電力變壓器培訓

變壓器的基本知識講義基本知識一、基本知識1、什么是變壓器？2、變壓器在電力生產中扮演一個什么角色？3、變壓器的基本工作原理是什么？基本知識變壓器是一種靜止的電器，它是借助電磁感應原理，把一種交流電的電壓和電流變成另一種或幾種頻率相同但數值不同的電壓和電流。變壓器能否用來變直流？2、我們為什么需要變壓呢？因為要將一定大功率的電能輸送到遠方用戶去，如果用較低的電壓，則電流將很大，而線路的功率損耗與電流的平方成正比。（P=I2·R）這將造成巨大的能量損失。另一方面，大電流在線路上會引起很大的電壓損失，使用戶無法應用合格的電壓，故必須采用升高電壓減少電流的措施。3、變壓器的基本工作原理原理示意圖變壓器的基本原理變壓器的基本原理是電磁感應原理，現以單相雙繞組變壓器為例說明其基本工作原理（如上圖）：當一次側繞組上加上電壓ú1時，流過電流í1，在鐵芯中就產生交變磁通?1，這些磁通稱為主磁通，在它作用下，兩側繞組分別感應電勢é1，é2，感應電勢公式為：E=4.44fN?m

式中：E--感應電勢有效值

f--頻率

N--匝數

?m--主磁通最大值

由于二次繞組與一次繞組匝數不同，感應電勢E1和E2大小也不同，當略去內阻抗壓降后，電壓ú1和ú2大小也就不同。

當變壓器二次側空載時，一次側僅流過主磁通的電流（í0），這個電流稱為激磁電流。當二次側加負載流過負載電流í2時，也在鐵芯中產生磁通，力圖改變主磁通，但一次電壓不變時，主磁通是不變的，一次側就要流過兩部分電流，一部分為激磁電流í0，一部分為用來平衡í2，所以這部分電流隨著í2變化而變化。當電流乘以匝數時，就是磁勢。

上述的平衡作用實質上是磁勢平衡作用，變壓器就是通過磁勢平衡作用實現了一、二次側的能量傳遞。變壓器的基本原理1,我們得到以下公式——U1/U2=N1/N2原副線圈的電壓和匝數成正比。如果副線圈的匝數變大，就是升壓變壓器。副線圈的匝數變小的是降壓變壓器。2,理想變壓器的輸入的功率一定等于它輸出的功率。（損耗極小）3,原副線圈的電流和匝數成反比。（僅限于只有一組原副線圈）變壓器的基本物理公式/參數

