng)分析證實，三相變壓器兩側相應的線電壓間的相位差角總是30°的整倍數(shù)，而時鐘盤面上兩個相鄰的數(shù)字間的夾角也正好為30°。因此，便采用鐘表的長針代表高壓側線電壓相量，并使它指在12點上不動，短針代表低壓側相應的線電壓相量，根據(jù)短針所指的數(shù)字，表示出兩側相對應的線電壓間的相位關系。這種表示法就叫做時鐘表示法。舉例：常見的兩種基本連接組說明：一、二次繞組的相電壓、線電壓相位相同我廠采用Y，yn0說明：二次繞組線電壓落后于一次繞組線電壓330°學習要求：1、看到連接組別，知道一二次繞組連接方式和相位關系；2、拔高：會畫向量圖，會分析組別補充內容，變壓器的運行與維護一、變壓器的并列運行1、將幾臺變壓器的一、二次繞組分別接在一、二次側的公共母線上，共同向負載供電的運行方式。2、并聯(lián)運行的優(yōu)點：提高供電的可靠性；提高供電的經(jīng)濟性3、并聯(lián)運行條件（4）：1、各變壓器一、二次側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）的標稱值相等（允許±10%誤差）；4、各變壓器的容量比一般不宜超過3:1二、幾個運行要求：對于Y，yn0連接的變壓器，中性線上的電流不應超過低壓繞組額定電流的25%；變壓器的運行電壓不應超過額定電壓的±5%；對于油浸自冷變壓器，其上層油溫不應超過85℃，強迫油循環(huán)水冷卻變壓器的上層油溫不應超過75℃。第二節(jié)特種變壓器一、自耦變壓器又稱單繞組變壓器，一部分繞組是一、二次共用。自耦變壓器的電壓比：優(yōu)點：用材少，成本低、體積小、重量輕，便于運輸和安裝，且損耗小、工作效率較高。缺點：由于一、二次繞組直接相通，如相線與地線接反，人體觸及二次任何一端時都有危險。說明：安全變壓器不能使用自耦變壓器。二、調壓變壓器采用滑動觸頭的自耦變壓器；容量一般為幾十伏安到幾個千伏安；多用于實驗室，或電氣試驗；滑塊：石墨電刷三、干式變壓器繞組和鐵芯都不浸在絕緣液體（變壓器油），一般用于防火要求較高場所，如地下交通、公共建筑等；常見種類：開啟式：器身直接與空氣接觸，1000kVA以上一般需加風機散熱；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)氧樹脂澆注，特點：難燃性、自熄性損耗低機械強度高絕緣性能好噪音低四、防災型變壓器（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，輸出電壓陡降；要保證：空載時有足夠大的引弧電壓（60-75V）；焊接時，電壓迅速降低；允許二次短路，短路時電流不能過大。第三節(jié)儀用互感器一、互感器分類：電壓互感器：將高電壓變?yōu)闃藴实牡碗妷?00V或100/又稱：壓變，符號：PT，或TV電流互感器：將大電流變?yōu)闃藴实男‰娏?A或1A又稱：流變，符號：CT，或TA互感器的作用：電氣測量；繼電保護；隔離高電壓，保證人身安全；將電壓、電流轉換統(tǒng)一的標準值，有利于儀表、繼電器的標準化二、電壓互感器1、工作原理：相當于一臺降壓變壓器；2、型號舉例：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、準確度等級：0.5、1、3級，精密測量用0.2級4、使用注意事項：電壓選擇、容量選擇，不得超過線圈的額定容量；一、二次繞組均應裝設熔斷器，提供短路保護；二次側有一端必須接地（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、常用的幾種接線方式：學習不做要求，最好看懂。三、電流互感器1、工作原理：一次繞組匝數(shù)少、導線粗，二次繞組匝數(shù)多、導線細；正常工作時，二次繞組接近于短路狀態(tài)；二次電流大小與負載阻抗無關，取決于主電路負載電流（一次電流）；2、準確度等級0.2級：精密測量；0.5級：電能計量：1級：電流表；3級：繼電保護3、型號舉例：1）LQJ-10：10kV線圈式樹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復匝貫穿式樹脂澆注絕緣電流互感器。4、使用注意事項：二次繞組不應開路（二次繞組上感生出很高電動勢，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，則應通過接線板使其短路并直接接地）；二次回路中不應裝設熔斷器；負荷不要超過TA的額定容量。串接儀表不宜超過3-