二、變壓器的分類變壓器的分類其實有很多種，但我們通常會按其用途、結構、相數、冷卻方式等進行分類。1、按用途分類有：電力變壓器試驗變壓器調壓變壓器特殊用途變壓器儀用變壓器礦用變壓器變壓器的分類2、按相數分：單相變壓器三相變壓器多相變壓器3、按繞組數目分：自耦變壓器雙繞組變壓器三繞組變壓器多繞組變壓器變壓器的分類4、按冷卻方式分：油浸自冷式變壓器（主變）油浸風冷式變壓器干式變壓器（廠變）充氣式變壓器變壓器分類電力變壓器：主要用在輸配電系統中，分為升壓變壓器，降壓變壓器，配電變壓器，聯絡變壓器和廠用變壓器等幾種。油浸自冷式變壓器：變壓器繞組和鐵芯全浸在變壓器油中，借助于油的自然循環進行冷卻，變壓器油還起絕緣作用。三、變壓器的組成變壓器的組成部件有：鐵芯、繞組、調壓裝置、散熱片、高壓套管、低壓套管、壓力釋放閥、溫度計、油位計、油枕、吸濕器、氣體繼電器等。變壓器的組成1、鐵芯是變壓器的導磁通路，為了提高磁路的導磁性質減少鐵芯中的磁滯渦流損耗，鐵芯一般采用高磁導率的鐵磁材料（0.35~0.5mm)厚的硅鋼片疊成。鐵芯由鐵軛和鐵心柱兩部分組成，也起固定和支撐繞組的作用。1、變壓器鐵心結構1、變壓器鐵心結構變壓器的組成鐵芯及其金屬構件上除穿心螺桿外都必須可靠接地，但鐵芯疊片只允許一點接地。（為什么？）為什么鐵芯要接地？為了防止變壓器在運行或實驗時，由于靜電感應而在鐵芯和其他金屬構件上產生懸浮電位造成對地放電，所以必須可靠接地。那為什么只允許一點接地呢？因為如果兩點以上接地時，則接地點之間可能形成回路，當主磁通穿過此閉合回路時，就會產生循環電流造成內部過熱事故。變壓器的組成2、油箱就是油浸式變壓器的外殼，用以盛裝變壓器器身和變壓器油繞組3、繞組是變壓器的電路部分，它是由銅或鋁的絕緣導線繞制而成。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。調壓裝置變壓器常用改變繞組匝數的方法來調壓。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。分接開關分為無載調壓和有載調壓兩種，前者必須在變壓器停電的情況下切換；后者可以在變壓器帶負載情況下進行切換。分接開關安裝在油箱內，其控制箱在油箱外，有載調壓分接開關內的變壓器油是完全獨立的，它也有配套的油箱、瓦斯繼電器、呼吸器。6、其他散熱片起到散熱作用高、低壓套管用于將變壓器高、低壓繞組的引線引到油箱外部，它的主要作用是絕緣和固定作用，所以它必須要有足夠的電氣絕緣強度和機械強度。一般絕緣套管采用陶瓷材料，其結構取決于電壓等級。1KV以下的采用實心磁套管，10~35KV的采用空心充氣或充油式套管，110KV及以上的采用電容式套管壓力釋放閥當變壓器內部發生嚴重故障而產生大量氣體時，油箱內壓力迅速增加，為防止變壓器發生爆炸，油箱上安裝壓力釋放閥。油枕俗稱儲油柜，因為在變壓器運行過程中，隨著油溫的變化，油的體積會膨脹和收縮。這樣我們加個油枕就能隨時保證油箱內經常充滿油，保證套管內的油位，也避免了絕緣油與空氣大面積的接觸，減少氧氣和水分的滲入。油枕分為：隔膜式、膠囊式和浮子式。6、其他隔膜式6、其他膠囊式呼吸器變壓器隨著負荷和氣溫變化，各變壓器油溫不斷變化，這樣油枕內的油位隨著整個變壓器油的膨脹和收縮而發生變化，為了使潮氣不能進入油枕使油劣化，將油枕用一個管子從上部連通到一個內裝硅膠的干燥器（俗稱呼吸器），硅膠對空氣中水份具有很強的吸附作用，干燥狀態狀態為蘭色，吸潮飽和后變為粉紅色。吸潮的硅膠可以再生。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裝置，安裝在油箱與儲油柜的連接管道中，當變壓器內部發生故障時（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）產生的氣體和油流，迫使氣體繼電器動作。輕者發出信號，以便運行人員及時處理。重者使斷路器跳閘，以保護變壓器。變壓器主要參數型號口口口口—口/口第一個字母表示相數：D-單相；S-三相；O-自耦變壓器第二個字母表示冷卻方式：F-風冷式；S-水冷式；P-強迫油循環；D-強迫油導向循環；（自然風冷不表示出來）第三相表示繞組形式：L-鋁繞組；Z-有載調壓；S-三繞組第四相表示設計序號第五相表示變壓器的額定容量（KVA）第六相表示變壓器高壓繞組額定電壓我站主變壓器的主要參數1#主變壓器2#主變壓器型號S10-6300/35S10-10000/35相數三相三相頻率50HZ50HZ冷卻方式ONANONAN額定電壓38500±2*2.5%38500±2*2.5%額定電流94.5A149.96A額定容量6300KVA10000KVA聯接組標號YN/d11YN/d11阻抗電壓7.38%8.21%油重2372kg3033kg總重12530kg16300kg我站其他變壓器的主要參數項目1#、2#廠變1#、2#、3#、4#、5#勵磁變型號SG（H）10-315/5SC9-125/6額定容量315KVA125KVA額定電壓高壓側6300±5%/400V6300±2×2.5%V低壓側400V251V額定電流高壓側28.9A11.46A低壓側454.7A287.53A接線組別Dyn11YD11冷卻方式ANAN阻抗電壓3.99%3.87%使用條件戶外戶外聯接組標號的表示方法大寫字母表示一次側的接線方式，小寫字母表示二次側的接線方式。Y或y為星形接線，D表示三角形接線。數字采用時鐘表示法。用來表示一、二次側線電壓的相位關系，一次側線電壓相量作為分針，固定指在時鐘12點的位置，二次側的線電壓相量為時針。如“YN/d11”其中11就表示，當一次側線電壓相量作為分針指在時鐘12點的位置時，二次側的線電壓相量在時針的11點位置，也就是二次側線電壓Uab滯后一次側線電壓UAB330度，也就是超前30度。變壓器二個繞組組合起來就形成了4種接線組別“Yy”、“Dy”、“Yd”、“Dd”；我國只采用Yy、Yd兩種，由于Y連線時還帶有中性線和不帶中性線兩種，不帶中性線的不增加符號表示，帶中性線引出線的則用“n”代替。我站變壓器的基本運行方式我站有主變兩臺，主變高壓側接入35KV室再經出線柜引出至排前變電站35KV線路，低壓側接入高壓室6.3KV母線上，我廠主變采用的是主變中性點不接地的形式。廠用變壓器兩臺，1#廠變高壓側接入6.3KVⅠ段母線上，2#廠變高壓側接入6.3KVⅡ段母線上；低壓側并入廠用配電室0.4KV母線上。勵磁變5臺，高壓側分別與1#、2#、3#、4#、5#發電機出線并聯，低壓側分別與1#、2#、3#、4#、5#勵磁系統功率屏柜上（251V）。我廠變壓器運行中的允許值5.4.1變壓器在額定冷卻條件下，可按銘牌參數運行。5.4.2油浸式電力變壓器在運行中的允許溫度按上層油溫溫升來檢查，上層油溫溫升允許值為55℃，但最高油溫不得超過95℃。為避免變壓器老化過快，上層油溫不宜經常超過85℃。5.4.3干式變壓器線圈外表溫度最高不得超過80℃。由于廠用變絕緣等級高，冷卻風機一般不需人工啟動。當溫度達到80℃時，冷卻風機能自動啟動，溫度下降到60℃時，風機自動停止運行。若達到自動啟動溫度時風機不能自動啟動，則可手動啟動風機。5.4.4正常情況下變壓器的外加電壓可以較額定值高，但一般不得超過額定值的5%。不論電壓分接頭在任何位置，如果所加一次電壓不超過其相應額定電壓的5%，則變壓器二次側可帶額定電流。5.4.5加在變壓器各分接頭的電壓不得超過分接頭額定電壓的110%，變壓器高壓側運行電壓絕對值按省局規定不能超過38.5KV。否則，應減少無功負荷，使電壓維持在38.5KV或以下運行。變壓器運行電壓變動范圍在額定電壓±5%以內，最高運行電壓不得在各分接頭額定電壓的105%以上；最低運行電壓低到分接頭額定電壓的95%，其電流不得超過該分接頭額定電流的105%。變壓器不允許隨便過負荷，但在有事故情況下，變壓器允許過負荷值如下表：事故情況下變壓器允許過負荷值過負荷倍數項目1.31.61.752.02.43.0持續時間(分)12030157.53.51.5主變低壓側電流(A)750．49923．681010．281054．61385．521731．9主變高壓側電流（A）44．8555．260．386982．8103．5過負荷倍數項目1.31.61.752.02.43.0持續時間(分)12030157.53.51.5主變低壓側電流(A)1191．361466．281603．751832．862199．432749．29主變高壓側電流（A）194．95239．94262．43299．92359．9449．88變壓器在運行中我們巡視應該注意哪些項目？1、檢查聲音是否正常，有無異常振動或炸裂聲，溫度是否正常；2、外殼接地是否完整、牢固；3、油枕、套管及結合部位是否嚴密、有無滲漏現象，油色油位是否正常4、套管、瓷瓶是否清潔，有無破裂或裂紋，是否有放電痕跡5、各引線頭接線是否良好，有無燒紅或過熱現象6、鐵芯接地是否完整，變壓器頂蓋有無雜物7、集氣盒內有無氣體，溫度計指示是否正確8、大雪天應檢查套管、瓷瓶有無冰柱子，各導線處有無特殊熔化現象10、大風天應檢查引線的搖擺情況，變壓器上有無風吹落物11、陰、雨、霜、霧天檢查各帶電部分有無火花和放電現象，雷雨中不得進入升壓站12、對干式變壓器應檢查線圈有無灰塵、污垢，絕緣有無破損，各引線聯結是否良好，有無過熱，室內有無異味，各部分有無電暈現象，室內空氣應保持干燥13、備用中的變壓器停用15天時，應測量絕緣電阻和開關跳閘試驗，各跳合閘電源及繼電器保護應投入，并同運行變壓器一樣進行定期巡回檢查14、檢查保護定值和保護壓板是否正常15、每六個月進行一次油樣化驗16、晚上高峰負荷時熄燈檢查變壓器的正常運行、操作和檢查主變一般都是以高壓側充電為原則，如需從低壓側充電，須采用零起升壓的辦法。新安裝或大修后的變壓器，在投入運行前應作沖擊合閘試驗，一般新裝的變壓器進行5次，大修后的變壓器須作三次沖擊合閘試驗方可投入進行。目的：校核勵磁涌流所產生的電動力對變壓器的機械強度是否有影響，同時也校核在勵磁涌流作用下，繼電保護裝置是否誤動。變壓器的保護電力變壓器裝有的保護一般分為主保護和后備保護。電力變壓器一般都裝設哪些保護呢？1、防御變壓器油箱內部各種短路故障和油面降低的瓦斯保護；2、防御變壓器繞組和引出線多相短路，大接地電流系統側繞組和引出線的單相接地短路及繞組匝間短路的差動保護或電流速斷保護；3、防御變壓器外部相間短路并作為瓦斯保護和差動保護后備的過電流保護；4、防御大接地電流系統中中變壓器外部接地短路的零序電流保護5、防御變壓器對稱過負荷的過負荷保護6、防御變壓器過勵磁的過勵磁保護引起變壓器輕瓦斯保護動作的原因？

1、因濾油、加油或冷卻系統不嚴密以致空氣進入變壓器2、因溫度下降或漏油致使油面緩慢下降3、因變壓器故障產生少量氣體4、由于發生穿越性短路故障而引起引起變壓器差動保護動作的原因？

1、變壓器套管或引出線故障2、變壓器內部故障3、直流回路兩點接地或二次側碰接引起的保護誤動作4、差動保護的電流互感器開路或短路引起的保護誤動作5、差動保護本身元件損壞，誤整定等原因引起的保護誤動作8、變壓器異常運行和事故處理1、聲音不正常變壓器一接上電源，就有嗡嗡的響聲，這和高壓磁通的存在及鐵芯硅鋼片疊成、電壓增高、電流大小有關。正常運行時，變壓器的鐵芯聲音是均勻的，當有其他雜音時，就應認真查找原因，進行相應處理，其原因大概有以下幾點：（1）過電壓引起異音（如中性點不接地系統單相接地、鐵磁共振等）（2）過電流引起異音（如過負荷、大功率負荷啟動、穿越性短路等）（3）夾緊鐵芯的螺釘松動引起異音（4）鐵芯故障引起異音（如鐵芯接地線斷開時會產生如放電的劈裂聲，鐵芯著火造成不正常的聲音）（5）匝間短路引起異音。因短路處嚴重局部過熱，使油局部沸騰發出像水開了的聲音（6）分接開關故障引起的異音。因分接開關接觸不良，局部發熱，也會引起像匝間短路所引起的那種聲音（7）外界氣候影響造成的放電聲。如大霧天、雪天造成套管處電暈放電或輝光放電，夜間可見藍色小火花（8）變壓器外殼與其他物體撞擊引起的異音。這是因為變壓器內部鐵芯的振動引起其他部件的振動，使接觸處相互撞擊造成的。2、變壓器上層油溫明顯升高變壓器在運行中能被運行人員直接監視的溫度是上層油溫，通過監督上層油溫來控制繞組最高點溫度，以免其絕緣水平下降、老化。在正常負荷和正常冷卻條件下，變壓器油溫較平時高出10度以上或變壓器負荷不變，油溫不斷上升，如檢查結果證明冷卻裝置良好、測溫儀無問題，則認為變壓器已發生內部故障（如鐵芯起火及繞組匝間短路等）。此時，應立即將變壓器停運，以防止變壓器事故擴大。3、變壓器油色不正常變壓器油分為新鮮油和運行油兩種，在變壓器起絕緣和冷卻作用。新鮮油通常是亮黃色和天藍色透明的；運行油由于油在老化時形成的瀝青和污物的影響，顏色會變暗，嚴重時可能呈棕色。碳末對油的顏色也有很大的影響。運行人員在巡視變壓器時，發現油位計中油的顏色發生變化時，應聯系取油樣，進行分析化驗。若運行中變壓器油色驟然惡化，油內出現碳質并有其他不正常現象時，應立即停電進行檢查處理。4、變壓器油位不正常運行中的變壓器出現油面過高或有油從油枕中溢出時，應首先檢查變壓器的負荷和溫度是否正常，如果負荷和溫度均正常，則可以判斷是因呼吸器或油標管堵塞造成的假油面。此時經當值調度員同意后，將瓦斯保護改投信號，然后疏通呼吸器等進行處理。變壓器缺油的原因有以下幾種：（1）變壓器長期滲油或大量漏油（2）氣溫過低，油枕的儲油量不足（3）油枕的容量小不能滿足運行要求（4）修試變壓器時，放油后沒有及時補油5、變壓器自動跳閘變壓器自動跳閘后，應做如下檢查和處理：（1）變壓器自動跳閘后，運行人員應進行系統性的處理，即投入備用變壓器，調整運行方式和負荷分配，維持運行系統及其設備處于正常情況（2）檢查何種保護動作及動作是否正確（3）了解系統有無故障及故障性質（4）屬下列情況可不經外部檢查試送電一次：人員誤碰、誤操作及保護誤動作；僅低壓過流或限時過流保護動作，同時跳閘變壓器的下一級設備故障而其保護未動作，且故障點已隔離（5）如屬差動、氣體保護或速斷過流保護等保護動作，故障時又有沖擊，則需對變壓器及其系統進行詳細檢查停電并測定絕緣。在未查明原因或處理好以前，禁止將變壓器投入運行6、氣體保護動作變壓器的氣體保護跳閘時，應做如下檢查和處理：（1）收集氣體繼電器的氣體做色譜分析，如無氣體，應檢查二次回路和氣體繼電器的接線柱及引線絕緣是否良好（2）檢查油位、油溫、油色有無變化（3）檢查防爆管是否破裂噴油（4）檢查變壓器外殼有無變形，焊縫是否開裂噴油（5）如果經檢查未發現任何異常，而確認因二次回路故障引起誤動作時，可在差動保護及過電流保護投入的情況下將氣體保護改接信號或退出，試送電一次，并加強監視（6）在氣體保護的動作原因未查明前，不得合閘送電（7）如氣體繼電器內